一种基于光纤总线RoF的分布式物联网终端系统与方法与流程

本发明涉及物联网技术领域，具体来说，涉及一种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统与方法。

背景技术：

现有射频rfid读写系统存在的问题：信号覆盖的区域受读写器个数、铜质绞线的传输距离和天线部署的数量限制，系统部署成本随信号覆盖的区域增大、读写器的数量增多而增大，限制和制约了现有应用的实体和线上深度整合，限制和制约了标签和产品结合进一步的广泛的应用，限制和制约了标签标识的人员、设备、物件和产品，在采购环节、生产环节、流通环节，仓储物流、零售环节、配送环节，任何时间、任何地点广范围内的即时、实时在线的精细管理、即时、实时在线精准治理和应用。

现有定位技术中，无论是通过空中卫星定位，还是地面基站定位，或其他定位技术，大都预先标识固定目标的坐标位置，根据固定目标的坐标和当前用户坐标进行伪距预判及导航模拟。现有室内定位技术中，rfid定位技术可以在近距离内实现在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且由于电磁场非视距等优点，传输范围很大，而且标识的体积比较小，造价比较低。但其不具有远距离通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他定位系统之中。

以下给出本发明中可能会出现的专业用语的定义：

光纤，是光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。光纤通信容量大，传输损耗低，中继距离大，可达200千米，为铜线的20~50倍;重量轻，单位体积重量仅为铜的120，故可节约大量铜金属，降低成本，经济效益显著;保密性强，可靠性高，抗电磁干扰,没有像电通信线路中的串线、噪声和干扰现象。

rof全称为radiooverfiber，即光载无线电，rof技术是种高容量的无线通信技术，主要是将光纤通信与无线通信进行对接，融合在一起的无线接入技术，是一种高科技的技术应用模式，其中，通过采取运营光纤作为一种通信基站，并建立与中心站点之间的传输参数和线路，并通过利用光载波来传送射频信号，实现rof技术的快速传输、交换、控制以及信号的再生等功能。

fbg全称为fiberbragggrating，即为光纤光栅，又称光纤布拉格光栅，即在纤芯内形成的空间相位周期性分布的光栅，其作用的实质就是在纤芯内形成一个窄带的（透射或反射）滤波器或反射镜。利用这一特性可制造出许多性能独特的光纤器件。

波分复用wdm(wavelengthdivisionmultiplexing)，是将两种或多种不同波长的光载波信（各种信息）在发送端经复用器(亦称合波器，multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。

光相位调制器，是使光的相位按一定规律变化的光调制器。

现场总线（fieldbus），是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。它是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。

can是controllerareanetwork，是iso国际标准化的串行通信协议。1986年德国电气商博世公司开发出面向汽车的can通信协议。此后，can通过iso11898及iso11519进行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议。

物联网（internetofthings），是在互联网概念的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络互联。是通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品通过物联网域名相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络应用。

无线射频识别技术radiofrequencyidentification，简称：rfid，是一种非接触式的自动识别技术，其基本原理是利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。rfid读写器通过天线与rfid电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的rfid读写器包含有rfid射频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。

电子标签又称射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置、扫描器、读头、通信器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合；在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。

天线是发射和接收射频载波信号的设备，是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。它具有感应、识别、读取功能。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。

相控阵天线，指的是通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线。控制相位可以改变天线方向图最大值的指向，以达到波束扫描的目的。在特殊情况下，也可以控制副瓣电平、最小值位置和整个方向图的形状，例如获得余割平方形方向图和对方向图进行自适应控制等。用机械方法旋转天线时，惯性大、速度慢，相控阵天线克服了这一缺点，波束的扫描速度高。它的馈电相位一般用电子计算机控制，相位变化速度快（毫秒量级），即天线方向图最大值指向或其他参数的变化迅速。

室内定位，是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。除通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有：wi-fi、蓝牙、红外线、超宽带、rfid、zigbee和超声波。

