CN113596406A - 基于定向天线可转动的电子设备和监控设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于定向天线可转动的电子设备和监控设备。电子设备包括定向天线、电机、无线电路和控制器。电机与定向天线连接，用于带动定向天线转动，使定向天线朝向不同方向；无线电路与定向天线电连接；控制器，电连接无线电路和电机，用于控制电机转动来控制定向天线依次朝向多个方向，在定向天线朝向任一方向时，控制器用于控制无线电路通过定向天线与基站通信，以确定定向天线朝向该方向时对应的通信性能值，并根据定向天线朝向多个方向时分别对应的通信性能值，控制电机转动来使定向天线朝向通信性能值达到第一性能阈值的方向。监控设备包括视频图像采集装置和监控设备。网络稳定性较好。

Description

基于定向天线可转动的电子设备和监控设备

技术领域

本申请涉及安防监控领域，尤其涉及一种基于定向天线可转动的电子设备和监控设备。

背景技术

在视频监控技术领域，通常是由设置在不同监控位置的摄像装置进行视频图像的采集，然后将视频图像的数据以网络传输的方式上传到远端服务器。但一些设置在偏远位置的摄像装置，由于网络信号较差的原因，常常出现掉线的问题，导致采集到的视频图像数据无法正常上传，影响监控质量。

发明内容

本申请提供一种改进的基于定向天线可转动的电子设备和监控设备，网络稳定性好。

本申请提供一种基于定向天线可转动的电子设备，包括：

定向天线；

电机，与所述定向天线连接，用于带动所述定向天线转动，使所述定向天线的朝向；

无线电路，与所述定向天线电连接；及

控制器，电连接所述无线电路和所述电机，用于控制所述电机转动来控制所述定向天线依次朝向多个方向，在所述定向天线朝向任一所述方向时，所述控制器用于控制所述无线电路通过所述定向天线与基站通信，以确定所述定向天线朝向该方向时对应的通信性能值，并根据所述定向天线朝向多个所述方向时分别对应的所述通信性能值，控制所述电机转动来使所述定向天线朝向所述通信性能值达到第一性能阈值的方向。

可选的，所述控制器用于控制所述无线电路通过所述定向天线发送网络注册消息给所述基站，以进行网络注册；

若所述无线电路网络注册成功，所述控制器用于从所述无线电路读取所述定向天线朝向该方向时的参考信号接收功率和信噪比；

所述控制器用于根据所述参考信号接收功率和所述信噪比，确定所述定向天线朝向该方向时的通信性能值。

可选的，所述控制器用于基于权重算法，根据所述参考信号接收功率和所述信噪比，确定所述定向天线朝向该方向时的通信性能值。

可选的，所述基于定向天线可转动的电子设备包括天线控制电路和至少两个朝向不同方向的所述定向天线，所述天线控制电路包括开关电路，所述无线电路通过所述开关电路与该至少两个所述定向天线连接，所述控制器与所述开关电路电连接，所述控制器用于根据所述无线电路发送给所述定向天线的射频频率与各所述定向天线从所述基站接收到的射频频率，通过控制所述开关电路，使所述无线电路与其中一个所述定向天线连通。

可选的，在控制所述电机转动来使所述定向天线朝向所述通信性能值达到第一性能阈值的方向后，所述控制器还用于再次确定所述定向天线朝向该方向时对应的通信性能值，若再次确定的该通信性能值低于所述第二性能阈值，重新控制所述电机转动来控制所述定向天线依次朝向多个方向，并根据所述定向天线朝向该多个所述方向时分别对应的所述通信性能值，控制所述电机转动来使所述定向天线朝向所述通信性能值达到所述第一性能阈值的方向。

可选的，所述电机包括步进电机，所述控制器用于控制所述步进电机的转动步数，来控制所述定向天线朝向的方向。

可选的，所述电机包括直流无刷电机，所述定向天线设置有位置编码器，所述位置编码器随所述定向天线转动而转动，所述控制器与所述位置编码器电连接，用于根据所述位置编码器输出的信号来控制所述定向天线朝向的方向。

