CN110290357B - 采用多个5g电力载波网关的便携式高清电力载波摄像监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无线通信和电力载波通信技术领域的采用多个5G电力载波网关的便携式高清电力载波摄像监控系统，包括插座、若干5G电力载波网关、若干高清电力载波摄像头、若干5G基站、Internet和监控云服务器，采用多个5G电力载波网关作为系统到5G基站和Internet的出入口，每个网关又具有电力载波接口可以和网内的各个高清电力载波监控摄像头进行通信，多个5G电力载波网关的组合可以满足系统内几十个甚至几百个高清电力载波摄像头的数据传输带宽要求；系统内5G电力载波网关和高清电力载波摄像头都只需要交流电线接口，使用方便，不需要任何别的布线，易于运输携带安装并可及时启用。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信和电力载波通信技术领域，具体为采用多个5G电力载波网关的便携式高清电力载波摄像监控系统。
背景技术
摄像监控系统发展至今，已经可以做到很高的分辨率，同时对通信的带宽也提出了很高的要求。一般的高清摄像头1024分辨率需要至少200Mbps的数据速率来满足带宽要求，对于4K、8K的分辨率，通信带宽的要求更高，而且当几十个上百个摄像头一起使用时，局部和远程通信的带宽资源都变得至关重要。通常采用的是有线连接如以太网、光纤的连接方式，但有线方式工程量大，而且施工周期长，对一些及时需求的应用，如工地、大型演出会场、体育比赛和广场大型集会活动等需要临时或即时高清摄像监控，短时间内根本满足不了要求。
5G无线通信的出现，理论传输速率可以达到10Gbps，使得远程无线监控摄像头成为可能。但一方面，5G通信模块价格昂贵，单个高清摄像头加上5G模块使得单个摄像头成本居高，很难找到市场；另外，高清摄像头功耗很高，没法采用电池供电，所以通常情形使用交流电取电；此外高清摄像头的现场组网，如果采用光纤或Ethernet网线，布线非常复杂，在上述提到的应用场景，往往几天才能完成工程，满足不了及时监控的要求。而且在使用完后，拆除已经安装的工程也麻烦，造成巨大的人力物力浪费，所以需要一种新型的方式来解决这些场景下的应用需求问题，基于此，本发明设计了采用多个5G电力载波网关的便携式高清电力载波摄像监控系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供采用多个5G电力载波网关的便携式高清电力载波摄像监控系统，以解决上述背景技术中提出的亟需设计一种安装简单，方便及时使用的摄像监控系统的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：采用多个5G电力载波网关的便携式高清电力载波摄像监控系统，包括插座、若干5G电力载波网关、若干高清电力载波摄像头、若干5G基站、Internet和监控云服务器，任意一个所述5G基站均与Internet信号连接，所述Internet信号连接有监控云服务器，任意一个所述5G电力载波网关均与相邻所述5G基站信号连接，若干所述5G电力载波网关与若干所述高清电力载波摄像头通过火零线与插座构成电通路。
进一步的，所述5G电力载波网关包括第一电力线火线接口、第二电力线零线接口和供电线缆，所述第一电力线火线接口和第二电力线零线接口电连接有第一电源模块，所述第一电源模块通过供电线缆电连接有电力载波模块、5G通信模块、传输方向控制和FIFO模块和WiFi通信模块，所述第一电源模块包括第一TX/RX信号路径、第一AC/DC转换子模块和第一过零点检测子模块，所述电力载波模块包括第一TX线路驱动放大器子模块、第一RX低噪声放大器子模块、第一信号处理及电力载波协议子模块和CPU及用户数据子模块，所述第一信号处理及电力载波协议子模块与第一TX线路驱动放大器子模块、第一RX低噪声放大器子模块和CPU及用户数据子模块信号连接，所述第一TX/RX信号路径与第一TX线路驱动放大器子模块和第一RX低噪声放大器子模块信号连接，所述传输方向控制和FIFO模块与电力载波模块信号连接，所述传输方向控制和FIFO模块信号连接有WiFi通信模块、Zigbee通信模块和Ethernet模块，所述WiFi通信模块和Zigbee通信模块信号连接有WiFi/Zigbee共用天线，所述Ethernet模块信号连接有Ethernet接口，所述传输方向控制和FIFO模块与5G通信模块信号连接，所述5G通信模块包括5G天线接口子模块、5G信号处理子模块和CPU及数据交换接口子模块，所述5G天线接口子模块信号连接有5G天线。
