CN114364089B - 提供5g信号的物联网led一体化灯具 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种提供5G信号的物联网LED一体化灯具，包括交直流供电与信号复合线路、物联网控制器、LED路由电源单元、5G信号单元、5G天线、LED灯头和灯罩，LED路由电源单元包括第一路信号与电源混合接口、第二路信号接口、第三路信号接口、第二路电源接口、第三路电源接口和第四路电源接口；LED路由电源单元连接交直流供电与信号复合线路以接收外部供电和5G网络电信号；LED路由电源单元对物联网控制器、5G信号单元和LED灯头供电，并与物联网控制器和5G信号单元进行双向通信。本发明实施例提供的灯具，利用了楼宇中原有的照明电力线，无需重新布线，降低了楼宇中5G覆盖实施的成本。

Description

提供5G信号的物联网LED一体化灯具

技术领域

本发明涉及无线路由技术领域，尤其涉及一种提供5G信号的物联网LED一体化灯具。

背景技术

5G作为重大基础设施建设，所需新应用业态、新应用场景、新应用商业式与支撑设备和装置不断涌现。但是，由于5G频段高，传播和穿透损耗大，难以通过室外覆盖室内，5G室内分布系统将面临建设规模大、建设成本高、落地实施难三大挑战。

目前，在众多场景应用中，多数设计方案集中在以现有2G～4G基站机房、路灯、杆塔等室外设施和传统室内分布式为基础；在建筑楼宇内应用场景条件下，由于5G信号的穿透力弱、通信覆盖距离近、需要的天线和无线信号覆盖点众多、电源质量要求高等特点，沿用4G原有方案，如射频无源分布系统、射频有源分布系统、光纤分布方式或泄露电缆分布方式等，不仅布线繁多、布线量增加、楼宇内部工程施工复杂，也存在较多的信号覆盖、建筑物墙体屏蔽或遮断、供配电接入复杂、新增配电容量困难、通信光纤接入楼宇及室内通道、市电引入相关的产权等工程技术问题，更存在着大量在用户视觉范围内的无线通信设备，所引发的高频信号用户心理状态、电磁污染用户心理焦虑等一系列非技术性因素问题。

根据5G应用AP所需的密度，将比2G～4G原有密度增加2～4倍，在覆盖点数量剧增的条件下，光纤或宽带信号如何接入、电源如何接入、无线AP信号点等因素，成为在建筑物内部部署5G设施设备的关键问题。采用穿墙布线的方式最为直接和有效，但支持宽带的双绞线、光纤的直接成本与部署所需的非技术性间接成本、以及大量分支分配接头的产生，使得在5G高密度信息接入点条件下的布线成为挑战，5G本身的信息点部署以大量新增供配电线路、光纤和电缆为直接代价和非技术性工程代价，使得整体成本控制和可用性都将很难达到理想预期水平。

不论是室外建设基站，还是室内建设分布系统，都要和业主打交道，业主都要收取费用，不会免费的提供建设场地或通信线路通道。目前只有公共的绿地、设施等，便宜或者免费租给运营商使用。

同时，5G信息节点均需要供电电源，但是在楼宇中重新为了5G信息节点部署电源线，会造成5G实施的成本增高。

因此，如何避免楼宇中5G信号覆盖需要重新布线供配电接入复杂，布线量增加且楼宇内部工程施工复杂的情况，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种提供5G信号的物联网LED一体化灯具，用以解决现有技术中楼宇中5G信号覆盖需要重新布线供配电接入复杂，布线量增加且楼宇内部工程施工复杂的问题。

本发明实施例提供一种提供5G信号的物联网LED一体化灯具，包括：交直流供电与信号复合线路、物联网控制器、LED路由电源单元、5G信号单元、5G天线、LED灯头和灯罩，所述LED路由电源单元包括第一路信号与电源混合接口、第二路信号接口、第三路信号接口、第二路电源接口、第三路电源接口和第四路电源接口；其中，

所述物联网控制器、所述LED路由电源单元、所述5G信号单元、所述5G天线和所述LED灯头位于所述灯罩内；

所述LED路由电源单元通过所述第一路信号与电源混合接口连接所述交直流供电与信号复合线路以接收外部供电和5G网络电信号；

所述LED路由电源单元用于，

通过所述第二路信号接口与所述5G信号单元的信号接口连接以实现与所述5G信号单元的双向通信，通过所述第二路电源接口与所述5G信号单元的电源接口连接以实现对所述5G信号单元的供电；