本申请提供一种监控设备，包括：

视频图像采集装置，用于采集视频图像；及

如上任一项所述的基于定向天线可转动的电子设备，所述视频图像采集装置与所述无线电路连接，通过所述无线电路与所述基站通信，将采集到的视频图像上传到远程服务器。

可选的，所述监控设备包括第一转动体和第二转动体，所述第一转动体和所述第二转动体可相对转动地连接，所述第一转动体包括第一壳体，所述第二转动体包括第二壳体，所述视频图像采集装置设置于所述第一壳体和/或所述第一壳体围成的容纳空间内，所述基于定向天线可转动的电子设备设置于所述第二壳体和/或所述第二壳体围成的容纳空间内。

可选的，所述第二壳体设置有开口，所述定向天线通过所述开口从所述第二壳体围成的容纳空间内延伸至所述第二壳体围成的容纳空间外，所述电机包括横向控制电机和纵向控制电机，所述横向控制电机用于驱动所述第二转动体横向转动，以带动所述定向天线横向转动，所述纵向控制电机用于连接所述定向天线，带动所述定向天线纵向转动。

本申请的一些实施例中，基于定向天线可转动的电子设备包括定向天线、电机、无线电路和控制器。定向天线可以增加与基站的通信距离，且增益较大，发射功率和接收灵敏度高。同时，控制器通过控制电机转动，带动定向天线转动，可以调整定向天线朝向的方向，使定向天线朝向通信性能值达到第一性能阈值的方向，可以保证定向天线朝向与基站具有较好通信质量的方向，从而使得包括基于定向天线可转动的电子设备的产品的网络稳定性较好。

附图说明

图1是一种监控设备的架构示意图；

图2是本申请的一个实施例提供的基于定向天线可转动的电子设备的电路框图；

图3是本申请的一个实施例提供的监控设备的示意图；

图4是图3中监控设备的控制流程图；

图5是图1的监控设备的全向天线与图3中的监控设备的定向天线的辐射对比图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”等类似词语表示至少两个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图1是一种监控设备100的架构示意图。

参见图1，监控设备100包括摄像装置11、SOC(System on Chip，系统级芯片)芯片12、4G模块13和全向天线14。摄像装置11用于采集监控区域的视频图像。SOC芯片12用于控制摄像装置11工作，并接收摄像装置11输出的视频图像的数据。SOC芯片12连接摄像装置11和4G模块13，4G模块13连接全向天线14。4G模块13通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)等协议与SOC芯片12进行码流传输、数据通信，并通过全向天线14发送或接收信号，与基站15通信。摄像装置11采集的视频图像的数据可以通过SOC芯片12、4G模块13、全向天线14和基站15，传输到远程服务器，同时，远程服务器也可以通过基站15、全向天线14、4G模块13和SOC芯片12，下发指令对摄像装置11执行控制、升级等操作。

监控设备100可安装在高速、森林、偏远山区等地方进行高空瞭望。但这些地方的基站15数量较少，且又由于全向天线14增益低，与基站15的通信距离受限，监控设备100的设置位置，受基站15的位置限制，导致在这些地方可能不能按照实际需求进行监控设备100的部署。比如在一些需要部署监控设备100的位置，由于这些位置距离基站15的距离较远，超过了全向天线14与基站15的通信距离，监控设备100无法联网，采集到的视频图像无法上传到远程服务器，从而无法对相应区域进行监控。另外，部署的监控设备100也可能存在网络稳定性不好的问题。比如一些位置的监控设备100，在其可通信的距离范围内只有一个基站15，若该基站15故障，该监控设备100则存在掉线的风险。

图2是本申请的一个实施例提供的基于定向天线可转动的电子设备200的电路框图。基于定向天线可转动的电子设备200可以应用于监控设备，保证监控设备具有较好的网络稳定性。可以理解的是，基于定向天线可转动的电子设备200也可以应用于监控设备之外的其他设备，比如车载设备、无线电视等。本申请以基于定向天线可转动的电子设备200应用于监控设备为例进行说明。

