本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種廣域管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的一些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)致力于構(gòu)建路燈物聯(lián)網(wǎng)，如基于藍(lán)牙、wi-fi和zigbee協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)，雖然可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能，但是傳輸距離有限，需要信道非常穩(wěn)定的場(chǎng)景才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定通信。如果在路燈物聯(lián)網(wǎng)使用這些協(xié)議，需要在信道不佳的地點(diǎn)增加基站以保證信道足以支持終端對(duì)基站的穩(wěn)定通信，設(shè)備投入和維護(hù)成本太高。另一種基于lora技術(shù)或者lorawan協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)，無法基于路燈擴(kuò)展單基站覆蓋范圍。并且對(duì)于附近有干擾源或者信號(hào)不好的終端，很難收聽到基站發(fā)出的信號(hào)，使得單基站覆蓋范圍有限。另外，lora使用擴(kuò)頻技術(shù)，在有限的公有頻段，擴(kuò)頻使得本身就緊張的頻譜資源大量浪費(fèi)，當(dāng)信道不足時(shí)產(chǎn)生的混疊同樣影響通信質(zhì)量。此外，星型拓?fù)涞膌ora也不能覆蓋基站通信范圍外的終端設(shè)備，所以基于lora的路燈物聯(lián)網(wǎng)很難將路燈周圍應(yīng)用都接入系統(tǒng)。

另外，若路燈物聯(lián)網(wǎng)基于傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)如2g/3g/4g，功耗非常高需要外接電源，而且需要在每一個(gè)終端都安裝sim卡及收發(fā)機(jī)，對(duì)于大范圍覆蓋的路燈物聯(lián)網(wǎng)來說成本太高且需要運(yùn)營(yíng)商的持續(xù)開支。

以上技術(shù)都無法很好的實(shí)現(xiàn)一個(gè)以路燈為載體的物聯(lián)網(wǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種廣域管理系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)傳輸距離遠(yuǎn)、低功耗、低運(yùn)維成本的路燈物聯(lián)網(wǎng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種廣域管理系統(tǒng)，包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)終端和至少一個(gè)公共設(shè)施，數(shù)據(jù)終端和公共設(shè)施均設(shè)有通信裝置；

數(shù)據(jù)終端與公共設(shè)施之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接，不同的公共設(shè)施之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接；

其中，數(shù)據(jù)終端接入公共設(shè)施的接入方式與公共設(shè)施接入數(shù)據(jù)終端的接入方式不同，并且數(shù)據(jù)終端接入公共設(shè)施與公共設(shè)施接入其他公共設(shè)施的接入方式不同。

如上的，其中，還包括至少一個(gè)基站；其中：

數(shù)據(jù)終端與基站之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議直接通信連接；數(shù)據(jù)終端接入基站和基站接入數(shù)據(jù)終端的接入方式不同；或者

數(shù)據(jù)終端與基站之間經(jīng)由至少一個(gè)公共設(shè)施進(jìn)行間接通信連接，公共設(shè)施與基站之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接；公共設(shè)施接入基站與基站接入公共設(shè)施的接入方式不同。

如上的，其中，數(shù)據(jù)終端接入公共設(shè)施與公共設(shè)施接入基站的接入方式不同，基站接入公共設(shè)施與公共設(shè)施接入數(shù)據(jù)終端的接入方式不同。

如上的，其中，還包括綜合管理平臺(tái)，基站與綜合管理平臺(tái)基于高速率無線或有線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行通信連接；

基站、公共設(shè)施和數(shù)據(jù)終端形成樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)，綜合管理平臺(tái)中存儲(chǔ)了樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

如上的，其中，數(shù)據(jù)終端與公共設(shè)施之間直接通信連接；或者

數(shù)據(jù)終端與公共設(shè)施之間經(jīng)由至少一個(gè)其他的公共設(shè)施進(jìn)行間接通信連接，數(shù)據(jù)終端與直接連接的公共設(shè)施之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接。

如上的，其中，數(shù)據(jù)終端位于公共設(shè)施的通信裝置的信號(hào)范圍之外；

廣域管理系統(tǒng)還包括低功耗的轉(zhuǎn)發(fā)裝置，數(shù)據(jù)終端通過轉(zhuǎn)發(fā)裝置與公共設(shè)施通信連接，數(shù)據(jù)終端與轉(zhuǎn)發(fā)裝置之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接，轉(zhuǎn)發(fā)裝置與公共設(shè)施之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接。