通过所述第三路信号接口与所述物联网控制器的信号接口连接以实现与所述物联网控制器的双向通信，通过所述第三路电源接口与所述物联网控制器的电源接口连接以实现对所述物联网控制器的供电；

通过所述第四路电源接口与所述LED灯头的电源接口连接以实现对所述LED灯头的供电；

所述5G信号单元与所述5G天线连接。

优选地，该灯具中，所述交直流供电与信号复合线路上的宽带高频信号是将5G网络基带电信号调制后通过耦合变压器耦合到电力线上的模拟信号上得到的。

优选地，该灯具中，所述通过所述第二路信号接口与所述5G信号单元的信号接口连接以实现与所述5G信号单元的双向通信，具体包括：

所述LED路由电源单元通过将所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号转换为高速数字信号通过所述第二路信号接口传输到所述5G信号单元的信号接口以及将所述5G信号单元的信号接口传输到所述第二路信号接口的高速数字信号转换为宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路以实现双向通信；

对应地，所述通过所述第三路信号接口与所述物联网控制器的信号接口连接以实现与所述物联网控制器的双向通信，具体包括：

所述LED路由电源单元通过将所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号转换为低速数字信号通过所述第三路信号接口传输到所述物联网控制器的信号接口以及将所述物联网控制器的信号接口传输到所述第三路信号接口的低速数字信号转换为宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路以实现双向通信。

优选地，该灯具中，所述LED路由电源单元的电路，包括：高频滤波器、多端口交直流电源、高频信号变压器、隔直电容、带通滤波器、数字模拟量转换器及第一信号放大器、第二信号放大器、信号功率放大器、解调器、调制器、数字通信单元和5G数字信号缓存器，其中，

所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号依次经过所述高频滤波器和多端口交直流电源，向所述第二路电源接口、所述第三路电源接口和所述第四路电源接口进行供电；

所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号依次经过所述隔直电容、所述高频信号变压器、所述信号功率、所述数字模拟量转换器及第一信号放大器和所述调制器输出所述低速数字信号和所述高速数字信号，所述低速数字信号从所述第三路信号接口输出，所述高速数字信号经过所述5G数字信号缓存器从所述第二路信号接口输出；

所述第二路信号接口输入的高速数字信号经过所述5G数字信号缓存器输入所述解调器输出的宽带高频信号以及所述第三路信号接口输入的低速数字信号输入所述解调器输出的宽带高频信号都依次经过所述解调器、所述第二信号放大器、所述带通滤波器、所述高频信号变压器和所述隔直电容得到宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路。

优选地，该灯具中，所述第二路电源接口的电源功率、第三路电源接口的电源功率和第四路电源接口的电源功率之和的范围为(0.75×A，A]，其中，A为所述第一路信号与电源混合接口的电源功率，所述第一路信号与电源混合接口的电源功率待机功耗不大于1W。

优选地，该灯具中，还包括保护地线，所述保护地线与所述LED路由电源单元相连。

优选地，该灯具中，所述交直流供电与信号复合线路包括两根电源线，分别用于直流供电和交流供电。

优选地，该灯具中，所述交直流供电与信号复合线路的规格参数，具体包括：

至少2芯电力电缆，交流电压范围为[65，265]V，交流电频率范围为[45，65]Hz，直流电压范围为[24，400]V，信号载波频率范围为[150k，30M]Hz，数字通信信号带宽不低于2Mbit/s；

所述5G信号单元的规格参数，具体包括：

所述5G信号单元的电源接口的电压范围和功率范围分别为[5，48]V和[10，500]W，5G信号单元的信号接口的速率范围为[100M，1G]bit/s；

所述物联网控制器的规格参数，具体包括：

所述物联网控制器的电源接口的电压范围和功率范围分别为[1.8，12]V和[1.5，50]W，物联网控制器的信号接口的速率范围为[1200，15200]bit/s；