技术实现要素：

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统与方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统，其特征在于，包括核心应用部分、前置通道部分、传输通道部分、采集现场部分、采集终端部分和数据源；

所述核心应用部分部署应用服务功能模块，包括服务站、监测站、主控站、信息站和用户终端的应用服务组合；

所述前置通道部分用于部署处理器功能模块，包括前置总控制模块、总线控制模块、射频信号处理模块、nb-iot、lora、rpma、wifi、ble、rf、2g/3g/4g/5g和网络连接模块的处理器组合。其中射频信号处理模块是对射频信号进行读写处理，进行射频信号输入输出的功能；总线控制模块是用于将收发的信息报文，转换为符合总线协议规范的总线协议帧，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息或通过总线控制模块里的光电调制器、解调器、收发器，在光纤总线上交换信息；nb-iot、lora、rpma、wifi、ble、rf、2g/3g/4g/5g和网络连接模块用于和应用服务组合进行无线、有线组网交互；

所述传输通道部分包括由光耦合器、连接器、高速总线和光纤总线组成的网络传输通道；

所述采集现场部分包括总线控制模块的总线控制器组合，总线控制模块，是用于将收发的信息报文，转换为符合总线协议规范的总线协议帧，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息或通过总线控制模块里的光电调制器、解调器、收发器，在光纤总线上交换信息；

所述采集终端部分用于部署激励器接收机功能模块，包括无源天线器件、无源相控阵天线器件、有源相控阵天线器件、传感器和激励器接收机器件；

所述数据源部分包括电子标签、有源电子标签、无线控制器、电子标签标识的人员、设备、物件或产品。

进一步的，所述的服务站由应用服务工作站组成，分布在总线结点内，每个服务站可配一个以上服务结点，每个服务结点可配置多个去中心化、功能化服务应用。

进一步的，所述的监测站是监测总线、总线结点、终端结点和服务结点的安全运营服务功能，保障了总线终端上任何结点设备在任何地点、全域网络、全天候工作特性。用于跟踪和日常维护，用于监测运行结点状况、健康情况和信号的完好性、完整性和稳定性，用于维持总线、总线结点、终端结点和服务结点的通道布局，合规合法的安全正常服务和异常预警。

进一步的，所述的主控站具有主控服务功能，处理控制服务的数据报文信息，并对当行协议报文进行数据计算，用于计算配制总线时间、时差和总线报文，以及计算其他对确定用户、设备和物件产品的位置、速度和时间至关重要的参数；主控站将处理控制信息注入信息站。

进一步的，所述的信息站具有信息服务功能，存储主控站处理的控制信息，信息站可向服务工作站的结点设备提供主控服务信息，信息站通过用户接收设备和终端结点设备向用户发送感知、识别、定位、交互的人员、设备、物件产品信息。

进一步的，所述的用户终端由用户接收设备终端结点设备及标识器件组成，接收应用服务发送的数据，并对标识器件进行捕获和跟踪，并获得导航、定位信息及伪距观测量，经过用户位置解算，最后确定用户、设备和物件产品的位置、速度和时间参数。

进一步的，所述的前置总控制模块负责控制射频信号处理模块进行射频信号处理，进行射频协议报文格式组合；和总线控制模块进行协议交互，进行总线控制协议报文格式组合；和nb-iot、lora、rpma、wifi、ble、rf、2g/3g/4g/5g、网络连接模块进行网络交互；负责与光载射频rof光纤或光载光纤传感器或光载环境参数检测传感器、视讯通信光纤进行收发处理交互，或通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，或通过总线控制模块里的光电调制器、解调器、收发器，在光纤总线上交换信息。进一步的，所述的无源天线器件包括光电/电光转换模块、数字模拟/模拟数字转换器、带通滤波、功率放大器、增益放大器、低噪放大器、环形器、延时器和无源天线。

