CN110224213B - 基于物联网的移动通信天线支架及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于物联网的移动通信天线支架及工作方法，其特征在于，包括：天线固定爪、方位角调节装置、俯仰角调节装置、固定装置、卫星定位装置、指南针传感器、坡度传感器、物联网通信模块、主控模块和供电模块；所述方位角调节装置和俯仰角调节装置分别用于调节天线固定爪的方位角和俯仰角；所述卫星定位装置、指南针传感器、坡度传感器、物联网通信模块分别连接主控模块和供电模块。其通过对现有移动通信天线支架的改进，使其具备了远程控制调节方位角和俯仰角的能力，可以实现通过远程管理系统对大量天馈线进行集中调控，大大降低了当前移动通信工程和维护的工作量，有很高的实用和推广价值。

Description

基于物联网的移动通信天线支架及工作方法

技术领域

本发明涉及移动通信设备领域，尤其涉及一种基于物联网的移动通信天线支架及工作方法。

背景技术

从第一代移动通信开始，到目前的第四代移动通信。所有的无线射频部分都是由射频收发信单元与天馈线系统构成。其中，收发天线都为纯机械或半机械结构，天线的地理位置、天线高度、方位角、俯仰角（含机械下倾角和电子下倾角）等工程参数以及天线本身的特性参数等，直接影响到该天线所在扇区的覆盖范围。目前所有这些天线的参数，除电子下倾角可以通过一段20-30米长的控制线在基站机房内控制外，其他的参数都必须到天线现场进行人工读取和调测。

对于大量基站的调测，势必需要耗费大量的人力、物力、财力。

发明内容

为了克服现有技术当中存在的缺陷和不足，本发明具体采用以下技术方案：

一种基于物联网的移动通信天线支架，其特征在于，包括：天线固定爪、方位角调节装置、俯仰角调节装置、固定装置、卫星定位装置、指南针传感器、坡度传感器、物联网通信模块、主控模块和供电模块；所述方位角调节装置和俯仰角调节装置分别用于调节天线固定爪的方位角和俯仰角；所述卫星定位装置、指南针传感器、坡度传感器、物联网通信模块分别连接主控模块和供电模块。

优选地，所述天线固定爪包括四个呈X型的爪臂；所述爪臂朝向内的一端带有齿条，与天线固定爪中心的固定爪调节器构成齿轮式连接，并由天线固定爪的外部壳体限位至只有一个运动自由度；所述固定爪调节器为带有齿轮的调节螺栓。

优选地，所述方位角调节装置包括设置于外部壳体上下两侧对称设置的两个方位角调节电机；两个所述方位角调节电机的输出轴与固定爪调节器共线。

优选地，所述俯仰角调节装置包括安装在外部壳体下侧的第一转动关节、与第一转动关节连接的下安装杆、安装在外部壳体上侧的上延伸杆、与上延伸杆连接的第二转动关节、以及与第二转动关节连接的伸缩杆；所述伸缩杆连接传动电机，所述传动电机连接主控模块。

优选地，所述固定装置包括上抱箍、下抱箍和抱杆；所述伸缩杆和下安装杆分别通过上抱箍和下抱箍与抱杆固定连接。

优选地，位于下侧的下方位角调节电机的外部套设固定有方位角刻度盘。

优选地，所述卫星定位装置、指南针传感器、坡度传感器、物联网通信模块、主控模块和供电模块设置于外部壳体的外侧或内部；所述卫星定位装置包括GPS定位装置和北斗定位装置；所述物联网通信模块为5G物联网通信模块；所述供电模块带有太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板设置于外部壳体的上侧。

优选地，所述伸缩杆的活动杆上侧带有齿条，与传动电机输出轴上的齿轮构成齿轮式连接。

以及根据以上基于物联网的移动通信天线支架的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：上位机通过所述物联网通信模块获取卫星定位装置、指南针传感器和坡度传感器采集天线的位置、方位角和俯仰角信息；

步骤S2：上位机通过所述物联网通信模块控制方位角调节装置和俯仰角调节装置调节天线的方位角和俯仰角。

本发明及其优选方案通过对现有移动通信天线支架的改进，使其具备了远程控制调节方位角和俯仰角的能力，可以实现通过远程管理系统对大量天馈线进行集中调控，大大降低了当前移动通信工程和维护的工作量，有很高的实用和推广价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

