一种基于NB-LoT和VHF电台的无线侦测系统的制作方法

文档序号:15359649发布日期:2018-09-05 00:29阅读:1212来源:国知局

本发明属于远程无线监测技术领域,尤其涉及一种基于nb-lot和vhf电台的无线侦测系统。



背景技术:

目前应用于大面积大范围森林防火、水质监测的手段主要有有线远程监测、卫星遥感监测、使用无线传感网络技术实现远程监测等手段。但是这些远程监测手段在根本上都存在一些缺陷,不能够完全覆盖所有的应用环境。

有线远程监测存在两方面的问题。首先,有线传输方式架设困难,成本高,特别是在一些特殊的应用环境,例如森林或者湖面上,会给有线传输网络的架设带来极大的困难;其次,目前各种监测终端输出的信号都为弱电信号,而有线传输衰减大、传输信号容易受到各种干扰、传输距离近、需要多级中继传输等等,这些都严重的限制了其应用范围,因此,目前有线监测已经逐渐的被淘汰。

卫星遥感监测是目前的主要监测手段,具有监测范围大,信号传输及时等优点,但是其缺点同样明显,前期成本高,监测精度不足,监测手段单一等等,导致其不能够大范围的应用于民用领域。

使用无线传感网络技术(wsn)实现无线侦察、森林防火、水质监测、虫害防治、农作物长势监测是目前一个新兴的技术领域和应用范围,目前广泛使用的技术有zigbee、蓝牙、rfid、gprs、3g、4g网络等。蓝牙、gprs、3g、4g技术存在网络容量有限,功耗大等问题;rfid主要应用在无源环境中,但是通信距离过短限制了其应用范围;zigbee技术是目前在该应用领域较为成熟的技术,具有功耗低,网络容量大等技术优势,但是其覆盖范围有限,节点通信距离不足,需要多种节点相互配合使用也在一定程度上限制了其应用范围。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供一种基于nb-lot和vhf电台的无线侦测系统,将nb-lot传感网络技术和vhf电台结合在一起,组成一个完整的无线传感网络,很好的利用了nb-lot技术和vhf电台技术各自的优势,同时规避了nb-lot技术无法进行远程传输和vhf电台无法大规模大批量部署的缺陷。

本发明一方面提供了一种基于nb-lot和vhf电台的无线侦测系统,包括:

nb-lot采集系统:用于测试、采集和筛选环境信息,并将所述筛选环境信息发送到vhf电台;

vhf电台:用于接收所述筛选环境信息,并将所述筛选环境信息发送至数据监控中心;

数据监控中心:用于接收所述vhf电台发送的所述筛选环境信息,并实时监测所述侦测信息。

以上技术方案优选的,所述nb-lot采集系统包括:

nb-lot终端:包括多个nb-lot无线传感网络终端节点,用于测试采集侦测信息;

nb-lot基站:用于收集和筛选所述侦测信息,并将所述筛选环境信息发送到所述vhf电台。

以上技术方案优选的,所述nb-lot基站包括信息收集模块、信息处理模块和信息发送模块;所述信息收集模块用于收集所述nb-lot无线传感网络终端节点采集的所述侦测信息;所述信息处理模块用于对所述信息收集模块收集到的信息数据进行甄别、筛选和处理;所述信息发送模块用于将所述信息处理模块处理后的侦测信息发送至所述vhf电台。

以上技术方案优选的,所述nb-lot无线传感网络终端节点包括温度传感器、湿度传感器、振动传感器和/或压力传感器。

本发明具有的优点和积极效果是:本发明提供的基于nb-lot和vhf电台的无线侦测系统,nb-lot无线传感网络覆盖范围广;nb-lot无线传感网络网络容量大,终端节点可达100000个以上;nb-lot终端节点功耗低,待机时间可达10年以上;无线侦测系统监测范围大,数据无线传输距离远;nb-lot无线传感网络可利用已有基站搭建,也可以单独搭建,可以将现有的vhf电台便携式产品应用到系统中,基于nb-lot和vhf电台的无线侦测系统安装部署简单;本发明能够应用于无线侦察、森林防火、水质监测、虫害防治、农作物长势监测等环境,能够解决目前该领域同类产品存在的问题和不足。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图

图2是本发明一实施例的数据传输示意图

其中:1-nb-lot无线传感网络终端节点;2-nb-lot基站;3-vhf电台;4-数据监控中心。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,下面结合附图对本发明的实施方式做出具体说明。

nb-lot(narrowbandinternetofthings,基于蜂窝的窄带物联网)是iot领域一种新兴的技术,聚焦于低功耗广覆盖物联网市场,相对于目前的无线传感网络技术有着不可比拟的优势。具有覆盖范围广、网络容量大、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。nb-lot使用license频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,与现有网络共存,节省部署成本。

veryhighfrequency(vhf)(甚高频)是指频带由30mhz到300mhz的无线电电波。vhf多数是用作电台及电视台广播。通过无线传感网络采集到的数据需要传输至监控中心进行处理,本实施例提出的vhf电台具有传输距离远,抗干扰能力强等优点,由于无线传感网络对数据传输速率的要求不是很高,这也很好的规避了vhf电台传输速率较慢的缺点。