参见图2，基于定向天线可转动的电子设备200包括定向天线21、电机22、无线电路23和控制器24。定向天线21指在一个特定方向或几个特定方向具有较强的电磁波发射或接收能力，而在其他方向上发射和接收电磁波的能力较弱的天线。在本实施例中，定向天线21在其所朝向的方向以及与其所朝向的方向偏离不超过阈值的方向上具有较强的电磁波发射或接收能力，在其他方向上的电磁波发射和接收能力较弱。比如，定向天线21朝向东南方向时，则定向天线21在东南方向以及与东南方向偏离不超过80度的方向上，电磁波发射或接收能力较强；若将定向天线21调整为朝向西南方向，则定向天线21在西南方向以及与西南方向偏离不超过80度的方向上，电磁波发射或接收能力较强。根据定向天线21的工作原理可知，定向天线21具有较高的增益，通信距离远，可以与其距离较远的基站15通信。如此，在一些基站50数量较少的地方，监控设备受基站50位置的限制较小，可以按照实际需要进行监控设备的部署。

电机22与定向天线21连接，用于带动定向天线21转动，以改变定向天线21的朝向。无线电路23与定向天线21电连接，通过定向天线21与基站50通信。无线电路23用于将监控设备需要发送给基站50的消息(比如图像视频数据)转换为具有一定发射频率的电磁波，通过定向天线21发送给基站50；或者将定向天线21接收到的电磁波转换为电信号，对监控设备进行控制等。无线电路23可以无线通信芯片，例如实现无线4G通信功能的芯片、实现3G通信功能的芯片。

根据上述相关描述可知，由于定向天线21在其所朝向的方向以及与其所朝向的方向偏离不超过阈值的方向上具有较强的电磁波发射或接收能力，因此通过电机22带动定向天线21转动，可以调整定向天线21所朝向的方向，使其朝向基站50的方向，保证定向天线21与基站50之间具有较好的通信质量。比如，假设监控设备安装在偏远的山林地区的某个位置，该位置的东北方向和西南方向上均有一个基站50，在监控设备初始安装时，将定向天线21调整为朝向东北方向，与东北方向的基站50通信，通过东北方向的基站50连接远程服务器。在监控装置投入使用后，若东北方向的基站50出现故障，此时可以控制电机22带动定向天线21转动，使定向天线21朝向西南方向，与西南方向的基站50通信，通过西南方向的基站50连接远程服务器。

控制器24电连接无线电路23和电机22。在一些特定时间，比如监控设备上电初始化时、监控设备投入使用后的每天的预设时间点、控制器24检测到监控设备与基站50的通信质量低于阈值时，控制器24用于控制电机22转动来控制定向天线21依次朝向多个方向，在定向天线21朝向任一方向时，控制器24用于控制无线电路23通过定向天线21与基站50通信，以确定定向天线21朝向该方向时对应的通信性能值，并根据定向天线21朝向多个方向时分别对应的通信性能值，控制电机22转动来使定向天线21朝向通信性能值达到第一性能阈值的方向。其中，通信性能值可以是用于表示定向天线21与基站50的通信质量好坏的值。在本实施例中，监控设备通过LTE(Long Term Evolution，长期演进)网络与远程服务器连接。在定向天线21朝向任一方向后，控制器24用于控制无线电路23通过定向天线21发送网络注册消息给基站50，以进行网络注册。控制器24确定定向天线21朝向多个方向中的任一方向后，可以下发注网命令给无线电路23，由无线电路23发送网络注册消息给基站50，以请求注册到网络中，从而建立远程服务器与监控设备之间的网络连接。通常，网络注册时长大约为5秒到10秒之间，在控制器24下发注网命令后，可以下发查询指令，查询网络注册是否成功。查询指令的最高持续时长可以大于网络注册时长，例如为30秒。

若在查询指令的最高持续时长内，控制器24未从无线电路23查询到网络注册成功的消息，可以确定在相应的方向上，定向天线21无法搜索到正常工作的基站50，网络注册失败，监控设备无法与远程服务器建立网络连接。这种情况下，控制器24可以控制电机22带动定向天线21朝向下一个方向，继续检测定向天线21朝向下一个方向时，定向天线21与基站50之间的通信质量。