所述LED灯头的功率范围为[10，100]W。

优选地，该灯具中，所述灯罩的材料为非屏蔽型。

本发明实施例提供一种提供5G信号的物联网LED一体化灯具，包括交直流供电与信号复合线路、物联网控制器、LED路由电源单元、5G信号单元、5G天线、LED灯头和灯罩，所述LED路由电源单元包括第一路信号与电源混合接口、第二路信号接口、第三路信号接口、第二路电源接口、第三路电源接口和第四路电源接口；其中，物联网控制器、LED路由电源单元、5G信号单元、5G天线和LED灯头位于灯罩内；所述LED路由电源单元通过所述第一路信号与电源混合接口连接所述交直流供电与信号复合线路以接收外部供电和5G网络电信号；LED路由电源单元用于对物联网控制器、5G信号单元和LED灯头供电，同时，LED路由电源单元与物联网控制器和5G信号单元进行双向通信。如此，实现了在电力线上耦合5G网络电信号线形成交直流供电与信号复合线路，然后将交直流供电与信号复合线路作为本发明实施例提供的LED灯具的输入线既提供电源又提供5G信号，无需重新铺设通信线路、采用电力线同时作为高速宽带信号线和电源线，LED灯具中的LED路由电源单元从电源与5G信号的混合输入中提取出5G信号并传输到5G信号单元以供5G天线将信号发出，同时LED路由电源单元也给灯头供电，而且LED路由电源单元还从电源与5G信号的混合输入中提取出数字信号传输到物联网控制以供物联网控制器实现监控功能。因此，本发明实施例提供的灯具，实现了能够提供5G信号覆盖的物联网LED一体化灯具，利用了楼宇中原有的照明电力线，无需重新布线，降低了5G实施的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例提供的提供5G信号的物联网LED一体化灯具的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的LED路由电源单元的电路结构的示意图；

附图标记说明：

1-第一路信号与电源混合接口；2-第二路电源接口；

3-交直流供电与信号复合线路；4-第二路信号接口；

5-第三路信号接口； 6-第三路电源接口；

7-5G信号单元的电源接口； 8-5G信号单元的信号接口；

9-物联网控制器的信号接口； 10-物联网控制器的电源接口；

11-第四路电源接口； 12-LED灯头的电源接口；

13-LED灯头； 14-5G天线；

15-灯罩； 16-高频滤波器；

17-多端口交直流电源； 18-隔直电容；

19-高频信号变压器； 20-带通滤波器；

21-第二信号放大器； 22-信号功率放大器；

23-数字模拟量转换器即第一信号放大器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目标、技术方案和优点更加清楚，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付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在楼宇中实施5G覆盖，普遍存在需要重新铺设通信线路和电力线路造成的实施成本高工程复杂的问题。对此，本发明实施例提供了一种提供5G信号的物联网LED一体化灯具。图1为本发明实施例提供的提供5G信号的物联网LED一体化灯具的结构示意图，如图1所示，该灯具包括交直流供电与信号复合线路3、物联网控制器、LED路由电源单元、5G信号单元、5G天线14、LED灯头13和灯罩15，所述LED路由电源单元包括第一路信号与电源混合接口1、第二路信号接口4、第三路信号接口5、第二路电源接口2、第三路电源接口6和第四路电源接口11；其中，

所述物联网控制器、所述LED路由电源单元、所述5G信号单元、所述5G天线14和所述LED灯头13位于所述灯罩15内；

所述LED路由电源单元通过所述第一路信号与电源混合接口1连接所述交直流供电与信号复合线路3以接收外部供电和5G网络电信号；

所述LED路由电源单元用于，

通过所述第二路信号接口4与所述5G信号单元的信号接口8连接以实现与所述5G信号单元的双向通信，通过所述第二路电源接口2与所述5G信号单元的电源接口7连接以实现对所述5G信号单元的供电；

通过所述第三路信号接口5与所述物联网控制器的信号接口9连接以实现与所述物联网控制器的双向通信，通过所述第三路电源接口6与所述物联网控制器的电源接口10连接以实现对所述物联网控制器的供电；

通过所述第四路电源接口11与所述LED灯头的电源接口12连接以实现对所述LED灯头13的供电；

所述5G信号单元与所述5G天线14连接。

具体地，本发明实施例要提供的提供5G信号的物联网LED一体化灯具总体由交直流供电与信号复合线路3和灯罩15构成，其中，灯罩中包括了LED路由电源单元、5G信号单元、物联网控制器、5G天线和LED灯头，其中，交直流供电与信号复合线路3作为本发明实施例提供的LED一体化灯具唯一的输入线路，既对该灯具供电又提供5G网络信号，交直流供电与信号复合线路3将混合有电力和5G网络信号的宽带高频信号输入LED路由电源单元，LED路由电源单元对宽带高频信号进过处理后分流为供电支路和5G网络信号支路，LED路由电源单元与物联网控制器以上述两种支路直接连接以对其供电以及与其双向通信，LED路由电源单元与5G信号单元以上述两种支路直接连接以对其供电以及与其双向通信，LED路由电源单元与和LED灯头仅以供电支路直接连接以对其供电，其中，物联网控制器可以实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持等管理和服务功能，实现LED灯具的一体化。