进一步的，所述高清电力载波摄像头包括第二电力线火线接口和第二电力线零线接口，所述第二电力线火线接口和第二电力线零线接口电连接有第二电源模块、所述第二电源模块包括第二TX/RX信号路径、第二AC/DC转换子模块和第二过零点检测子模块，所述第二电源模块电连接有电力载波通信及摄像头模块，所述电力载波通信及摄像头模块包括第二TX线路驱动放大器子模块、第二RX低噪声放大器子模块、第二信号处理及电力载波协议子模块和摄像头及红外LED子模块，所述第二RX低噪声放大器子模块和摄像头及红外LED子模块与第二电源模块电连接，所述第二信号处理及电力载波协议子模块与第二TX线路驱动放大器子模块、第二RX低噪声放大器子模块和摄像头及红外LED子模块信号连接，所述第二TX/RX信号路径与第二TX线路驱动放大器子模块和第二RX低噪声放大器子模块信号连接。
进一步的，所述电力载波模块采用宽带电力载波芯片AR7410。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过采用多个5G电力载波网关提供到Internet和监控云服务器连接的相互备份，大大提高了高清电力载波摄像监控系统远程监控的可靠性，而且扩展了系统带宽，便于携带，易于安装，做到及时启用，而且5G电力载波网关的数目可以自由选择，成本可控，非常适合于工地、大型演出会场、体育比赛和广场大型集会活动等需要临时或即时高清摄像监控的场所。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明网络示意图；
图2为图1中5G电力载波网关系统示意图；
图3为图1中高清电力载波摄像头系统示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1--插座、2--5G电力载波网关、3--高清电力载波摄像头、4--5G基站、5--Internet、6--监控云服务器；
201--第一电力线火线接口、202--第二电力线零线接口、203--第一电源模块、204--第一TX/RX信号路径、205--第一AC/DC转换子模块、206--供电线缆、207--第一过零点检测子模块、208--电力载波模块、209--第一TX线路驱动放大器子模块、210--第一RX低噪声放大器子模块、211--第一信号处理及电力载波协议子模块、212--CPU及用户数据子模块、214--5G通信模块、215--5G天线、216--5G天线接口子模块、217--5G信号处理子模块、218--CPU及数据交换接口子模块、219--传输方向控制和FIFO模块、220--WiFi通信模块、221--WiFi/Zigbee共用天线、222--Zigbee通信模块、223--Ethernet模块、224--Ethernet接口；
301--第二电力线火线接口、302--第二电力线零线接口、303--第二电源模块、304--第二TX/RX信号路径、305--第二AC/DC转换子模块、306--第二过零点检测子模块、307--电力载波通信及摄像头模块、308--第二TX线路驱动放大器子模块、309--第二RX低噪声放大器子模块、310--第二信号处理及电力载波协议子模块，311--摄像头及红外LED子模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：采用多个5G电力载波网关的便携式高清电力载波摄像监控系统，包括插座1、若干5G电力载波网关2、若干高清电力载波摄像头3、若干5G基站4、Internet5和监控云服务器6，任意一个5G基站4均与Internet5信号连接，Internet5信号连接有监控云服务器6，任意一个5G电力载波网关2均与相邻5G基站4信号连接，若干5G电力载波网关2与若干高清电力载波摄像头3通过火零线与插座1构成电通路，按电力载波通信协议自动选择一个5G电力载波网关2作为CCO(中央控制单元)，其余的5G电力载波网关2和所有的高清电力载波