如上的，其中，公共設(shè)施為路燈和/或公共場(chǎng)所內(nèi)的室內(nèi)照明燈具，路燈和室內(nèi)照明燈具設(shè)有燈控裝置，燈控裝置與公共設(shè)施的通信裝置集成在一起。

如上的，其中，公共設(shè)施的通信裝置包括：

第一無線收發(fā)器，接收和/或發(fā)送基于低功耗低速率無線通信協(xié)議的無線信息；

第一控制器，控制第一無線收發(fā)器的開啟/關(guān)閉。

如上的，其中，數(shù)據(jù)終端的通信裝置包括：

傳感器，采集數(shù)據(jù)終端的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

第二無線收發(fā)器，接收和/或發(fā)送基于低功耗低速率無線通信協(xié)議的無線信息；

第二控制器，控制第二無線收發(fā)器的開啟/關(guān)閉。

如上的，其中，不同的數(shù)據(jù)終端采用不同的無線通信協(xié)議接入公共設(shè)施，數(shù)據(jù)終端接入公共設(shè)施采用與公共設(shè)施接入其他的公共設(shè)施不同的無線通信協(xié)議。

如上的，其中，基站與多個(gè)公共設(shè)施之間的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信采用時(shí)分或受控的集中調(diào)度形式。

本發(fā)明的技術(shù)方案帶來的有益效果如下：

(1)本發(fā)明的數(shù)據(jù)終端和公共設(shè)施采用低功耗低速率無線通信協(xié)議，功耗小，僅用電池即可提供超長(zhǎng)時(shí)間(例如3-5年)的持續(xù)通信，降低了成本；相對(duì)于藍(lán)牙、wi-fi和zigbee協(xié)議，大大提升了從數(shù)據(jù)終端到基站網(wǎng)關(guān)的通信距離，擴(kuò)大了覆蓋范圍，通過基站和公共設(shè)施可以組建一張覆蓋所有盲區(qū)的廣域物聯(lián)網(wǎng)，并且無需增加很多基站，大大降低了設(shè)備成本和維護(hù)成本；相對(duì)于lora技術(shù)或者lorawan協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)，該廣域管理系統(tǒng)的低功耗低速率無線通信協(xié)議支持多技術(shù)接入，可以將附近所有的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用通過公共設(shè)施連接到系統(tǒng)中，大大擴(kuò)大了單基站覆蓋范圍。

(2)公共設(shè)施采用常見的路燈和大型空間的室內(nèi)照明燈具，二者的結(jié)合大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋憬菪?，降低了廣域管理系統(tǒng)的成本，路燈和大型空間的室內(nèi)照明燈具成為基于4.5glpwa(低功耗廣域技術(shù))和5g技術(shù)的廣域物聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺(tái)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的廣域管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明提供的廣域管理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明提供的廣域管理系統(tǒng)中公共設(shè)施的通信裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明提供的廣域管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)終端的通信裝置的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明提供的廣域管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，廣域管理系統(tǒng)包括多個(gè)數(shù)據(jù)終端1、多個(gè)公共設(shè)施2、多個(gè)基站3以及綜合管理平臺(tái)4。

數(shù)據(jù)終端1和公共設(shè)施2均設(shè)有通信裝置。

如圖3所示，公共設(shè)施2的通信裝置包括第一無線收發(fā)器21和第一控制器22，第一無線收發(fā)器21接收和/或發(fā)送基于低功耗低速率無線通信協(xié)議的無線信息，第一控制器22控制第一無線收發(fā)器的開啟/關(guān)閉。第一無線收發(fā)器21的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的功耗都為20ma，待機(jī)電流為3ua。

公共設(shè)施2監(jiān)聽基站3的廣播，收到廣播后可以完成注冊(cè)，注冊(cè)后可以對(duì)其他公共設(shè)施2或者數(shù)據(jù)終端1進(jìn)行廣播、組播、單播等功能。mesh節(jié)點(diǎn)到基站的通信同樣使用在公有頻段的低功耗通信協(xié)議。