本发明实施例提供的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，包括交直流供电与信号复合线路、物联网控制器、LED路由电源单元、5G信号单元、5G天线、LED灯头和灯罩，所述LED路由电源单元包括第一路信号与电源混合接口、第二路信号接口、第三路信号接口、第二路电源接口、第三路电源接口和第四路电源接口；其中，物联网控制器、LED路由电源单元、5G信号单元、5G天线和LED灯头位于灯罩内；所述LED路由电源单元通过所述第一路信号与电源混合接口连接所述交直流供电与信号复合线路以接收外部供电和5G网络电信号；LED路由电源单元用于对物联网控制器、5G信号单元和LED灯头供电，同时，LED路由电源单元与物联网控制器和5G信号单元进行双向通信。如此，实现了在电力线上耦合5G网络电信号线形成交直流供电与信号复合线路，然后将交直流供电与信号复合线路作为本发明实施例提供的LED灯具的输入线既提供电源又提供5G信号，无需重新铺设通信线路、采用电力线同时作为高速宽带信号线和电源线，LED灯具中的LED路由电源单元从电源与5G信号的混合输入中提取出5G信号并传输到5G信号单元以供5G天线将信号发出，同时LED路由电源单元也给灯头供电，而且LED路由电源单元还从电源与5G信号的混合输入中提取出数字信号传输到物联网控制以供物联网控制器实现监控功能。因此，本发明实施例提供的灯具，实现了能够提供5G信号覆盖的物联网LED一体化灯具，利用了楼宇中原有的照明电力线，无需重新布线，降低了5G实施的成本。

基于上述实施例，该灯具中，所述交直流供电与信号复合线路上的宽带高频信号是将5G网络基带电信号调制后通过耦合变压器耦合到电力线上的模拟信号上得到的。

具体地，首先将作为数字信号的5G网络电信号进行解调器转换为模拟信号，此模拟信号为适于电力线网络阻抗特征的宽带通信信号，然后将5G网络电信号的载体宽带通信信号通过耦合变压器，经过高频电容以隔离低频信号，然后直接与电力线相接，使所述宽带通信信号耦合上电力线上的模拟信号形成宽带高频信号，所述宽带高频信号是经调制的5G网络信号在交直流供电与信号复合线路上传输的信号。

因为需要传输的5G网络电信号直接加载在电力线上进行传输，并且由灯罩中的LED路由电源单元将5G网络电信号截出来传给5G信号单元发射出去，避免了5G信号的楼宇覆盖的实施需要重新铺设网络电线和电源线，直接对楼宇之中已经铺设好的照明电路线进行改造，将原来的照明装置换成本发明实施例提供的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，然后再将5G网络电信号记载到原来已铺设的照明电路线上，如此，该灯具既没有失去原来的照明功能又可以作为微型5G基站实现楼宇5G信号覆盖。

基于上述任一实施例，该灯具中，所述通过所述第二路信号接口与所述5G信号单元的信号接口连接以实现与所述5G信号单元的双向通信，具体包括：

所述LED路由电源单元通过将所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号转换为高速数字信号通过所述第二路信号接口传输到所述5G信号单元的信号接口以及将所述5G信号单元的信号接口传输到所述第二路信号接口的高速数字信号转换为宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路以实现双向通信；

对应地，所述通过所述第三路信号接口与所述物联网控制器的信号接口连接以实现与所述物联网控制器的双向通信，具体包括：

所述LED路由电源单元通过将所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号转换为低速数字信号通过所述第三路信号接口传输到所述物联网控制器的信号接口以及将所述物联网控制器的信号接口传输到所述第三路信号接口的低速数字信号转换为宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路以实现双向通信。

