CN111970728A - Ai公专融合通信共性技术架构与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种AI公专融合通信共性技术架构与方法。通过具有智能计算能力的无人智能设备和手持智能终端，在同时具有公网和专网覆盖的区域对网络质量进行评估，并根据不同的业务需求智能地选择更好的连接方式进行连接。公网内的信息和专网内的信息分别通过公网基站和专网网关上传到云端服务器，在进行进一步融合计算之后将计算结果和指令下发到智能设备和终端，以此来提高用户在关键任务上的体验一致性。
Description
技术领域
本发明属于无线通信网络技术领域，特别是一种AI公专融合通信共性技术架构与方法。
背景技术
专网可以在特定区域实现网络信号覆盖，具有安全、可靠、定制化的特点，可以为特定用户提供组织、调度、生产所需的通信服务，在公安、消防、工业园区等部门或领域有着广泛的应用。但是在实际部署区域，由于客观环境和成本的限制，专网的覆盖范围是有限的，在非关键区域并不能达到很好的覆盖。
公网的覆盖范围广，且没有距离限制，可以快速批量部署。4G技术的成熟使得基于公网的通信调度系统得到广泛应用。但是，公网会存在覆盖死角，无法保证关键区域的可靠通信能力。
因此，仅仅依靠专网或公网都无法保障行业用户在关键任务上的一致性体验，公网和专网的融合对于保证网络系统的覆盖度和可靠性至关重要。但是，目前现有的结合公网和专网的系统还不能做到将公网和专网无缝融合。用户在使用相关通信终端时经常需要手动切换不同的通信模式，甚至需要同时携带几台终端设备，这极大的影响了关键通信业务的效率。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有的公网和专网融合的通信系统无法保障体验一致性，无法做到无缝融合的问题，提出一种AI公专融合通信的共性技术架构与方法。通过公网和专网的深度融合，使得具有AI计算能力的无人智能设备和手持智能终端在网络覆盖范围内可以智能地通过公网和专网进行通信，在保障信息安全的前提下得到最佳的通信质量，并使整个系统获得更佳的使用体验。
技术解决方案
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
1、本发明提出的AI公专融合通信共性技术架构，包括公网部分、专网部分、无人智能设备、手持智能终端、云端服务器、PC控制中心以及APP客户端。如图1所示。
2、所述无人智能设备和手持智能终端均包含处理模块、无线通信模块和电源模块。
3、所述无人智能设备和手持智能终端的处理模块包括CPU和GPU，在支持基本运行所需的计算之外还需要进行机器学习的相关计算。
4、所述无人智能设备和手持智能终端的无线通信模块均由公网模块和专网模块组成。所述公网模块可以是4G或5G通信模块，包含射频收发器；所述专网模块可以具有各种天线接口，包括支持Wifi、Zigbee、蓝牙、LTE、LoRa等自组网技术的接口。
、所述公网部分包括公网基站以及无人智能设备和手持智能终端的公网模块；所述专网部分包括专网基站或网关、专网中继节点以及无人智能设备和手持智能终端的专网模块。
6、所述专网中继节点可以是专门部署在专网覆盖范围内的具有专网模块的节点，也可以是其它无人智能设备或手持智能终端同时作为中继节点。专网中继节点转发收到的专网信息，通过路由算法将信息转发到目的节点。
7、所述无人智能设备和手持智能终端可以将公网模块收到的信息通过加密传输传递到专网中继节点，也可以将专网模块收到的信息通过加密传输传递到公网基站。
8、所述PC控制中心接收专网网关采集到的信息，可以在本地进行初步计算处理，并将数据通过互联网上传到云端服务器。同时，它可以接收来自云端服务器的信息。另一方面，PC控制中心可以向专网网关下发指令，进行专网的服务控制。