若在查询指令的最高持续时长内，控制器24从无线电路23查询到网络注册成功的消息，可以确定网络注册成功，控制器24可以从无线电路23读取定向天线21朝向该方向时的参考信号接收功率和信噪比。其中，参考信号接收功率又称为RSRP(Reference SignalReceiving Power)值，信噪比又称为SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)值。

在一些实施例中，控制器24可以基于权重算法，根据参考信号接收功率和信噪比，确定定向天线21朝向该方向时的通信性能值。比如RSRP值在通信质量评估中占比70％，SINR值在通信质量评估中占比30％，则RSRP值乘以70％的值与SINR值乘以30％的值之和，可以作为定向天线21朝向该方向时对应的通信性能值。可以根据实际需要设置各参数的权重，比如若比较重视通信过程中的信噪比，则SINR值的权重可以大于RSRP值的权重。根据权重方法来确定通信性能值，可以根据实际需要从多个方面评估通信质量，使通信质量评估更加客观准确。

在一些实施例中，控制器24根据定向天线21朝向各方向时的通信性能值，选择性能最优的方向作为定向天线21的朝向。上述第一性能阈值可以设置为定时天线21朝向多个方向时确定的多个通信性能值中取值最大的值，即将通信性能值最大时定时天线21所朝向的方向作为定时天线21最后所朝向的方向。可以理解的是，在该些实施例中，第一性能阈值非固定值，是基于每次检测到的定向天线21朝向各方向时的通行性能值确定的。在其他一些实施例中，也可以将第一性能阈值设置为一个固定的值，通信性能值达到第一性能阈值时定时天线21所朝向的任一方向，均可以作为定时天线21最后所朝向的方向。比如定时天线21朝向方向A和方向B时，通信性能值均大于第一性能阈值，这种情况下，可以将方向A和方向B中的其中一个方向作为定时天线21最后的朝向。

可以理解的是，定向天线21朝向一个方向时的RSRP值和SINR值可以直接作为定向天线21朝向该方向的通信性能值。上述第一性能阈值也可以包括RSRP阈值和SINR阈值。若定向天线21朝向一个方向时的RSRP值达到RSRP阈值，且SINR值达到SINR阈值，该方向可以作为定向天线21最后所朝向的方向。

在一些实施例中，控制器24控制电机22转动来使定向天线21朝向通信性能值达到第一性能阈值的方向后，控制器24还用于再次确定定向天线21朝向该方向时对应的通信性能值，若再次确定的该通信性能值低于第二性能阈值，重新控制电机22转动来控制定向天线21依次朝向多个方向，并根据定向天线21朝向该多个方向时分别对应的通信性能值，控制电机22转动来使定向天线21朝向通信性能值达到第一性能阈值的方向。具体而言，控制器24控制电机22转动来使定向天线21朝向通信性能值达到第一性能阈值的方向后，可以每间隔预设时长(例如每天0点)确定定向天线21朝向该方向时的通信性能值。如此，可以在定向天线21朝向该方向时与基站50的通信质量出现异常时(例如基站50故障)，及时重新调整定向天线21所朝向的方向，防止监控设备出现掉线、网络不稳等情况，提高监控质量。

在一些实施例中，第一性能阈值和第二性能阈值可以相等。

在其他一些实施例中，第一性能阈值和第二性能阈值可以不相等。可以基于通信质量的好坏程度，设置多个性能阈值。比如可以将通信质量划分为极好、好、中、差、极差五个等级，针对每个等级设置对应的性能阈值如下：

定向天线21朝向一个方向时的RSRP值大于-85dBm，且SINR值大于25，表示定向天线21朝向该方向时，与基站50的通信质量等级为“极好”；

定向天线21朝向一个方向时的RSRP值小于或等于-85dBm且大于-95dBm，且SINR值小于或等于25且大于16，表示定向天线21朝向该方向时，与基站50的通信质量等级为“好”；

定向天线21朝向一个方向时的RSRP值小于或等于-95dBm且大于-105dBm，且SINR值小于或等于16且大于11，表示定向天线21朝向该方向时，与基站50的通信质量等级为“中”；

