TWI744658B - Nema邊緣閘道器 - Google Patents

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Abstract

一種NEMA邊緣閘道器，可連通行動通訊網路且可與現有路燈的NEMA燈具搭配使用，以從路燈的電路中接收電能，如此，本申請之NEMA邊緣閘道器可分別為串列設備與網路設備提供網路與供電，讓串列設備與網路設備均能順利運行且連網，進而擴大物聯網的應用規模，並有效解決設置閘道器的選址困難問題，以在城市中大量增設閘道器，而滿足地區日益增加的通信服務需求。

Description

NEMA邊緣閘道器
本申請係涉及通訊設施領域，更詳而言之，係指一種可與現有路燈的NEMA燈具搭配使用的NEMA邊緣閘道器。
全球科技潮流正以5G技術邁進，未來將是5G以及萬物互聯時代。目前全球電信營運商已積極升級4G(LTE)技術，並擴大物聯網(即，Internet of Things；簡稱為IoT)的應用規模，包括基礎設施、供應鏈物流、資產管理甚至到環境監控等。
就目前而言，手機使用普及且4G服務也非常成熟及多元，例如人們可以透過手機查詢附近公車站公車的到站時間，或查詢醫院診所掛號是否即將到號……等等，相當方便。因應5G技術的到來，連網技術應用場景普及，物聯網的應用才有機會被廣泛利用，因此IoT網路佈建便顯得非常重要，而IoT網路的佈建通常需要閘道器做為不同層次的網路(例如區域網路(LAN)和廣域網路(WAN))的共同存取點，隨著城市建設的快速發展，可供電信營運商設置閘道器的城市公共用地日益減少，而給設置閘道器的選址帶來了極大的困難。
因此，如何為閘道器的設置選址，以在城市中大量增設閘道器，而滿足地區日益增加的通信服務需求，即為本申請要解決的技術課題。
鑒於上述先前技術之種種問題，本申請之主要目的在於提供一種NEMA邊緣閘道器，係可設置於路燈的NEMA燈具上，可分別為串列設備與網路設備提供網路與供電，讓串列設備與網路設備均能順利運行且連網，進而擴大物聯網的應用規模。
為達到上述目的以及其他目的，本申請提供一種NEMA邊緣閘道器，係可與一NEMA燈具、一串列設備與一網路設備搭配使用，係包括：一NEMA母板，該NEMA母板係具有一NEMA插接埠，該NEMA插接埠係用於插接該NEMA燈具，且提供電性連接該串列設備；一串列設備網路供電模組，該串列設備網路供電模組係設置於該NEMA母板且電性連接該NEMA插接埠，以經由該NEMA插接埠對該串列設備提供網路與供電；一行動通訊網路模組，該行動通訊網路模組係提供一行動通訊網路；一網路供電交換模組，該網路供電交換模組係提供給該網路設備插接，以對該網路設備提供網路與供電；以及一網路處理模組，該網路處理模組係分別電性連接該行動通訊網路模組、該網路供電交換模組與該串列設備網路供電模組，俾令行動通訊網路模組分別對該網路供電交換模組與該串列設備網路供電模組提供該行動通訊網路。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，還包括一路燈明暗控制模組，該路燈明暗控制模組係設置於該NEMA母板且電性連接該NEMA插接埠，以經由該NEMA插接埠控制該NEMA燈具的明暗。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，還包括一電源提供模組，該電源提供模組係電性連接該NEMA插接埠以接收電能，而作為該路燈明暗控 制模組、該串列設備網路供電模組、該行動通訊網路模組、該網路供電交換模組與該網路處理模組運行的電源。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，還包括一網路狀態顯示模組，該網路狀態顯示模組係電性連接該網路處理模組，以顯示該網路處理模組或該行動通訊網路的狀態。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，還包括一加解密模組，該加解密模組係電性連接該網路處理模組，以對該網路處理模組的處理訊號提供加解密處理。