具体地，LED路由电源单元从交直流供电与信号复合线路输入的混合有电力和5G网络电信号的宽带高频信号中提取出5G网络电信号并将该网络电信号转换成高速数字信号然后将所述高速数字信号发送到5G信号单元，而5G移动终端上传的网络信号到5G信号单元后，5G信号单元将5G终端回传的网络信息的载体高速数字信号传输到LED路由电源单元，LED路由电源单元将回传的高速数字信号转换为宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路，如此可以实现LED路由电源单元和5G信号单元的双向通信。对应地，LED路由电源单元从交直流供电与信号复合线路输入的混合有电力和5G网络电信号的宽带高频信号中提取出5G网络电信号并将该网络电信号转换成低速数字信号然后将所述低速数字信号发送到物联网控制器，而物联网控制器回传的网络信息的载体低速数字信号传输到LED路由电源单元，LED路由电源单元将回传的低速数字信号转换为宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路，如此可以实现LED路由电源单元和物联网控制器的双向通信。其中，由于采用的是数字通信，因此所有数据都是封装成数据包来传输的，比如需要与物联网控制器交互的物联网的控制与反馈数据和与5G信号单元交互的5G用户数据(视频数据、语音数据等)，上述数据到LED路由电源单元时，微处理器会把数字信号按照数据包的速率(高速和低速)提取出来，通过不同的物理通信信号接口进行传输的，对于物联网控制这路信号来说，就是纯数字通信，比如通过RS485或TTL电平，以一定波特率比如9.6kbps进行传输、实现控制与反馈，数字信号的传输速度在1.2kbps～1Mbps；同时，对于5G用户，要满足5G的应用，数字信号经过10Mbps-100Mbps的速度传输给5G信号单元。

基于上述任一实施例，该灯具中，所述LED路由电源单元的电路，包括：高频滤波器、多端口交直流电源、高频信号变压器、隔直电容、带通滤波器、数字模拟量转换器及第一信号放大器、第二信号放大器、信号功率放大器、解调器、调制器、数字通信单元和5G数字信号缓存器，其中，

所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号依次经过所述高频滤波器和多端口交直流电源，向所述第二路电源接口、所述第三路电源接口和所述第四路电源接口进行供电；

所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号依次经过所述隔直电容、所述高频信号变压器、所述信号功率、所述数字模拟量转换器及第一信号放大器和所述调制器输出所述低速数字信号和所述高速数字信号，所述低速数字信号从所述第三路信号接口输出，所述高速数字信号经过所述5G数字信号缓存器从所述第二路信号接口输出；

所述第二路信号接口输入的高速数字信号经过所述5G数字信号缓存器输入所述解调器输出的宽带高频信号以及所述第三路信号接口输入的低速数字信号输入所述解调器输出的宽带高频信号都依次经过所述解调器、所述第二信号放大器、所述带通滤波器、所述高频信号变压器和所述隔直电容得到宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路。

具体地，图2为本发明实施例提供的LED路由电源单元的电路结构的示意图，如图2所示，所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号依次经过所述高频滤波器16和多端口交直流电源17，向所述第二路电源接口2、所述第三路电源接口6和所述第四路电源接口进行供电11，其中，多端口交直流电源17为多端口DC/DC电源或AC/DC电源；

所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号依次经过所述隔直电容18、所述高频信号变压器19、所述信号功率放大器22、所述数字模拟量转换器及第一信号放大器23和所述调制器输出所述低速数字信号和所述高速数字信号，所述低速数字信号从所述第三路信号接口5输出，所述高速数字信号经过所述5G数字信号缓存器从所述第二路信号接口4输出，其中，数字模拟量转换器及第一信号放大器是集成到一个器件中的，在图2中用标号“23”指向的器件表示；

所述第二路信号接口4输入的高速数字信号经过所述5G数字信号缓存器输入所述解调器输出的宽带高频信号以及所述第三路信号接口5输入的低速数字信号输入所述解调器输出的宽带高频信号都依次经过所述解调器、所述第二信号放大器21、所述带通滤波器20、所述高频信号变压器19和所述隔直电容18得到宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路。

基于上述任一实施例，该灯具中，所述第二路电源接口的电源功率、第三路电源接口的电源功率和第四路电源接口的电源功率之和的范围为(0.75×A，A]，其中，A为所述第一路信号与电源混合接口的电源功率，所述第一路信号与电源混合接口的电源功率待机功耗不大于1W。