定向天线21朝向一个方向时的RSRP值小于或等于-105dBm且大于-115dBm，且SINR值小于或等于11且大于3，表示定向天线21朝向该方向时，与基站50的通信质量等级为“差”；

定向天线21朝向一个方向时的RSRP值小于-115dBm，且SINR值小于3，表示定向天线21朝向该方向时，与基站50的通信质量等级为“极差”。

第一性能阈值可以是通信质量为极好时的性能阈值，第二性能阈值可以为通信质量为极差或差时的性能阈值。假设第一天0点检测到定时天线21朝向方向A时的RSRP值为-60dBm，SINR值为30，将方向A作为定时天线21最后朝向的方向后，若第二天0点检测到定时天线21朝向方向A时的RSRP值为-200dBm，SINR值为2，则需要重新控制电机22转动来控制定向天线21依次朝向多个方向，并根据定向天线21朝向该多个方向时分别对应的通信性能值，控制电机22转动来使定向天线21朝向通信性能值达到第一性能阈值的方向。

在一些实施例中，电机22包括步进电机，控制器24用于控制步进电机的转动步数，来控制定向天线21朝向的方向。监控设备可以在上电初始化或出厂初始化时，将定向天线21所朝向的方向设置为初始方向，基于确定的初始方向，通过控制步进电机的转动步数，来控制步进电机的转动角度，进而控制定向天线21的转动角度和定向天线21所朝向的方向。比如，假设基于初始方向，定向天线21每转动20度为一个新的方向，且步进电机每转动一步为0.5度，则控制器24可以从初始方向，控制步进电机转动40步，达到第一个方向。如此类推，依次达到其他的方向。通过控制步进电机的转动角度，来控制定向天线21的转动角度和定向天线21所朝向的方向，可以对定向天线21所朝向的方向进行较为精确的控制。

在一些实施例中，电机22包括直流无刷电机，定向天线21设置有位置编码器29，位置编码器29随定向天线21转动而转动，控制器24与位置编码器29电连接，用于根据位置编码器29输出的信号控制定向天线21朝向的方向。在定向天线21处于不同的方向上时，位置编码器29输出的电信号不同。与对步进电机的相关描述类似，在监控装置上电初始化或出厂初始化时，将定向天线21所朝向的方向设置为初始方向，将定向天线21位于该位置时位置编码器29输出的电信号作为初始方向电信号。控制器24控制直流无刷电机转动来带动定向天线21转动时，根据位置编码器29输出的电信号的变化，判断定向天线21转动至的位置以及所朝向的方向。在定向天线21转动至所需朝向的多个方向中的任一方向(比如偏离初始方向20度的方向)时，控制直流无刷电机停止，以便进行该方向上的通信质量检测。通过位置编码器29与直流无刷电机来控制定向天线21所朝向的方向的效果在于，位置编码器29的精度可以达到0.1度，可以精确记录定向天线21相对初始位置的位移变化，从而对定向天线21的转动角度以及所朝向的方向，进行精确控制。

在本申请的一些实施例中，基于定向天线可转动的电子设备200包括定向天线21、电机22、无线电路23和控制器24，相对于全向天线来说，定向天线21可以增加与基站50的通信距离，且增益较大，发射功率和接收灵敏度高。对于一些基站50数量较少的偏远地区，定向天线21可以与距离较远的基站50进行通信，使得在对包括基于定向天线可转动的电子设备200的产品(例如监控设备)进行位置选择时，可以无需受基站50的位置限制，产品位置的选择更加灵活，且产品的网络稳定性更好。同时，控制器24通过控制电机22转动，带动定向天线21转动，可以调整定向天线21朝向的方向，使定向天线21朝向通信性能值达到第一性能阈值的方向，可以保证定向天线21朝向与基站50具有较好通信质量的方向，避免了定向天线21的覆盖范围内的基站50出现故障等原因时，定向天线21不能及时调整所朝向的方向来通过其他的基站50联网的问题，从而使得包括基于定向天线可转动的电子设备200的产品的网络稳定性较好。