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，該網路處理模組係具有一時脈同步單元，該時脈同步單元係對該網路處理模組的處理訊號提供時脈同步處理。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，該行動通訊網路模組具有一定位模組，該定位模組係對該網路處理模組提供定位資訊。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，該行動通訊網路模組、該網路供電交換模組與該網路處理模組係設置於該NEMA母板。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，還包括一POE子板，其中，該網路供電交換模組係設置於該POE子板。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，還包括一NEMA基座與一NEMA殼體，該NEMA基座係承載該NEMA母板，且該NEMA插接埠的一插接端係於該NEMA基座上外露，用於插接該NEMA燈具，該NEMA殼體係罩覆於該NEMA基座的上方，而該NEMA母板與該POE子板係以堆疊分層的方式容置於該NEMA殼體與該NEMA基座之間的容置空間中。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，還包括一網路子板，其中，該行動通訊網路模組與該網路處理模組係設置於該網路子板。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，還包括一POE子板與一網路子板，其中，該網路處理模組與該網路供電交換模組係設置於該POE子板，該行動通訊網路模組係設置於該網路子板。
優選地，於上述NEMA邊緣閘道器中，還包括一NEMA基座與一NEMA殼體，該NEMA基座係承載該NEMA母板，且該NEMA插接埠的一插接端係於該NEMA基座上外露，用於插接該NEMA燈具，該NEMA殼體係罩覆於該NEMA基座的上方，而該NEMA母板、該網路子板與該POE子板係以堆疊分層的方式容置於該NEMA殼體與該NEMA基座之間的容置空間中。
綜上所述，本申請NEMA邊緣閘道器可連通行動通訊網路，且可與現有路燈的NEMA燈具搭配使用，以從路燈的電路中接收電能，如此，本申請之NEMA邊緣閘道器可分別為串列設備與網路設備提供網路與供電，讓串列設備與網路設備均能順利運行且連網，進而擴大物聯網的應用規模，並有效解決設置閘道器的選址困難問題，以在城市中大量增設閘道器，而滿足地區日益增加的通信服務需求。
1:NEMA邊緣閘道器
11:NEMA母板
111:NEMA插接埠
1111:插接端
112:燈具明暗控制模組
113:串列設備網路供電模組
114:電源提供模組
12:行動通訊網路模組
121:定位模組
122:行動通訊網路用戶身分模組
123:射頻模組
124:天線模組
125:訊號調變器
13:網路供電交換模組
14:網路處理模組
141:網路狀態顯示模組
142:加解密模組
143:時脈同步單元
15:POE子板
161:NEMA基座
162:NEMA殼體
163:容置空間
17:網路子板
2:NEMA燈具
3:串列設備
4:網路設備
圖1係顯示本申請第一實施例之NEMA邊緣閘道器的基本系統架構方塊圖；圖2係顯示本申請第二實施例之NEMA邊緣閘道器的基本系統架構方塊圖； 圖3係顯示本申請第三實施例之NEMA邊緣閘道器的基本系統架構方塊圖；圖4係顯示本申請第四實施例之NEMA邊緣閘道器的基本系統架構方塊圖；圖5係顯示本申請NEMA邊緣閘道器於路燈上的使用狀態圖；圖6係顯示本申請第二實施例之NEMA邊緣閘道器於路燈上的使用狀態分解圖；圖7係顯示本申請第三、四實施例之NEMA邊緣閘道器於路燈上的使用狀態分解圖；圖7-1係顯示本申請第三、四實施例之NEMA邊緣閘道器於路燈上的使用狀態分解截面圖；以及圖7-2係顯示本申請第三、四實施例之NEMA邊緣閘道器於路燈上的使用狀態分解組合圖。