具体地，LED路由电源单元是由第一路信号与电源混合接口进行供电，然后LED路由电源单元再通过第二路电源接口的电源功率、第三路电源接口的电源功率和第四路电源接口分别对5G信号单元、物联网控制器和LED灯头供电。因此，所述第二路电源接口的电源功率、第三路电源接口的电源功率和第四路电源接口的电源功率之和不超过第一路信号与电源混合接口的电源功率，同时，为了保证电源供电效率，所述第二路电源接口的电源功率、第三路电源接口的电源功率和第四路电源接口的电源功率之和设置为大于第一路信号与电源混合接口的电源功率的75％，并且设置第一路信号与电源混合接口的电源功率待机功耗不大于1W。

基于上述任一实施例，该灯具中，还包括保护地线，所述保护地线与所述LED路由电源单元相连。

具体地，还为本发明实施例提供的LED一体化灯具提供保护地线，保障安全性。

基于上述任一实施例，该灯具中，所述交直流供电与信号复合线路包括两根电源线，分别用于直流供电和交流供电。

具体地，设置两根电源线可以使供电形式更灵活，经由2根电源线采用直流供电或交流供电的形式，即可以利用现有市电，也可以在有电缆但无市电场合采用直流供电。

基于上述任一实施例，该灯具中，所述交直流供电与信号复合线路的规格参数，具体包括：

至少2芯电力电缆，交流电压范围为[65,265]V，交流电频率范围为[45,65]Hz，直流电压范围为[24,400]V，信号载波频率范围为[150k,30M]Hz，数字通信信号带宽不低于2Mbit/s；

所述5G信号单元的规格参数，具体包括：

所述5G信号单元的电源接口的电压范围和功率范围分别为[5,48]V和[10,500]W，5G信号单元的信号接口的速率范围为[100M,1G]bit/s；

所述物联网控制器的规格参数，具体包括：

所述物联网控制器的电源接口的电压范围和功率范围分别为[1.8,12]V和[1.5,50]W，物联网控制器的信号接口的速率范围为[1200,15200]bit/s；

所述LED灯头的功率范围为[10,100]W。

具体地，通过上述规格参数的设置保证本发明实施例提供的LED一体化灯具能够正常照明和提供5G信号。

基于上述任一实施例，该灯具中，所述灯罩的材料为非屏蔽型。

具体地，为了利于5G高频无线信号能够穿透灯罩发射出去，灯罩的材质优选非屏蔽型材质，且为非金属，同时，设置灯罩的高度大于1U(4.44cm)。

上述实施例提供的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，解决了运营商5G室内分布式系统部署的信号穿墙覆盖问题，通过更换灯具，解决室内分布系统5G信号覆盖装置的电源引入难题，利用现有灯具的电源线，实现宽带通信载波信号双向传输，解决室内分布系统5G信号覆盖所需的重新铺设高速通信电缆难题，利用电源线的低频带宽和物联网控制器监测与窄带电力线载波通信技术，在免去新布线的前提下，解决室内分布系统5G信号天线和电源监测的问题，灯具采用LED作为照明光源，光源可经由高频数字化调制，解决可见光无线通信LiFi(Light Fidelity)的光源问题，灯具本身具有5G信号覆盖功能，可以缓解高频信号用户心理状态差、电磁污染导致用户心理焦虑等问题。利用现有灯具的电源线，实现宽带通信载波信号双向传输，解决室内分布系统5G信号覆盖所需的重新敷设高速通信电缆难题，不必穿墙打洞破坏原有装修风格及建筑物布局，使得工程周期缩短90％。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目标。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种提供5G信号的物联网LED一体化灯具，其特征在于，包括：交直流供电与信号复合线路、物联网控制器、LED路由电源单元、5G信号单元、5G天线、LED灯头和灯罩，所述LED路由电源单元包括第一路信号与电源混合接口、第二路信号接口、第三路信号接口、第二路电源接口、第三路电源接口和第四路电源接口；其中，

所述物联网控制器、所述LED路由电源单元、所述5G信号单元、所述5G天线和所述LED灯头位于所述灯罩内；

所述LED路由电源单元通过所述第一路信号与电源混合接口连接所述交直流供电与信号复合线路以接收外部供电和5G网络电信号；

所述LED路由电源单元用于，

通过所述第二路信号接口与所述5G信号单元的信号接口连接以实现与所述5G信号单元的双向通信，通过所述第二路电源接口与所述5G信号单元的电源接口连接以实现对所述5G信号单元的供电；