继续参见图2，在一些实施例中，基于定向天线可转动的电子设备200包括阻抗匹配电路26。阻抗匹配电路26连接于无线电路23和定向天线21之间，用于实现无线电路23与定向天线21之间的阻抗匹配，降低无线电路23输出射频信号到定向天线21时的功率损耗。

在一些实施例中，基于定向天线可转动的电子设备200包括天线控制电路27和至少两个朝向不同方向的定向天线21，天线控制电路27包括开关电路271，无线电路23通过开关电路271与该至少两个定向天线21连接，控制器24与开关电路271连接，控制器24用于根据无线电路23发送给定向天线21的射频频率与各定向天线21从基站50接收到的射频频率，通过控制开关电路271，使无线电路23与其中一个定向天线21连通，如此，以保证无线电路23和定向天线21之间具有良好的阻抗匹配。比如假设无线电路23发射的射频频率为300Mhz，第一个定向天线21从基站50接收到的射频频率为302Mhz，第二个定向天线21从基站50接收到的射频频率为304Mhz，第一个定向天线21接收到射频频率与无线电路23发射的射频频率更接近，控制器24可以通过控制开关电路271使第一个定向天线21与无线电路23连通，从而保证良好的阻抗匹配特性。

在一些实施例中，基于定向天线可转动的电子设备200包括频率检测电路25，频率检测电路25连接于开关电路271和阻抗匹配电路26之间，以及连接于阻抗匹配电路26和定向天线21之间，用于检测无线电路23输出的射频频率以及定向天线21从基站50接收到的射频频率。天线控制电路27包括开关控制电路272，控制器24通过开关控制电路272分别与开关电路271和频率检测电路25连接。频率检测电路25将检测到的无线电路23输出的射频频率以及定向天线21从基站50接收到的射频频率，通过开关控制电路272发送给控制器24，由控制器24确定需要与无线电路23连通的定向天线21后，发送控制消息给开关控制电路272，由开关控制电路272控制开关电路271，来使无线电路23与需要连通的定向天线21连通。

在一些实施例中，基于定向天线可转动的电子设备200包括电机驱动电路28。电机驱动电路28分别连接控制器24和电机22，控制器24通过控制器电机驱动电路28，来控制电机22转动。

图3是本申请的一个实施例提供的监控设备300的示意图。

参见图2和图3，监控设备300包括图2中的基于定向天线可转动的电子设备200以及视频图像采集装置311。视频图像采集装置311用于采集视频图像，与无线电路23连接，通过无线电路23与基站50通信，将采集到的视频图像上传到远程服务器。在一些实施例中，视频图像采集装置311包括摄像机3111和采集控制器3112。其中，摄像机3111用于采集视频图像，采集控制器3112连接无线电路23和摄像机3111。采集控制器3112将摄像机3111采集到的视频图像通过无线电路23上传到远程服务器。

在一些实施例中，监控设备300包括第一转动体31和第二转动体32，第一转动体31和第二转动体32可相对转动地连接，第一转动体31包括第一壳体312，第二转动体32包括第二壳体321，视频图像采集装置311设置于第一壳体312和第一壳体312围成的容纳空间内，基于定向天线可转动的电子设备200设置于第二壳体321和第二壳体321围成的容纳空间内。如此，基于定向天线可转动的电子设备200和视频图像采集装置311相互之间的干扰较小，可以降低定向天线21被视频图像采集装置311的干扰程度，提高定向天线21与基站50的通信质量。

在一些实施例中，第二壳体321设置有开口322，定向天线21通过开口322从第二壳体321围成的容纳空间内延伸至第二壳体321围成的容纳空间外，电机22包括横向控制电机和纵向控制电机，横向控制电机用于驱动第二转动体32横向转动，以带动定向天线21横向转动，纵向控制电机用于连接定向天线21，带动定向天线21纵向转动。横向控制电机通过驱动第二转动体32横向转动，来带动定向天线21横向转动，以实现定向天线21朝向不同的方向；纵向控制电机带动定向天线21纵向转动，以避免定向天线21被阻挡物遮挡，影响定向天线21与基站50之间的通信质量。纵向控制电机可以带动定向天线21在纵向0度到15度的范围内转动。