9 、所述云端服务器同时接收公网基站和PC控制中心上传的信息，可以进行融合计算处理，并将计算结果发送给PC控制中心。
10、所述APP客户端可以读取云端服务器上的信息，查看网络状态并进行业务查询。所述手持智能终端上可以安装运行所述APP客户端。
11、所述手持智能终端除了具有处理模块、无线通信模块、电源模块之外，根据不同的应用场景和需求，可以包括数据采集模块、屏幕显示模块、对讲模块、摄像头模块、传感报警模块等。
12、所述的AI公专融合通信共性技术架构，其进行公专融合通信的方法如下：
（1）公网和专网覆盖区域内的无人智能设备通过其内部的公网模块与公网基站连接，获取信号强度、网络状态等信息；通过其内部的专网模块与附近的专网中继节点连接，加入专网网络，通过多跳传输与专网网关交换信息。
（2）用户携带手持智能终端进入公网和专网的覆盖区域，手持智能终端通过其内部的公网模块和专网模块分别连接公网和专网。
（3）根据接收信号强度信息，无人智能设备和手持智能终端通过通过预先设定的最低信号强度阈值首先排除掉连接质量差的网络，并通过内置的GPU进行人工智能计算，通过深度学习得到当前网络状态下网络连接质量较好的连接方式。
（4）在覆盖范围内的不同区域，无人智能设备和手持智能终端通过网络连接质量较好的连接方式与其他设备和节点进行通信，同时另一种连接方式作为备用方案。
（5）手持智能设备根据不同的应用需求，可能需要传输语音、图像、视频等信息，分别对应保证服务质量的最低网络质量阈值。同时，这些信息种类对应着不同的网络最低带宽需求。根据设备内部处理模块的计算结果在公网连接和专网连接中选择满足条件的传输方式进行传输。
（6）PC控制中心采集专网网关接收到的信息，并上传到云端服务器，与公网基站上传到云端服务器的数据进行融合，得到最终用户所需的信息。PC控制中心下载这些信息，并对专网网关下达进一步指令。
（7）可以通过APP客户端查看网络信息，具有权限的用户可以通过APP客户端下达指令。
技术效果
本发明提出的AI公专融合通信共性技术架构与方法，通过具有AI智能计算能力的无人智能设备和手持智能终端，对所处区域的公网和专网网络质量进行评估，并根据不同的业务需求智能地选择更好的连接方式进行连接。云端服务器采集公网基站和专网网关的信息，进行进一步融合计算，并根据计算结果下达指令。本发明提出的架构和方法可以有效地提高特定区域内网络设备的连接质量，通过智能地选择公网或专网发送数据，提高用户在关键任务上的体验一致性。
附图的简单说明
图1 ：AI公专融合通信架构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点表达地更加清楚明白，下面对具体实施本发明的方式做进一步的说明。可以理解的是，本实施例仅仅用于解释本发明，而并非对本发明的限定。
本发明所述的无人智能设备和手持智能终端根据不同应用需求可以具有不同的功能。这里以化工园区的实际应用为例说明本发明的具体实施方式。
1、无线智能设备可以是化工园区的智能巡检机器人，其核心功能模块包括环境感知、语音采集、视频成像等，其无线通信模块包含公网模块和专网模块。
2、手持智能终端可以是巡检人员手持的智能对讲机，包括语音对讲和视频拍摄传输等功能，其通信模块也包含公网模块和专网模块。
3、公网模块此处为4G通信模块，通过运营商网络与公网基站连接。
4、专网模块此处为WiFi通信模块，通过园区内架设的WiFi网络与专网网关连接。
5、智能巡检机器人和巡检人员在园区内进行巡检，根据所在位置的网络信号强度，通过内置的处理模块计算得出最佳的网络连接方式。在部署区域的不同地点，由于客观环境的区别，有的地点公网的网络质量更好，有的地点专网的网络质量更好。