摄像头3充当STA(普通节点单元)，然后各个高清电力载波摄像头3和CCO通信后寻找根据信号的好坏寻找最合适的网关，并加入该网关的子群，CCO会为各个网关建立一个网关数据库，包括各个网关的MAC地址、工作状态和该网关子群内的高清电力载波摄像头3的MAC地址等信息，CCO搜集到所有的子群信息后会根据各个网关子群大小进行合适的调配，使得各个网关的负载基本平衡；因为是动态调配，所以一旦某个网关出现故障时候，CCO会及时记录该网关的状态，并撤销该网关的子群，所有该子群下的高清电力载波摄像头3节点单元会被分配到别的网关的子群进行通信，这样来及时避免因少数网关损坏造成整个系统通信中断的问题,实现系统的通信自动修复功能。
5G电力载波网关2包括第一电力线火线接口201、第二电力线零线接口202和供电线缆206，第一电力线火线接口201和第二电力线零线接口202电连接有第一电源模块203，第一电源模块203通过供电线缆206电连接有电力载波模块208、5G通信模块214、传输方向控制和FIFO模块219和WiFi通信模块220，第一电源模块203包括第一TX/RX信号路径204、第一AC/DC转换子模块205和第一过零点检测子模块207，电力载波模块208包括第一TX线路驱动放大器子模块209、第一RX低噪声放大器子模块210、第一信号处理及电力载波协议子模块211和CPU及用户数据子模块212，第一信号处理及电力载波协议子模块211与第一TX线路驱动放大器子模块209、第一RX低噪声放大器子模块210和CPU及用户数据子模块212信号连接，第一TX/RX信号路径204与第一TX线路驱动放大器子模块209和第一RX低噪声放大器子模块210信号连接，传输方向控制和FIFO模块219与电力载波模块208信号连接，传输方向控制和FIFO模块219信号连接有WiFi通信模块220、Zigbee通信模块222和Ethernet模块223，WiFi通信模块220和Zigbee通信模块222信号连接有WiFi/Zigbee共用天线221，Ethernet模块223信号连接有Ethernet接口224，传输方向控制和FIFO模块219与5G通信模块214信号连接，5G通信模块214包括5G天线接口子模块216、5G信号处理子模块217和CPU及数据交换接口子模块218，5G天线接口子模块216信号连接有5G天线215，第一电源模块203包括第一AC/DC转换子模块205，生成12V和3.3V电压，给所有其余模块供电；第一电源模块203还包括第一TX/RX信号路径204，用于对电力载波模块208和交流电线之间的信号进行滤波，传输方向控制和FIFO模块219用于控制各个端口的信号走向和数据传输控制，WiFi通信模块220、Zigbee通信模块222和Ethernet模块223使得该网关具备常用路由器的特征，包含了一般的高速无线路由器的功能。
高清电力载波摄像头3包括第二电力线火线接口301和第二电力线零线接口302，第二电力线火线接口301和第二电力线零线接口302电连接有第二电源模块303、第二电源模块303包括第二TX/RX信号路径304、第二AC/DC转换子模块305和第二过零点检测子模块306，第二电源模块303电连接有电力载波通信及摄像头模块307，电力载波通信及摄像头模块307包括第二TX线路驱动放大器子模块308、第二RX低噪声放大器子模块309、第二信号处理及电力载波协议子模块310和摄像头及红外LED子模块311，第二RX低噪声放大器子模块309和摄像头及红外LED子模块311与第二电源模块303电连接，第二信号处理及电力载波协议子模块310与第二TX线路驱动放大器子模块308、第二RX低噪声放大器子模块309和摄像头及红外LED子模块311信号连接，第二TX/RX信号路径304与第二TX线路驱动放大器子模块308和第二RX低噪声放大器子模块309信号连接，设置第一电源模块203与第二电源模块303相同，提供12V和3.3V电压给电力载波通信及摄像头模块307和摄像头及红外LED子模块311。
电力载波模块208采用宽带电力载波芯片AR7410，可达到500Mbps以上物理层传输速率以满足高清摄像头数据带宽的要求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (2)