在一些实施例中，监控设备300包括传动装置221。电机22通过传动装置221驱动第二转动体32和定向天线21转动。

图4是图3中监控设备300的控制流程图。控制流程图可应用于监控设备300的控制器24，包括步骤S41至步骤S49。

步骤S40，监控设备上电启动自检。在其他一些实施例中，也可以是监控设备正常工作过程中，在设定的时间点启动自检，比如每天的0点。

步骤S41，将定向天线21当前朝向的方向记录为初始方向。

对于直流无刷电机驱动的定向天线21来说，控制器24可以根据位置编码器29输出的电信号来判断定向天线21当前朝向的方向，并将该方向记录为初始方向。

对于步进电机驱动的定向天线21来说，控制器24可以无需执行任何操作。

步骤S42，控制定向天线21转动20度，并发送网络注册命令给无线电路。

对于直流无刷电机驱动的定向天线21来说，控制器24在控制直流无刷电机驱动定向天线21转动过程中，实时检测位置编码器29的电信号，在根据位置编码器29输出的电信号确定定向天线21相对于初始方向转动20度后，控制直流无刷电机停止驱动定向天线21转动。

对于步进电机驱动的定向天线21来说，控制器24通过控制步进电机前进的步数，来控制定向天线21每次转动的角度。

步骤43，检查设备是否网络注册成功。控制器24检测设备是否在定向天线21所朝向的方向上网络注册成功，可参见图2中对基于定向天线可转动的电子设备200的相关描述，此处不赘述。若设备在定向天线21所朝向的方向上网络注册成功，执行步骤S44；否则，执行步骤S42。

步骤S44，下发查询命令给无线电路23，从无线电路23读取RSRP值和SINR值，并存储。在一些实施例中，针对定向天线21所朝向的多个方向，控制器24可以针对每个方向建立一个存储区，用于存储定向天线21朝向每个方向时对应的RSRP值和SINR值。比如，定向天线21朝向方向A时，若在方向A网络注册成功，控制器24从无线电路23读取到RSRP值和SINR值后，将读取到RSRP值和SINR值存储在方向A对应的存储区。

步骤S45，判断是否读取所有方向的RSRP值和SINR值。此处所有方向的RSRP值和SINR值指网络注册成功的所有方向的RSRP值和SINR值。以每次控制定向天线21转动20度为例，定向天线21需要一共转动18次，完成一次圆周转动，回到朝向初始方向的位置。在这个过程中，控制器24需要控制定向天线21一共朝向18个方向，并在该18个方向上，控制定向天线21发送网络注册命令，若网络注册成功，则获取对应的RSRP值和SINR值。控制器24可以在定时天线21每转动至一个方向后，进行一次计数，在计数达到18后，表示定向天线21完成一次圆周转动，回到朝向初始方向的位置，即已经读取所有网络注册成功的方向上的RSRP值和SINR值，执行步骤S46；若未读取所有方向的RSRP值和SINR值，执行步骤S42。

步骤S46，根据各方向上的RSRP值和SINR值，确定各方向上的通信性能值。各方向上的通信性能值可以参考图2中对基于定向天线可转动的电子设备的相关描述，此处不赘述。

步骤S47，将定时天线21移动至通信性能值最大的方向。此处相关的描述，可以参考图2中对基于定向天线可转动的电子设备的相关描述，此处不赘述。

步骤S48，判断定时天线21当前所朝向方向的通信性能值是否低于阈值。控制器24可以在预设的时间点，比如每天的0点，重新从无线电路23读取定时天线21朝向当前方向时的RSRP值和SINR值，并计算对应的通信性能值。若通信性能值未低于阈值，执行步骤S49；若通信性能值低于阈值，执行步骤S41。

步骤S49，控制定时天线21继续朝向当前方向。

图5是图1的监控设备100的全向天线14与图3中的监控设备300的定向天线21的辐射对比图。

参见图5，监控设备300包括两个定向天线21，曲线S51、S52分别为该两个定向天线21朝向其中一个方向时的辐射图；监控设备100包括一个全向天线14，曲线S53为该全向天线14的辐射图。从图5可以看出，监控设备300的两个定向天线21的增益更大，辐射范围更广；监控设备100的全向天线14的增益较小，辐射范围较窄。