进一步的，所述的有源相控阵天线器件包括射频处理模块、高稳定信号源、正交相位检波器、接收机、发射机、有源相控天线。

进一步的，总线控制器组合包括总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，或光电/电光转换模块，是电信号转换为光信号在光纤里传播，再由光电转换器把光信号转换为电信号传输给天线接收、发送信息数据；

本发明还提供一种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，包括如下步骤：

将射频rf信号直接调制到光信号上，通过光纤网络传送至采集终端天线；天线进行数据源信号收集，将收集的rf射频信号调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器；前置总控制模块通过射频信号处理模块进行射频信号处理、交互。

本发明还提供了第二种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，包括如下步骤：

将射频rf信号进行数字转换，通过总线控制模块，进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块；总线控制模块将信号发送至采集终端天线，天线进行数据源信号收集，将收集的rf射频信号发送到总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或总线控制模块将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器；前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理，将rf射频协议传送给射频信号处理模块进行射频信号处理。

本发明还提供了第三种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，该方法是射频光纤rof相控阵rfid系统的方法，包括如下步骤：

通过前置总控制模块控制射频信号处理模块进行信号处理，通过总线控制模块将信号进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端相控阵天线，相控阵天线进行数据源信号收集，将收集的rf射频信号发送到总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或总线控制模块将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理，将rf射频协议传送给射频信号处理模块进行射频信号处理。

本发明还提供了第四种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，该方法是射频光纤rof有源相控阵rfid系统的方法，包括如下步骤：

通过采集终端现场前置高稳定信号源，即时、实时主动进行相控阵天线信号采集处理，和前置处理器进行交互；前置总控制模块控制总线控制模块发送控制指令，通过总线控制模块将信号进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端射频控制处理模块，射频控制处理模块控制高稳定信号源产生高稳定信号，通过发射机发射到相控阵天线，相控阵天线进行数据源信号收集，将收集的信号发送到接收机，接收机发送给正交相位检波器，正交相位检波器处理后，通过射频控制处理模块处理数据后发送至总线控制模块，总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理。

本发明还提供了第五种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，该方法是光纤传感器或传感器通信光纤系统的方法，包括如下步骤：

前置总控制模块控制射频信号处理模块，处理采集终端的光纤传感器或光载环境参数检测传感器、视讯通信光纤采集的传感信号，或前置总控制模块控制总线控制模块发送控制指令，通过总线控制模块将信号进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端，将采集的环境参数传感器信号、视讯通信信号发送至总线控制模块，总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理。

本发明的有益效果如下：

1、本发明采用光载射频rof原理，将现有rfid射频读写器天线的信号直接调制到光信号上，和结合现有总线协议技术原理，将现有的rfid射频读写器天线的信号模数转换及总线协议转换接入到高速总线上，和进一步的将rfid射频读写器天线结合无源相控阵和有源相控阵天线技术进行改造，和结合环境参数检测传感器的光载数据信号集成整合应用，以适应泛社会化、去中心化、垂直化、精细化、全程可追溯、全生命周期的管理和治理，即时、实时、在线、交互、分布式的物联网应用。

2、本发明通过rof技术、总线控制技术、雷达天线相控阵技术、物联网技术和rfid技术结合，节省了rfid读写器的数量，拓展了天线的数量和延伸了传输距离，拓展了现有互联网、物联网应用的实体和线上深度整合，拓展了物联标签和物件、产品结合进一步的广泛的应用，拓展了标签标识的人员、设备、物件和产品在采购环节、在生产环节、流通环节，仓储物流、零售环节、配送环节及泛行业、泛社会、任何时间、任何地点广范围内的即时、实时、在线的精细管理和治理，进一步的集成整合应用提高社会效率，节约社会成本。

3、本发明将rof技术、总线控制技术、雷达天线相控阵技术、物联网技术和rfid技术结合，应用在室内定位技术中，实现指定区域内rfid信号低成本的电子围栏布控；进一步的结合现行无线移动网络，可以集成整合应用到互联网、物联网应用系统中，实现动态即时、实时在线厘米级别的定位应用。