本发明一实施例提供了一种基于nb-lot和vhf电台的无线侦测系统,如图1所示,包括:nb-lot终端、nb-lot无线传感网络、nb-lot基站2、vhf电台3和数据监控中心4。一套完整的无线侦测系统包括多个nb-lot终端、多个nb-lot基站以及多台vhf电台。

如图2所示,nb-lot终端包括多个nb-lot无线传感网络终端节点1,用于测试采集侦测信息,具有良好的可扩展性,能够通过扩展不同的传感器来适应不同的应用场景,有针对性的采集环境信息。例如,应用在森林防火中,nb-lot终端可以连接温度传感器、湿度传感器等,有效的预防和监测森林火灾;应用在无线侦察方面,nb-lot终端可以扩展振动传感器、压力传感器等监测手段,及时有效监测战场动态。

nb-lot基站2可以沿用已有的基站,也可以根据需求架设新的基站。由于nb-lot无线传感网络终端节点1众多,采集到的数据量很大,但是大部分时间采集到的数据是无用的数据,而且由于vhf电台3的传输速率限制,不可能将所有的数据上传至数据监控中心4,因此,nb-lot基站2主要功能有两方面,首先是完成对nb-lot无线传感网络的数据收集;其次是完成对nb-lot终端采集到的数据进行甄别、筛选、处理功能,nb-lot基站2包括信息收集模块、信息处理模块和信息发送模块;信息收集模块用于收集nb-lot无线传感网络终端节点采集的侦测信息;信息处理模块用于对信息收集模块收集到的信息数据进行甄别、筛选和处理,对收集到的侦测信息数据进行重要信息数据、普通信息数据和无用信息数据的筛分处理;信息发送模块用于将信息处理模块处理后的侦测信息发送至vhf电台。

vhf电台3用于接收筛选环境信息,并将筛选环境信息发送至数据监控中心4,vhf电台3主要用于解决实际应用环境和数据监控中心距离过远的问题。由于nb-lot工作频率所限制,其传输距离不可能传输的很远,一般单个基站的覆盖半径约为1公里,而vhf电台3工作在30mhz~80mhz范围之内,便携式的vhf电台单跳传输距离可以达到20km以上。数据监控中心:用于接收vhf电台发送的筛选环境信息,并实时监测侦测信息。

一种基于nb-lot和vhf电台的无线侦测方法,包括如下步骤:

a.nb-lot无线传感网络终端节点测试环境侦测信息;

b.信息收集模块收集侦测信息,信息处理模块对收集到的侦测信息数据进行优先级处理,对收集到的侦测信息数据进行重要信息数据、普通信息数据和无用信息数据的筛分处理;

c.将处理后的侦测信息通过vhf电台发送到数据监测中心。

基于nb-lot和vhf电台的无线侦测系统的实施方式主要包括nb-lot无线传感网络终端节点1的设计及部署,nb-lot基站2的建设,vhf电台3的部署等。

在进行nb-lot无线传感网络终端节点1的设计时,需要考虑以下问题:

a)传感器扩展功能

本实施例最基本的功能是数据采集,而数据采集的源头则是各种传感器,因此,本实施例必须能够扩展使用多种传感器,采集不同场合下的相对应的数据;

b)传感器接口的标准化设计

由于需要扩展不同的传感器,为了提供系统的稳定性、可靠性和可维护性,这也要求传感器接口在设计时采用标准化设计,能够实现不同传感器的兼容。

c)数据优先级设定

vhf电台3的数据传输能力有限,因此必须能将数据进行优先级处理,保证最重要的信息能够及时发送至数据监测中心。

在nb-lot无线传感网络终端节点的部署、nb-lot基站的建设,vhf电台的部署方面,需要根据具体的应用环境其部署安装方案需要做适应性的改变。

本实施例提供的基于nb-lot和vhf电台的无线侦测系统,nb-lot无线传感网络覆盖范围广;nb-lot无线传感网络网络容量大,终端节点可达100000个以上;nb-lot终端节点功耗低,待机时间可达10年以上;无线侦测系统监测范围大,数据无线传输距离远;nb-lot无线传感网络可利用已有基站搭建,也可以单独搭建,可以将现有的vhf电台便携式产品应用到系统中,基于nb-lot和vhf电台的无线侦测系统安装部署简单;本发明能够应用于无线侦察、森林防火、水质监测、虫害防治、农作物长势监测等环境,能够解决目前该领域同类产品存在的问题和不足。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

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