如圖4所示，數(shù)據(jù)終端1的通信裝置包括傳感器11、第二無線收發(fā)器12以及第二控制器13。數(shù)據(jù)終端1定期激活以接收信號(hào)，或者在傳感器11采集到信息時(shí)被激活以發(fā)送信息。

傳感器11采集所述數(shù)據(jù)終端的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。作為一個(gè)實(shí)施例，傳感器11可以是各種低功耗傳感器，例如磁力傳感器、光照傳感器、或者土壤信息采集器等。

第二無線收發(fā)器12接收和/或發(fā)送基于低功耗低速率無線通信協(xié)議的無線信息。作為一個(gè)實(shí)施例，第二無線收發(fā)器12的發(fā)射機(jī)的工作電流為60ma，接收機(jī)的工作電流為20ma，待機(jī)時(shí)電流為3ua。

第二控制器13控制第二無線收發(fā)器的開啟/關(guān)閉。

基站3與綜合管理平臺(tái)4基于高速率無線或有線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行通信連接。高速率無線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議如移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。

數(shù)據(jù)終端1與基站3之間可以直接通信連接。數(shù)據(jù)終端可以選擇其中一個(gè)基站進(jìn)行通信連接，基站3與多個(gè)數(shù)據(jù)終端1之間采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信。

數(shù)據(jù)終端1也可以經(jīng)由至少一個(gè)公共設(shè)施2與基站3進(jìn)行間接通信連接，這樣，基站3、公共設(shè)施2和管理終端數(shù)據(jù)終端1形成樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)，綜合管理平臺(tái)4中存儲(chǔ)了樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的拓?fù)湫畔?，如圖1所示。公共設(shè)施2可以選擇其中一個(gè)基站3進(jìn)行通信連接，基站3與多個(gè)公共設(shè)施2之間采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信。作為一個(gè)實(shí)施例，數(shù)據(jù)終端1與公共設(shè)施2之間可以直接通信連接，也可以經(jīng)由至少一個(gè)的公共設(shè)施2與其中一個(gè)公共設(shè)施2進(jìn)行間接通信連接，不同的公共設(shè)施2之間進(jìn)行通信連接。

如圖2所示，數(shù)據(jù)終端1可以是道路停車感應(yīng)、平安社區(qū)感應(yīng)或者井蓋監(jiān)控感應(yīng)等。如圖1所示，由數(shù)據(jù)終端1的傳感器采集數(shù)據(jù)，直接或經(jīng)由公共設(shè)施2將數(shù)據(jù)發(fā)送給安裝在基站3的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)發(fā)送給綜合管理平臺(tái)4。經(jīng)過綜合管理平臺(tái)4處理的數(shù)據(jù)可以通過pc或者手機(jī)在云平臺(tái)上查看，例如查看公共設(shè)施或基站是否在線，控制公共設(shè)施上的芯片，控制綠化帶的智能噴灌終端給綠化帶澆水等。該廣域管理系統(tǒng)支持可靠的指令廣播或指令組播，公共設(shè)施2收到基站3的網(wǎng)關(guān)廣播或組播報(bào)文攜帶的指令后會(huì)向基站3發(fā)送反饋，網(wǎng)關(guān)根據(jù)指令反饋信號(hào)的接收統(tǒng)計(jì)情況確定是否進(jìn)行單播重發(fā)等差錯(cuò)控制機(jī)制。

不同的數(shù)據(jù)終端1接入公共設(shè)施2、公共設(shè)施2接入其他的公共設(shè)施2、數(shù)據(jù)終端1接入基站3、公共設(shè)施2接入基站3可以采用相同或不同的無線通信協(xié)議。無線通信的頻譜均在公有頻段。

作為一個(gè)實(shí)施例，數(shù)據(jù)終端1與基站3之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議直接通信連接。

其中，優(yōu)選地，數(shù)據(jù)終端1接入基站3和基站3接入數(shù)據(jù)終端1的接入方式不同。

其中，優(yōu)選地，基站3與多個(gè)數(shù)據(jù)終端1之間的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信采用時(shí)分或受控的集中調(diào)度形式。

作為另一個(gè)實(shí)施例，數(shù)據(jù)終端1與直接連接的所述公共設(shè)施2之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接。公共設(shè)施2與基站3之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接。