4、本发明利用到达时间（toa）测出已知位置的服务设备结点到用户接收设备之间的距离，进而综合多个终端结点设备及标签的信息数据，就可推测出定位设备及标签的具体位置，任何时间、任何地点、以任何方式，获得万物互联及各种多媒体信息的梦想成为现实。

5、本发明将rof和rfid技术结合，以及高速总线和rfid技术结合，解决了rfid和实体线上线下应用的“最后一公里问题”。rof技术由于其灵活性，宽带利用率和高的性价比，被认为是未来光纤接入的一项选择，损耗低、容量巨大、rof技术是未来解决“最后一公里问题”最有前途的方案之一。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是根据本发明实施例所述的一种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的示意图；

图2是本发明rof相控阵rfid的系统图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，根据本发明实施例所述的一种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统，其特征在于，包括核心应用部分、前置通道部分、传输通道部分、采集现场部分、采集终端部分和数据源；

所述核心应用部分部署应用服务功能模块，包括服务站、监测站、主控站、信息站和用户终端的应用服务组合；

所述前置通道部分用于部署处理器功能模块，包括前置总控制模块、总线控制模块、射频信号处理模块、nb-iot、lora、rpma、wifi、ble、rf、2g/3g/4g/5g和网络连接模块的处理器组合。其中射频信号处理模块是对射频信号进行读写处理，进行射频信号输入输出的功能；总线控制模块是用于将收发的信息报文，转换为符合总线协议规范的总线协议帧，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，或通过总线控制模块里的光电调制器、解调器、收发器，在光纤总线上交换信息；nb-iot、lora、rpma、wifi、ble、rf、2g/3g/4g/5g和网络连接模块用于和应用服务组合进行无线、有线组网交互；

所述传输通道部分包括由光耦合器、连接器、高速总线和光纤总线组成的网络传输通道；

所述采集现场部分包括总线控制模块的总线控制器组合，总线控制模块，是用于将收发的信息报文，转换为符合总线协议规范的总线协议帧，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，或通过总线控制模块里的光电调制器、解调器、收发器，在光纤总线上交换信息；

所述采集终端部分用于部署激励器接收机功能模块，包括无源天线器件、无源相控阵天线器件、有源相控阵天线器件、传感器和激励器接收机器件；

所述数据源部分包括电子标签、有源电子标签、无线控制器或电子标签标识的人员、设备、物件或产品。

进一步的，所述的服务站由应用服务工作站组成，分布在总线结点内，每个服务站可配一个以上服务结点，每个服务结点可配置多个去中心化、功能化服务应用。

进一步的，所述的监测站是监测总线、总线结点、终端结点和服务结点的安全运营服务功能，保障了总线终端上任何结点设备在任何地点、全域网络、全天候工作特性。用于跟踪和日常维护，用于监测运行结点状况、健康情况和信号的完好性、完整性和稳定性，用于维持总线、总线结点、终端结点和服务结点的通道布局，合规合法的安全正常服务和异常预警。

进一步的，所述的主控站具有主控服务功能，处理控制服务的数据报文信息，并对当行协议报文进行数据计算，用于计算配制总线时间、时差和总线报文，以及计算其他对确定用户、设备和物件产品的位置、速度和时间至关重要的参数；主控站将处理控制信息注入信息站。

进一步的，所述的信息站具有信息服务功能，存储主控站处理的控制信息，信息站可向服务工作站的结点设备提供主控服务信息，信息站通过用户接收设备和终端结点设备向用户发送感知、识别、定位、交互的人员、设备、物件产品信息。

进一步的，所述的用户终端由用户接收设备终端结点设备及标识器件组成，接收应用服务发送的数据，并对标识器件进行捕获和跟踪，并获得导航、定位信息及伪距观测量，经过用户位置解算，最后确定用户、设备和物件产品的位置、速度和时间参数。