图1是本发明实施例天线固定爪结构正视示意图；

图2是本发明实施例天线固定爪结构后视示意图；

图3是本发明实施例天线固定爪结构透视示意图；

图4是本发明实施例天线固定爪安装上天线之后的示意图；

图5是本发明实施例天线固定爪收缩状态示意图；

图6是本发明实施例天线固定爪伸出状态示意图；

图7是本发明实施例整体结构侧面剖视示意图1；

图8是本发明实施例整体结构侧面剖视示意图2；

图9是本发明实施例整体结构俯视示意图；

图10是本发明实施例整体结构局部剖视示意图1；

图11是本发明实施例整体结构局部剖视示意图2；

图12是本发明实施例整体结构局部示意图3；

图13是本发明实施例各模块连接关系示意图；

图14是本发明实施例各模块供电关系示意图；

图15是本发明实施例通信模块示意图；

图16是本发明实施例使用场景整体方案示意图；

图中：1-天线固定爪；2-爪臂；3-上方位角调节电机；4-下方位角调节电机；5-固定爪调节器；6-天线；7-第二转动关节；8-第一转动关节；9-传动电机；10-上抱箍；11-下抱箍；12-抱杆；13-卫星定位装置；14-太阳能电池板；15-物联网通信模块；16-主控模块；17-指南针传感器；18-坡度传感器；19-供电模块；20-传动电机输出轴上的齿轮；21-方位角刻度盘；22-上延伸杆；23-下安装杆；192-蓄电池；193-供电接口。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：

如图1-图16所示，本实施例装置包括：天线固定爪1、方位角调节装置、俯仰角调节装置、固定装置、卫星定位装置13、指南针传感器17、坡度传感器18、物联网通信模块15、主控模块16和供电模块19；方位角调节装置和俯仰角调节装置分别用于调节天线固定爪1的方位角和俯仰角；卫星定位装置13、指南针传感器17、坡度传感器18、物联网通信模块15分别连接主控模块16和供电模块19。

其中，如图1-图6所示，天线固定爪1包括四个呈X型的爪臂2；爪臂2朝向内的一端带有齿条并收窄，与天线固定爪1中心的固定爪调节器5构成齿轮式连接，并由天线固定爪1的外部壳体限位至只有一个运动自由度；固定爪调节器5为带有双面齿轮的调节螺栓。如图3所示，该双面齿轮由正反两面尺寸相同的小齿轮和中间的作为隔板的大轮构成，位于左上和右下的爪臂2与前齿轮齿合，位于右上和左下的爪臂2与后齿轮齿合，这样既可以做到一个简单的固定爪调节器5同时控制四个爪臂2的同步运动。通过正反时针旋转固定爪调节器5即可控制爪臂2从外部壳体上伸出或收回，从而能够适应对不同尺寸的天线6的固定。

如图7-图11所示，在本实施例中，方位角调节装置包括设置于外部壳体上下两侧对称设置的上方位角调节电机3和下方位角调节电机4；两个方位角调节电机的输出轴与固定爪调节器5共线。其中，上方位角调节电机3和下方位角调节电机4保持同步运转共同带动天线固定爪1相对水平方向的转动，以调整其朝向。当然，本实施例为了保证冗余性以及在较重的天线6承载下的灵活转动，如果为了进一步精简结构，也可以仅安装上方位角调节电机3或下方位角调节电机4的其中之一作为等效的替代手段，也能够实现本发明的基本技术效果。

在本实施例中，俯仰角调节装置包括安装在外部壳体下侧的第一转动关节8、与第一转动关节8连接的下安装杆23、安装在外部壳体上侧的上延伸杆22、与上延伸杆22连接的第二转动关节7、以及与第二转动关节7连接的伸缩杆；伸缩杆连接传动电机9，由传动电机9控制伸缩，传动电机9连接主控模块16。其中，第一转动关节8和第二转动关节7优选可以采用球形关节或铰链结构，其分别固定在上方位角调节电机3和下方位角调节电机4的顶部或前/后侧，其具有在竖直方向的转动自由度，通过伸缩杆的伸长和缩短，即可控制天线的抬头角度（俯仰角）。如图10、11所示，伸缩杆的活动杆位于底部，其上侧带有齿条，与传动电机输出轴上的齿轮20构成齿轮式连接。为了增强齿轮传动的可靠性，本实施例通过皮带传动增加了一个齿轮，同时用于驱动伸缩杆。