6、当进行语音传输、视频传输等特殊业务时，还要根据不同业务对网络质量和带宽的需求进一步计算得出最佳的网络连接方式。例如当需要进行高清视频传输时，具有更高带宽的专网会成为更优的选项。
7、公网内的数据和专网内的数据分别由公网基站和专网网关传输到云端服务器，云端服务器可以进行更复杂的AI计算。并将计算结果和指令下发到设备和终端。
Claims (16)
1.一种AI公专融合通信共性技术架构，其特征在于：包括公网部分、专网部分、无人智能设备、手持智能终端、云端服务器、PC控制中心以及APP客户端。
2.根据权利要求1所述的无人智能设备和手持智能终端，其特征在于，包含处理模块、无线通信模块和电源模块。
3.根据权利要求2所述的无人智能设备和手持智能终端，其特征在于，所述处理模块包括CPU和GPU。
4.根据权利要求2所述的无人智能设备和手持智能终端，其特征在于，所述无线通信模块均由公网模块和专网模块组成。
5.根据权利要求4所述的无人智能设备和手持智能终端，其特征在于，所述公网模块可以是4G或5G通信模块，包含射频收发器。
6.根据权利要求4所述的无人智能设备和手持智能终端，其特征在于，所述专网模块可以具有各种天线接口，包括支持Wifi、Zigbee、蓝牙、LTE、LoRa等自组网技术的接口。
7.根据权利要求1所述的公网部分，其特征在于，包括公网基站以及无人智能设备和手持智能终端的公网模块。
8.根据权利要求1所述的专网部分，其特征在于，包括专网基站或网关、专网中继节点以及无人智能设备和手持智能终端的专网模块。
9.根据权利要求8所述的专网部分，其特征在于，所述专网中继节点可以是专门部署在专网覆盖范围内的具有专网模块的节点，也可以是其它无人智能设备或手持智能终端同时作为中继节点。
10.根据权利要求1所述的无人智能设备和手持智能终端，其特征在于，可以将公网模块收到的信息通过加密传输传递到专网中继节点，也可以将专网模块收到的信息通过加密传输传递到公网基站。
11.根据权利要求1所述的PC控制中心，其特征在于，接收专网网关采集到的信息，可以在本地进行初步计算处理，并将数据通过互联网上传到云端服务器；同时，它可以接收来自云端服务器的信息。
12.根据权利要求1所述的云端服务器，其特征在于，同时接收公网基站和PC控制中心上传的信息，可以进行融合计算处理，并将计算结果发送给PC控制中心。
13.根据权利要求1所述的APP客户端，其特征在于，可以读取云端服务器上的信息，查看网络状态并进行业务查询；所述手持智能终端上可以安装运行所述APP客户端。
14.根据权利要求1所述的手持智能终端，其特征在于，根据不同的应用场景和需求，还可以包括数据采集模块、屏幕显示模块、对讲模块、摄像头模块、传感报警模块等。
15.一种AI公专融合通信的方法，其特征在于，所述方法包括：无人智能设备和手持智能终端分别通过其内部的公网模块和专网模块连接公网基站和专网网关；根据接收信号强度信息，通过预先设定的最低信号强度阈值排除掉连接质量差的网络，通过内置GPU进行智能计算选择较好的连接方式，另一种方式作为备用方案； PC控制中心采集专网网关接收到的信息，并上传到云端服务器，与公网基站上传到云端服务器的数据进行融合，得到最终用户所需的信息；PC控制中心下载这些信息，并对专网网关下达进一步指令；可以通过APP客户端查看网络信息，具有权限的用户可以通过APP客户端下达指令。
16.根据权利要求15所述的AI公专融合通信方法，其特征在于，所述手持智能设备根据不同的应用需求，可能需要传输语音、图像、视频等信息，分别对应保证服务质量的最低网络质量阈值；同时，这些信息种类对应着不同的网络最低带宽需求；根据设备内部处理模块的计算结果在公网连接和专网连接中选择满足条件的传输方式进行传输。
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