进一步的，所述的前置总控制模块负责控制射频信号处理模块进行射频信号处理，进行射频协议报文格式组合；和总线控制模块进行协议交互，进行总线控制协议报文格式组合；和nb-iot、lora、rpma、wifi、ble、rf、2g/3g/4g/5g、网络连接模块进行网络交互；负责与光载射频rof光纤或光载光纤传感器或光载环境参数检测传感器、视讯通信光纤进行收发处理交互，或通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，或通过总线控制模块里的光电调制器、解调器、收发器，在光纤总线上交换信息。

进一步的，所述的无源天线器件包括光电/电光转换模块、数字模拟/模拟数字转换器、带通滤波、功率放大器、增益放大器、低噪放大器、环形器、延时器和无源天线。

进一步的，所述的有源相控阵天线器件包括射频处理模块、高稳定信号源、正交相位检波器、接收机、发射机、有源相控天线。

进一步的，总线控制器组合包括总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，或光电/电光转换模块，是电信号转换为光信号在光纤里传播，再由光电转换器把光信号转换为电信号传输给天线接收、发送信息数据；

本发明还提供一种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，包括如下步骤：

将射频rf信号直接调制到光信号上，通过光纤网络传送至采集终端天线；天线进行数据源信号收集，将收集的rf射频信号调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器；前置总控制模块通过射频信号处理模块进行射频信号处理、交互。

本发明还提供了第二种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，包括如下步骤：

将射频rf信号进行数字转换，通过总线控制模块，进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块；总线控制模块将信号发送至采集终端天线，天线进行数据源信号收集，将收集的rf射频信号发送到总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或总线控制模块将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器；前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理，将rf射频协议传送给射频信号处理模块进行射频信号处理。

本发明还提供了第三种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，该方法是射频光纤rof相控阵rfid系统的方法，包括如下步骤：

通过前置总控制模块控制射频信号处理模块进行信号处理，通过总线控制模块将信号进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端相控阵天线，相控阵天线进行数据源信号收集，将收集的rf射频信号发送到总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或总线控制模块将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理，将rf射频协议传送给射频信号处理模块进行射频信号处理。

本发明还提供了第四种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，该方法是射频光纤rof有源相控阵rfid系统的方法，包括如下步骤：

通过采集终端现场前置高稳定信号源，即时、实时主动进行相控阵天线信号采集处理，和前置处理器进行交互；前置总控制模块控制总线控制模块发送控制指令，通过总线控制模块将信号进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端射频控制处理模块，射频控制处理模块控制高稳定信号源产生高稳定信号，通过发射机发射到相控阵天线，相控阵天线进行数据源信号收集，将收集的信号发送到接收机，接收机发送给正交相位检波器，正交相位检波器处理后，通过射频控制处理模块处理数据后发送至总线控制模块，总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理。

本发明还提供了第五种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统的采集终端部署方法，该方法是光纤传感器或传感器通信光纤系统的方法，包括如下步骤：

前置总控制模块控制射频信号处理模块，处理采集终端的光纤传感器或光载环境参数检测传感器、视讯通信光纤采集的传感信号，或前置总控制模块控制总线控制模块发送控制指令，通过总线控制模块将信号进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端，将采集的环境参数传感器信号、视讯通信信号发送至总线控制模块，总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。