基于以上描述可知，包括基于定向天线可转动的电子设备200的监控设备300通过电机22带动定向天线21转动，由控制器24判断定向天线21时的通信性能值，来控制电机22带动定向天线21朝向通信性能值超过第一性能阈值的方向，监控设备300与基站50的通信质量更高，网络稳定性更好。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于定向天线可转动的电子设备，其特征在于，包括：

定向天线；

电机，与所述定向天线连接，用于带动所述定向天线转动，以改变所述定向天线的朝向；

无线电路，与所述定向天线电连接；及

控制器，电连接所述无线电路和所述电机，用于控制所述电机转动来控制所述定向天线依次朝向多个方向，在所述定向天线朝向任一所述方向时，所述控制器用于控制所述无线电路通过所述定向天线与基站通信，以确定所述定向天线朝向该方向时对应的通信性能值，并根据所述定向天线朝向多个所述方向时分别对应的所述通信性能值，控制所述电机转动来使所述定向天线朝向所述通信性能值达到第一性能阈值的方向。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述控制器用于控制所述无线电路通过所述定向天线发送网络注册消息给所述基站，以进行网络注册；

若所述无线电路网络注册成功，所述控制器用于从所述无线电路读取所述定向天线朝向该方向时的参考信号接收功率和信噪比；

所述控制器用于根据所述参考信号接收功率和所述信噪比，确定所述定向天线朝向该方向时的通信性能值。

3.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述控制器用于基于权重算法，根据所述参考信号接收功率和所述信噪比，确定所述定向天线朝向该方向时的通信性能值。

4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括天线控制电路和至少两个朝向不同方向的所述定向天线，所述天线控制电路包括开关电路，所述无线电路通过所述开关电路与该至少两个所述定向天线连接，所述控制器与所述开关电路电连接，所述控制器用于根据所述无线电路发送给所述定向天线的射频频率与各所述定向天线从所述基站接收到的射频频率，通过控制所述开关电路，使所述无线电路与其中一个所述定向天线连通。

5.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，在控制所述电机转动来使所述定向天线朝向所述通信性能值达到第一性能阈值的方向后，所述控制器还用于再次确定所述定向天线朝向该方向时对应的通信性能值，若再次确定的该通信性能值低于第二性能阈值，重新控制所述电机转动来控制所述定向天线依次朝向多个方向，并根据所述定向天线朝向该多个所述方向时分别对应的所述通信性能值，控制所述电机转动来使所述定向天线朝向所述通信性能值达到所述第一性能阈值的方向。

6.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电机包括步进电机，所述控制器用于控制所述步进电机的转动步数，来控制所述定向天线朝向的方向。

7.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电机包括直流无刷电机，所述定向天线设置有位置编码器，所述位置编码器随所述定向天线转动而转动，所述控制器与所述位置编码器电连接，用于根据所述位置编码器输出的信号来控制所述定向天线朝向的方向。

8.一种监控设备，其特征在于，包括：

视频图像采集装置，用于采集视频图像；及

如权利要求1至7任一项所述的电子设备，所述视频图像采集装置与所述无线电路连接，通过所述无线电路与所述基站通信，将采集到的视频图像上传到远程服务器。

9.如权利要求8所述的监控设备，其特征在于，所述监控设备包括第一转动体和第二转动体，所述第一转动体和所述第二转动体可相对转动地连接，所述第一转动体包括第一壳体，所述第二转动体包括第二壳体，所述视频图像采集装置设置于所述第一壳体和/或所述第一壳体围成的容纳空间内，所述电子设备设置于所述第二壳体和/或所述第二壳体围成的容纳空间内。

10.如权利要求9所述的监控设备，其特征在于，所述第二壳体设置有开口，所述定向天线通过所述开口从所述第二壳体围成的容纳空间内延伸至所述第二壳体围成的容纳空间外，所述电机包括横向控制电机和纵向控制电机，所述横向控制电机用于驱动所述第二转动体横向转动，以带动所述定向天线横向转动，所述纵向控制电机用于连接所述定向天线，带动所述定向天线纵向转动。

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