以下內容將搭配圖式，藉由特定的具體實施例說明本申請之技術內容，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本申請之其他優點與功效。本申請亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不背離本申請之精神下，進行各種修飾與變更。尤其是，於圖式中各個元件的比例關係及相對位置僅具示範性用途，並非代表本申請實施的實際狀況。
針對本申請的技術思想，請一併參考圖1至圖7-2暨以下的實施例說明。
為使揭露內容更為簡潔而容易明瞭，以下各實施例中相同或近似功能的元件將採用相同的符號進行說明，且省略相同或均等特徵的描述。
如圖1所示，本申請NEMA邊緣閘道器1係可與現有路燈的NEMA燈具2、例如為感測器的串列設備(即Serial Device)3與例如為網路攝影機的網路設備(即IP Device)4搭配使用。本申請NEMA邊緣閘道器1主要係包括：NEMA母板11、路燈明暗控制模組112、串列設備網路供電模組(即Power Over Serial)113、電源提供模組114、行動通訊網路模組12、網路供電交換模組(即Power Over Ethernet，簡稱POE)13與網路處理模組14。
其中，請一併參考圖7-1至圖7-2，NEMA母板11係具有NEMA插接埠111，NEMA插接埠111係用於插接常用於路燈的NEMA燈具2，以令電源提供模組114得經由NEMA插接埠111從路燈的電路中接收電能，而作為令路燈明暗控制模組112、串列設備網路供電模組113、行動通訊網路模組12、網路供電交換模組13與網路處理模組14運行的電源。另外，NEMA插接埠111還可用於提供電性連接串列設備3。優選地，NEMA插接埠111係為ANSI C136.41 7-pin NEMA插接埠。
行動通訊網路模組12係例如包含有定位模組121、行動通訊網路用戶身分模組122、射頻模組123、天線模組124與訊號調變器125，而可為網路處理模組14提供例如為NB-IOT、4G或5G的行動通訊網路。應說明的是，定位模組121係例如為可對網路處理模組14提供定位資訊的全球定位系統(即Global Positioning System，簡稱GPS)。行動通訊網路模組12可選擇集成設置於NEMA 母板11，或者，選擇另外設置於獨立電路板並透過例如Mini PCIE的介面插接NEMA母板11，而與NEMA母板11上的網路處理模組14電性連接，以為網路處理模組14提供行動通訊網路。行動通訊網路用戶身分模組122係例如為儲存有用戶身分辨識資料的用戶身分模組(即Subscriber Identity Module，簡稱SIM)。訊號調變器125係例如為數據機(即modulator-demodulator，簡稱Modem)，用於將數位訊號調變到類比訊號以進行訊號的傳輸，或者，用於將類比訊號解調到數位訊號以進行訊號的傳輸。
路燈明暗控制模組112係設置於NEMA母板11，且電性連接NEMA插接埠111，而可經由NEMA插接埠111控制NEMA燈具2的明暗。串列設備網路供電模組113係設置於NEMA母板11且電性連接NEMA插接埠111，而可經由NEMA插接埠111對串列設備3的運行提供電能。網路供電交換模組13係提供給網路設備4插接，以對網路設備4的運行提供電能。
網路處理模組14係分別電性連接行動通訊網路模組12、網路供電交換模組13與串列設備網路供電模組113，以令行動通訊網路模組12分別對網路供電交換模組13與串列設備網路供電模組113提供行動通訊網路，使串列設備網路供電模組113可對串列設備3提供網路，還使網路供電交換模組13可對網路設備4提供網路，讓運行中的串列設備3與網路設備4均能順利連網，進而擴大物聯網的應用規模。