在該實(shí)施例中，優(yōu)選地，公共設(shè)施2做通信轉(zhuǎn)發(fā)的時(shí)候采用競(jìng)爭(zhēng)性隨機(jī)接入的方式接入基站3。

在該實(shí)施例中，優(yōu)選地，不同的公共設(shè)施2之間也基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接。當(dāng)然，不同的公共設(shè)施2之間也可以采用藍(lán)牙、wi-fi、lora技術(shù)或者基于zigbee協(xié)議或lorawan協(xié)議進(jìn)行通信連接。

優(yōu)選地，基站3與多個(gè)公共設(shè)施2之間的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信采用時(shí)分或受控的集中調(diào)度形式。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)終端1接入公共設(shè)施2的接入方式與公共設(shè)施2接入數(shù)據(jù)終端1的接入方式不同。

優(yōu)選地，公共設(shè)施2接入基站3與基站3接入公共設(shè)施2的接入方式不同。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)終端1接入公共設(shè)施2與公共設(shè)施2接入其他公共設(shè)施2的接入方式不同。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)終端1接入公共設(shè)施2與公共設(shè)施2接入基站3的接入方式不同，基站3接入公共設(shè)施2與公共設(shè)施2接入數(shù)據(jù)終端1的接入方式不同。

優(yōu)選地，廣域管理系統(tǒng)還包括低功耗的轉(zhuǎn)發(fā)裝置。在數(shù)據(jù)終端1位于公共設(shè)施2的通信裝置的信號(hào)范圍之外的情況下，數(shù)據(jù)終端1通過轉(zhuǎn)發(fā)裝置與公共設(shè)施2通信連接。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)終端1與轉(zhuǎn)發(fā)裝置之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接，并且轉(zhuǎn)發(fā)裝置與公共設(shè)施2之間基于低功耗低速率無線通信協(xié)議進(jìn)行通信連接。

作為一個(gè)具體實(shí)施例，公共設(shè)施為路燈(如圖2所示)和/或諸如公共場(chǎng)所的大型空間內(nèi)的室內(nèi)照明燈具，路燈和室內(nèi)照明燈具設(shè)有燈控裝置，燈控裝置與公共設(shè)施的通信裝置集成在一起。數(shù)據(jù)終端1的數(shù)據(jù)可以經(jīng)由路燈和/或室內(nèi)照明燈具傳輸給基站3。

低功耗低速率無線通信協(xié)議包括lpwan(低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng))通信技術(shù)。lpwan具有遠(yuǎn)距離、低功耗、低運(yùn)維成本等特點(diǎn)，與wifi藍(lán)牙、zigbee等現(xiàn)有技術(shù)相比，lpwan真正實(shí)現(xiàn)了大區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)低成本全覆蓋。

本發(fā)明的技術(shù)方案帶來的有益效果如下：

(1)數(shù)據(jù)終端和公共設(shè)施采用低功耗低速率無線通信協(xié)議，功耗小，僅用電池即可提供超長(zhǎng)時(shí)間(例如3-5年)的持續(xù)通信，降低了成本；相對(duì)于藍(lán)牙、wi-fi和zigbee協(xié)議，大大提升了從數(shù)據(jù)終端到基站網(wǎng)關(guān)的通信距離，擴(kuò)大了覆蓋范圍，通過基站和公共設(shè)施可以組建一張覆蓋所有盲區(qū)的廣域物聯(lián)網(wǎng)，并且無需增加很多基站，大大降低了設(shè)備成本和維護(hù)成本；相對(duì)于lora技術(shù)或者lorawan協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)，該廣域管理系統(tǒng)的低功耗低速率無線通信協(xié)議支持多技術(shù)接入，可以將附近所有的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用通過公共設(shè)施連接到系統(tǒng)中，大大擴(kuò)大了單基站覆蓋范圍。

(2)公共設(shè)施采用常見的路燈和大型空間的室內(nèi)照明燈具，二者的結(jié)合大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋憬菪?，降低了廣域管理系統(tǒng)的成本，路燈和大型空間的室內(nèi)照明燈具成為基于4.5glpwa(低功耗廣域技術(shù))和5g技術(shù)的廣域物聯(lián)網(wǎng)的支撐平臺(tái)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。