1.采用多个5G电力载波网关的便携式高清电力载波摄像监控系统，包括插座(1)、若干5G电力载波网关(2)、若干高清电力载波摄像头(3)、若干5G基站(4)、Internet(5)和监控云服务器(6)，其特征在于：任意一个所述5G基站(4)均与Internet(5)信号连接，所述Internet(5)信号连接有监控云服务器(6)，任意一个所述5G电力载波网关(2)均与相邻所述5G基站(4)信号连接，若干所述5G电力载波网关(2)与若干所述高清电力载波摄像头(3)通过火零线与插座(1)构成电通路；
所述5G电力载波网关(2)包括第一电力线火线接口(201)、第一电力线零线接口(202)和供电线缆(206)，所述第一电力线火线接口(201)和第一电力线零线接口(202)电连接有第一电源模块(203)，所述第一电源模块(203)通过供电线缆(206)电连接有电力载波模块(208)、5G通信模块(214)、传输方向控制和FIFO模块(219)和WiFi通信模块(220)，所述第一电源模块(203)包括第一TX/RX信号路径(204)、第一AC/DC转换子模块(205)和第一过零点检测子模块(207)，所述电力载波模块(208)包括第一TX线路驱动放大器子模块(209)、第一RX低噪声放大器子模块(210)、第一信号处理及电力载波协议子模块(211)和CPU及用户数据子模块(212)，所述第一信号处理及电力载波协议子模块(211)与第一TX线路驱动放大器子模块(209)、第一RX低噪声放大器子模块(210)和CPU及用户数据子模块(212)信号连接，所述第一TX/RX信号路径(204)与第一TX线路驱动放大器子模块(209)和第一RX低噪声放大器子模块(210)信号连接，所述传输方向控制和FIFO模块(219)与电力载波模块(208)信号连接，所述传输方向控制和FIFO模块(219)信号连接有WiFi通信模块(220)、Zigbee通信模块(222)和Ethernet模块(223)，所述WiFi通信模块(220)和Zigbee通信模块(222)信号连接有WiFi/Zigbee共用天线(221)，所述Ethernet模块(223)信号连接有Ethernet接口(224)，所述传输方向控制和FIFO模块(219)与5G通信模块(214)信号连接，所述5G通信模块(214)包括5G天线接口子模块(216)、5G信号处理子模块(217)和CPU及数据交换接口子模块(218)，所述5G天线接口子模块(216)信号连接有5G天线(215)；
所述高清电力载波摄像头(3)包括第二电力线火线接口(301)和第二电力线零线接口(302)，所述第二电力线火线接口(301)和第二电力线零线接口(302)电连接有第二电源模块(303)、所述第二电源模块(303)包括第二TX/RX信号路径(304)、第二AC/DC转换子模块(305)和第二过零点检测子模块(306)，所述第二电源模块(303)电连接有电力载波通信及摄像头模块(307)，所述电力载波通信及摄像头模块(307)包括第二TX线路驱动放大器子模块(308)、第二RX低噪声放大器子模块(309)、第二信号处理及电力载波协议子模块(310)和摄像头及红外LED子模块(311)，所述第二RX低噪声放大器子模块(309)和摄像头及红外LED子模块(311)与第二电源模块(303)电连接，所述第二信号处理及电力载波协议子模块(310)与第二TX线路驱动放大器子模块(308)、第二RX低噪声放大器子模块(309)和摄像头及红外LED子模块(311)信号连接，所述第二TX/RX信号路径(304)与第二TX线路驱动放大器子模块(308)和第二RX低噪声放大器子模块(309)信号连接。
2.根据权利要求1所述的采用多个5G电力载波网关的便携式高清电力载波摄像监控系统，其特征在于：所述电力载波模块(208)采用宽带电力载波芯片AR7410。
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| CN110290357A (zh) | 2019-09-27 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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