優選地，如圖1至圖4所示，本申請NEMA邊緣閘道器1的網路處理模組14具有時脈同步單元143，時脈同步單元143係例如使用IEEE 1588精密時間協議(PTP)，以對網路處理模組14的處理訊號提供提供時脈同步處理。
優選地，如圖5所示，本申請的NEMA邊緣閘道器1還包括網路狀態顯示模組141，網路狀態顯示模組141係電性連接網路處理模組14，而可獲取網路處理模組14的運行狀態，或行動通訊網路模組12的行動通訊網路例如網速的狀態，網路狀態顯示模組141係透過例如燈號，顯示網路處理模組14的運行狀態或行動通訊網路的狀態，以讓管理者可毋需其他檢測設備僅需透過目視網路狀態顯示模組141，就能有效掌握網路處理模組14的運行狀態或行動通訊網路的狀態。
優選地，如圖1至圖4所示，本申請的NEMA邊緣閘道器1還包括電性連接網路處理模組14的加解密模組142，其中，加解密模組142可對網路處理模組14的處理訊號提供加解密處理，以避免網路處理模組14的處理訊號遭駭，而滿足網路資訊的安全要求。
如圖1所示，行動通訊網路模組12、網路供電交換模組13與網路處理模組14係設置於NEMA母板11。然不以此為限，如圖2所示的實施例中，本申請NEMA邊緣閘道器1還另外獨立設置POE子板15，以縮減NEMA母板11的體積，而網路供電交換模組13係設置於POE子板15，或者，如圖3所示的實施例中，本申請NEMA邊緣閘道器1還另外分別獨立設置POE子板15與網路子板17兩者，以縮減NEMA母板11的體積，而網路處理模組14與網路供電交換模組13係設置於POE子板15，而行動通訊網路模組12係設置於網路子板17，或者，如圖4所示的實施例中，本申請NEMA邊緣閘道器1還另外分別獨立設置POE子板15與網路子板17兩者，以縮減NEMA母板11的體積，而網路供電交換模組13係設置於POE子板15，而行動通訊網路模組12與網路處理模組14係設置於網路子板17。
優選地，如圖5至圖7-2所示，NEMA邊緣閘道器1還包括NEMA基座161與NEMA殼體162，NEMA基座161係承載NEMA母板11，且NEMA插接埠111的一插接端1111係於NEMA基座161上外露，用於插接NEMA燈具2，NEMA殼體162係罩覆於NEMA基座161的上方，以在NEMA殼體162與NEMA基座161之間形成容置空間163。應說明的是，如圖6所示，NEMA母板11與POE子板15係以堆疊分層的方式容置於容置空間163中，以縮減NEMA基座161與NEMA殼體162的體積，如圖7所示，NEMA母板11、網路子板17與POE子板15係以堆疊分層的方式容置於容置空間163中，以縮減NEMA基座161與NEMA殼體162的體積。
綜上所述，本申請係提供一種NEMA邊緣閘道器，所提供的NEMA邊緣閘道器具有常規的NEMA插接埠，而可插接於常用於路燈的NEMA燈具，以從路燈的電路中接收電能，且還具有串列設備網路供電模組與網路供電交換模組，以分別為串列設備與網路設備提供網路與供電，讓串列設備與網路設備均能順利運行且連網，進而擴大物聯網的應用規模。
另外，應說明的是，由於路燈幾乎遍佈於城市中的各個角落，而本申請NEMA邊緣閘道器可與現有路燈的NEMA燈具搭配使用，故本申請NEMA邊緣閘道器的設置毋需額外選址，將可有效解決設置閘道器的選址困難問題，以在城市中大量增設閘道器，而滿足地區日益增加的通信服務需求。
上述實施例僅例示性說明本申請之原理及功效，而非用於限制本申請。任何熟習此項技術之人士均可在不違背本申請之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本申請之權利保護範圍，應如本申請申請專利範圍所列。
1:NEMA邊緣閘道器
11:NEMA母板
111:NEMA插接埠
1111:插接端
112:燈具明暗控制模組
113:串列設備網路供電模組
114:電源提供模組
12:行動通訊網路模組
121:定位模組