一种基于光纤总线rof的分布式物联网终端系统，系统如图1所示，包括:核心应用部分、前置通道部分、传输通道部分、采集现场部分、采集终端部分和数据源几个功能模块组成；核心应用部分包括：服务站、监测站、主控站、信息站、用户终端等应用服务组合；核心应用部分部署应用服务功能模块；服务站由应用服务工作站组成，分布在总线结点内，每个服务站可配一个以上服务结点，每个服务结点可配置多个去中心化、功能化服务应用；监测站（monitorstation），是监测总线、总线结点、终端结点和服务结点的安全运营服务功能，保障了总线终端上任何结点设备在任何地点、全域网络、全天候工作特性。用于跟踪和日常维护，用于监测运行结点状况、健康情况和信号的完好性、完整性和稳定性，用于维持总线、总线结点、终端结点和服务结点的通道布局，合规合法的安全正常服务和异常预警；主控站具有主控服务功能，处理控制服务的数据报文信息，并对当行协议报文进行数据计算，用于计算配制总线时间、时差和总线报文，以及计算其他对确定用户、设备和物件产品的位置、速度和时间至关重要的参数；主控站将处理控制信息注入信息站；信息站具有信息服务功能，存储主控站处理的控制信息，信息站可向服务工作站的结点设备提供主控服务信息，信息站通过用户接收设备和终端结点设备向用户发送感知、识别、定位、交互的人员、设备、物件产品信息；用户终端由用户接收设备终端结点设备及标识器件组成，接收应用服务发送的数据，并对标识器件进行捕获和跟踪，并获得导航、定位信息及伪距观测量，经过用户位置解算，最后确定用户、设备和物件产品的位置、速度和时间参数。

前置通道部分包括：前置总控制模块、总线控制模块、射频信号处理模块、nb-iot、lora、rpma、wifi、ble、rf、2g/3g/4g/5g、网络连接模块等处理器组合；前置通道部分部署处理器功能模块；其中前置总控制模块负责控制射频信号处理模块进行射频信号处理，进行射频协议报文格式组合；和总线控制模块进行协议交互，进行总线控制协议报文格式组合；和nb-iot、lora、rpma、wifi、ble、rf、2g/3g/4g/5g、网络连接模块等网络交互；负责与光载射频rof光纤或光载光纤传感器或光载环境参数检测传感器、视讯通信光纤进行收发处理交互，或通过总线控制模块里的收发器，在光纤总线上交换信息；射频信号处理模块，是射频信号处理读写，进行射频信号输入输出的功能；总线控制模块，是用于将收发的信息报文，转换为符合总线协议规范的总线协议帧，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，或通过总线控制模块里的光电调制器、解调器、收发器，在光纤总线上交换信息；nb-iot、lora、rpma、wifi、ble、rf、2g/3g/4g/5g、网络连接模块和应用服务组合等进行无线、有线组网交互。

传输通道部分包括：光耦合器、连接器、高速总线和光纤总线网络。

采集现场部分包括：总线控制模块、光电/电光转换模块等总线控制器组合；其中，总线控制器的光电/电光转换模块是将电信号转换为光信号在光纤里传播，再由光电转换器把光信号转换为电信号传输给天线接收、发送信息数据。

采集终端部分包括：光电/电光转换模块、数字模拟/模拟数字转换器、带通滤波、功率放大器、增益放大器、低噪放大器、环形器、延时器、无源天线等无源天线器件，和射频处理模块、高稳定信号源、正交相位检波器、接收机、发射机、有源相控天线等有源相控阵天线器件，以及压力、冲击、加速、定位信息、状态信息、电压温度、地感、光感、声感，视讯处理等环境参数检测传感器等激励器接收机器件功能组合；采集终端部分部署激励器接收机功能模块具体包括如下五种部署：

其中部署一：将射频rf信号直接调制到光信号上，通过光纤网络传送至采集终端天线，天线进行数据源信号收集，将收集的rf射频信号调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过射频信号处理模块进行射频信号处理、交互。

其中部署二：将射频rf信号进行数字转换，通过总线控制模块，进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端天线，天线进行数据源信号收集，将收集的rf射频信号发送到总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或总线控制模块将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理，将rf射频协议传送给射频信号处理模块进行射频信号处理。

其中部署三：是射频光纤rof相控阵rfid系统部署方法，原理图2，通过前置总控制模块控制射频信号处理模块进行信号处理，通过总线控制模块将信号进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端相控阵天线，相控阵天线进行数据源信号收集，将收集的rf射频信号发送到总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或总线控制模块将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理，将rf射频协议传送给射频信号处理模块进行射频信号处理。