通过所述第三路信号接口与所述物联网控制器的信号接口连接以实现与所述物联网控制器的双向通信，以供物联网控制器实现监控功能，通过所述第三路电源接口与所述物联网控制器的电源接口连接以实现对所述物联网控制器的供电；

通过所述第四路电源接口与所述LED灯头的电源接口连接以实现对所述LED灯头的供电；

所述5G信号单元与所述5G天线连接；

所述通过所述第二路信号接口与所述5G信号单元的信号接口连接以实现与所述5G信号单元的双向通信，具体包括：

所述LED路由电源单元通过将所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号转换为高速数字信号通过所述第二路信号接口传输到所述5G信号单元的信号接口以及将所述5G信号单元的信号接口传输到所述第二路信号接口的高速数字信号转换为宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路以实现双向通信；

对应地，所述通过所述第三路信号接口与所述物联网控制器的信号接口连接以实现与所述物联网控制器的双向通信，具体包括：

所述LED路由电源单元通过将所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号转换为低速数字信号通过所述第三路信号接口传输到所述物联网控制器的信号接口以及将所述物联网控制器的信号接口传输到所述第三路信号接口的低速数字信号转换为宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路以实现双向通信。

2.根据权利要求1所述的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，其特征在于，所述交直流供电与信号复合线路上的宽带高频信号是将5G网络基带数字电信号经过调制后通过耦合变压器耦合到电力线上的模拟信号上得到的。

3.根据权利要求1所述的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，其特征在于，所述LED路由电源单元的电路，包括：高频滤波器、多端口交直流电源、高频信号变压器、隔直电容、带通滤波器、数字模拟量转换器及第一信号放大器、第二信号放大器、信号功率放大器、解调器、调制器、数字通信单元和5G数字信号缓存器，其中，

所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号依次经过所述高频滤波器和多端口交直流电源，向所述第二路电源接口、所述第三路电源接口和所述第四路电源接口进行供电；

所述交直流供电与信号复合线路输入的宽带高频信号依次经过所述隔直电容、所述高频信号变压器、所述信号功率放大器、所述数字模拟量转换器及第一信号放大器和所述调制器输出所述低速数字信号和所述高速数字信号，所述低速数字信号从所述第三路信号接口输出，所述高速数字信号经过所述5G数字信号缓存器从所述第二路信号接口输出；

所述第二路信号接口输入的高速数字信号经过所述5G数字信号缓存器输入所述解调器输出的宽带高频信号以及所述第三路信号接口输入的低速数字信号输入所述解调器输出的宽带高频信号都依次经过所述解调器、所述第二信号放大器、所述带通滤波器、所述高频信号变压器和所述隔直电容得到宽带高频信号再输出至所述交直流供电与信号复合线路。

4.根据权利要求1或2或3中任一项所述的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，其特征在于，所述第二路电源接口的电源功率、第三路电源接口的电源功率和第四路电源接口的电源功率之和的范围为(0.75×A，A]，其中，A为所述第一路信号与电源混合接口的电源功率，所述第一路信号与电源混合接口的电源功率待机功耗不大于1W。

5.根据权利要求1或2或3中任一项所述的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，其特征在于，还包括保护地线，所述保护地线与所述LED路由电源单元相连。

6.根据权利要求1或2或3中任一项所述的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，其特征在于，所述交直流供电与信号复合线路包括两根电源线，分别用于直流供电和交流供电。

7.根据权利要求4所述的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，其特征在于，

所述交直流供电与信号复合线路的规格参数，具体包括：

至少2芯电力电缆，交流电压范围为[65，265]V，交流电频率范围为[45，65]Hz，直流电压范围为[24，400]V，信号载波频率范围为[150k，30M]Hz，数字通信信号带宽不低于2Mbit/s；

所述5G信号单元的规格参数，具体包括：

所述5G信号单元的电源接口的电压范围和功率范围分别为[5，48]V和[10，500]W，5G信号单元的信号接口的速率范围为[100M，1G]bit/s；

所述物联网控制器的规格参数，具体包括：

所述物联网控制器的电源接口的电压范围和功率范围分别为[1.8，12]V和[1.5，50]W，物联网控制器的信号接口的速率范围为[1200，15200]bit/s；

所述LED灯头的功率范围为[10，100]W。

8.根据权利要求7所述的提供5G信号的物联网LED一体化灯具，其特征在于，所述灯罩的材料为非屏蔽型。