122:行動通訊網路用戶身分模組
123:射頻模組
124:天線模組
125:訊號調變器
13:網路供電交換模組
14:網路處理模組
141:網路狀態顯示模組
142:加解密模組
143:時脈同步單元
2:NEMA燈具
3:串列設備
4:網路設備

Claims (13)

  1. 一種NEMA邊緣閘道器，係可與一NEMA燈具、一串列設備與一網路設備搭配使用，係包括：一NEMA母板，該NEMA母板係具有一NEMA插接埠，該NEMA插接埠係用於插接該NEMA燈具，且提供電性連接該串列設備；一串列設備網路供電模組，該串列設備網路供電模組係設置於該NEMA母板且電性連接該NEMA插接埠，以經由該NEMA插接埠對該串列設備提供網路與供電；一行動通訊網路模組，該行動通訊網路模組係提供一行動通訊網路；一網路供電交換模組，該網路供電交換模組係提供給該網路設備插接，以對該網路設備提供網路與供電；以及一網路處理模組，該網路處理模組係分別電性連接該行動通訊網路模組、該網路供電交換模組與該串列設備網路供電模組，俾令行動通訊網路模組分別對該網路供電交換模組與該串列設備網路供電模組提供該行動通訊網路。
  2. 如請求項1所述的NEMA邊緣閘道器，還包括一路燈明暗控制模組，該路燈明暗控制模組係設置於該NEMA母板且電性連接該NEMA插接埠，以經由該NEMA插接埠控制該NEMA燈具的明暗。
  3. 如請求項2所述的NEMA邊緣閘道器，還包括一電源提供模組，該電源提供模組係電性連接該NEMA插接埠以接收電能，而作為該路燈明暗控制模組、該串列設備網路供電模組、該行動通訊網路模組、該網路供電交換模組與該網路處理模組運行的電源。
  4. 如請求項1所述的NEMA邊緣閘道器，還包括一網路狀態顯示模組，該網路狀態顯示模組係電性連接該網路處理模組，以顯示該網路處理模組或該行動通訊網路的狀態。
  5. 如請求項1所述的NEMA邊緣閘道器，還包括一加解密模組，該加解密模組係電性連接該網路處理模組，以對該網路處理模組的處理訊號提供加解密處理。
  6. 如請求項1所述的NEMA邊緣閘道器，其中，該網路處理模組係具有一時脈同步單元，該時脈同步單元係對該網路處理模組的處理訊號提供時脈同步處理。
  7. 如請求項1所述的NEMA邊緣閘道器，其中，該行動通訊網路模組具有一定位模組，該定位模組係對該網路處理模組提供定位資訊。
  8. 如請求項1所述的NEMA邊緣閘道器，其中，該行動通訊網路模組、該網路供電交換模組與該網路處理模組係設置於該NEMA母板。
  9. 如請求項1所述的NEMA邊緣閘道器，還包括一POE子板，其中，該網路供電交換模組係設置於該POE子板。
  10. 如請求項9所述的NEMA邊緣閘道器，還包括一NEMA基座與一NEMA殼體，該NEMA基座係承載該NEMA母板，且該NEMA插接埠的一插接端係於該NEMA基座上外露，用於插接該NEMA燈具，該NEMA殼體係罩覆於該NEMA基座的上方，而該NEMA母板與該POE子板係以堆疊分層的方式容置於該NEMA殼體與該NEMA基座之間的容置空間中。
  11. 如請求項1所述的NEMA邊緣閘道器，還包括一網路子板，其中，該行動通訊網路模組與該網路處理模組係設置於該網路子板。
  12. 如請求項1所述的NEMA邊緣閘道器，還包括一POE子板與一網路子板，其中，該網路處理模組與該網路供電交換模組係設置於該POE子板，該行動通訊網路模組係設置於該網路子板。
  13. 如請求項12所述的NEMA邊緣閘道器，還包括一NEMA基座與一NEMA殼體，該NEMA基座係承載該NEMA母板，且該NEMA插接埠的一插接端係於該NEMA基座上外露，用於插接該NEMA燈具，該NEMA殼體係罩覆於該NEMA基座的上方，而該NEMA母板、該網路子板與該POE子板係以堆疊分層的方式容置於該NEMA殼體與該NEMA基座之間的容置空間中。
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