其中部署四：是射频光纤rof有源相控阵rfid系统部署方法，原理参见rof相控阵rfid系统图，通过采集终端现场前置高稳定信号源，即时、实时主动进行相控阵天线信号采集处理，和前置处理器进行交互；前置总控制模块控制总线控制模块发送控制指令，通过总线控制模块将信号进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端射频控制处理模块，射频控制处理模块控制高稳定信号源产生高稳定信号，通过发射机发射到相控阵天线，相控阵天线进行数据源信号收集，将收集的信号发送到接收机，接收机发送给正交相位检波器，正交相位检波器处理后，通过射频控制处理模块处理数据后发送至总线控制模块，总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理。

其中部署五：是光纤传感器或传感器通信光纤的系统部署方法，前置总控制模块控制射频信号处理模块，处理采集终端的光纤传感器或光载环境参数检测传感器、视讯通信光纤采集的传感信号，或前置总控制模块控制总线控制模块发送控制指令，通过总线控制模块将信号进行总线协议组合转换，通过总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至采集现场总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤总线上，通过光纤传送至采集现场总线控制模块，总线控制模块将信号发送至采集终端，将采集的环境参数传感器信号、视讯通信信号发送至总线控制模块，总线控制模块进行总线协议转换，总线控制模块里的收发器，在高速总线上交换信息，通过高速总线传送至前置处理器总线控制模块，或将总线协议帧数据调制到光纤上，通过光纤网络传送至前置处理器，前置总控制模块通过控制总线控制模块进行总线数据接收处理。

数据源部分包括：电子标签、有源电子标签、无线控制器或电子标签标识的人员、设备、物件或产品。

综上所述，本发明具有如下优点：

1、本发明采用光载射频rof原理，将现有rfid射频读写器天线的信号直接调制到光信号上，和结合现有总线协议技术原理，将现有的rfid射频读写器天线的信号模数转换及总线协议转换接入到高速总线上，和进一步的将rfid射频读写器天线结合无源相控阵和有源相控阵天线技术进行改造，和结合环境参数检测传感器的光载数据信号集成整合应用，以适应泛社会化、去中心化、垂直化、精细化、全程可追溯、全生命周期的管理和治理，即时、实时、在线、交互、分布式的物联网应用。

2、本发明通过rof技术、总线控制技术、雷达天线相控阵技术、物联网技术和rfid技术结合，节省了rfid读写器的数量，拓展了天线的数量和延伸了传输距离，拓展了现有互联网、物联网应用的实体和线上深度整合，拓展了物联标签和物件、产品结合进一步的广泛的应用，拓展了标签标识的人员、设备、物件和产品在采购环节、在生产环节、流通环节，仓储物流、零售环节、配送环节及泛行业、泛社会、任何时间、任何地点广范围内的即时、实时、在线的精细管理和治理，进一步的集成整合应用提高社会效率，节约社会成本。

3、本发明将rof技术、总线控制技术、雷达天线相控阵技术、物联网技术和rfid技术结合，应用在室内定位技术中，实现指定区域内rfid信号低成本的电子围栏布控；进一步的结合现行无线移动网络，可以集成整合应用到互联网、物联网应用系统中，实现动态即时、实时在线厘米级别的定位应用。

4、本发明利用到达时间（toa）测出已知位置的服务设备结点到用户接收设备之间的距离，进而综合多个终端结点设备及标签的信息数据，就可推测出定位设备及标签的具体位置，任何时间、任何地点、以任何方式，获得万物互联及各种多媒体信息的梦想成为现实。

5、本发明将rof和rfid技术结合，以及高速总线和rfid技术结合，解决了rfid和实体线上线下应用的“最后一公里问题”。rof技术由于其灵活性，宽带利用率和高的性价比，被认为是未来光纤接入的一项选择，损耗低、容量巨大、rof技术是未来解决“最后一公里问题”最有前途的方案之一。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。