固定装置则包括上抱箍10、下抱箍11和抱杆12；伸缩杆和下安装杆23分别通过上抱箍10和下抱箍11与抱杆12固定连接。

为了方便现场调试，本实施例在下方位角调节电机4的外部还套设固定有方位角刻度盘21，以便现场工程师能够直接读取方位角，方便快捷。

在本实施例中，卫星定位装置13、指南针传感器17、坡度传感器18、物联网通信模块15、主控模块16和供电模块19均设置于外部壳体的外侧或内部。其中，卫星定位装置13包括GPS定位装置和北斗定位装置，设置于外部壳体的顶部；物联网通信模块15包括5G物联网通信模块15；供电模块19除了直接利用天线供电系统进行供电的供电接口193之外，带有太阳能电池板14191和蓄电池192，太阳能电池板14191设置于外部壳体的上侧。

通过本实施例装置即可实现对天线的位置、方位角和俯仰角信息的远程在线采集以及对方位角和俯仰角的实时调整，其可以采用以下步骤进行工作和控制：

步骤S1：上位机通过物联网通信模块15获取卫星定位装置13、指南针传感器17和坡度传感器18采集天线的位置、方位角和俯仰角信息；

步骤S2：上位机通过物联网通信模块15控制方位角调节装置和俯仰角调节装置调节天线的方位角和俯仰角。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的基于物联网的移动通信天线支架，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种基于物联网的移动通信天线支架，其特征在于，包括：天线固定爪、方位角调节装置、俯仰角调节装置、固定装置、卫星定位装置、指南针传感器、坡度传感器、物联网通信模块、主控模块和供电模块；所述方位角调节装置和俯仰角调节装置分别用于调节天线固定爪的方位角和俯仰角；所述卫星定位装置、指南针传感器、坡度传感器、物联网通信模块分别连接主控模块和供电模块；

所述天线固定爪包括四个呈X型的爪臂；所述爪臂朝向内的一端带有齿条，与天线固定爪中心的固定爪调节器构成齿轮式连接，并由天线固定爪的外部壳体限位至只有一个运动自由度；所述固定爪调节器为带有齿轮的调节螺栓；

所述方位角调节装置包括设置于外部壳体上下两侧对称设置的两个方位角调节电机；两个所述方位角调节电机的输出轴与固定爪调节器共线；

所述俯仰角调节装置包括安装在外部壳体下侧的第一转动关节、与第一转动关节连接的下安装杆、安装在外部壳体上侧的上延伸杆、与上延伸杆连接的第二转动关节、以及与第二转动关节连接的伸缩杆；所述伸缩杆连接传动电机，所述传动电机连接主控模块；

所述固定装置包括上抱箍、下抱箍和抱杆；所述伸缩杆和下安装杆分别通过上抱箍和下抱箍与抱杆固定连接；

位于下侧的下方位角调节电机的外部套设固定有方位角刻度盘；

所述卫星定位装置、指南针传感器、坡度传感器、物联网通信模块、主控模块和供电模块设置于外部壳体的外侧或内部；所述卫星定位装置包括GPS定位装置和北斗定位装置；所述物联网通信模块为5G物联网通信模块；所述供电模块带有太阳能电池板和蓄电池，所述太阳能电池板设置于外部壳体的上侧；

所述伸缩杆的活动杆上侧带有齿条，与传动电机输出轴上的齿轮构成齿轮式连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的移动通信天线支架的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：上位机通过所述物联网通信模块获取卫星定位装置、指南针传感器和坡度传感器采集天线的位置、方位角和俯仰角信息；

步骤S2：上位机通过所述物联网通信模块控制方位角调节装置和俯仰角调节装置调节天线的方位角和俯仰角。