基于UWB的5G融合、5G、小无线及电力线载波通讯定位系统的制作方法

基于uwb的5g融合、5g、小无线及电力线载波通讯定位系统
技术领域
1.本实用新型涉及基于uwb的无线物联网技术领域，具体涉及一种基于uwb的5g融合通讯定位系统、5g通讯定位系统、小无线通讯定位系统及电力线载波通讯定位系统。


背景技术：

2.目前在火电厂、风电场、煤矿等领域，uwb精确定位技术应用越来越广泛。随着智能电厂建设推进，精确定位系统作为智能管理的基础，逐渐被重视起来，国家能源集团的首批智慧企业建设试点单位均建设了精确定位系统，其中uwb精确定位系统比较经济、实用。
3.在智慧化企业建设的进程中，目前精确定位系统的使用中存在一些问题，例如精确定位系统硬件成本较高，系统施工建设成本高，系统布线复杂等。目前的定位基站一般采用网线poe进行供电通讯，其供电电路和以太网电路的设计比较复杂，成本比采用一个lora模块、zigbee模块、电力线载波模块、wifi模块要高，至使整体系统成本较高。定位基站采用以太网将数据上传至交换机，然后由交换机上传至服务器，这就要求每台定位基站均要布置网线，在一些室外的场景需要进行挖沟铺线，导致施工成本升高。


技术实现要素：

4.为了降低定位基站的施工成本，以解决已有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于uwb的5g融合通讯定位系统，包括定位标签、至少一个定位基站、网关、核心交换机及服务器，其中，
5.定位基站通过uwb与定位标签通信连接，实现与定位标签的下行通讯，定位基站通过网关与核心交换机通信连接，实现与核心交换机的上行通讯，核心交换机与服务器通信连接；
6.网关包括5g基站、电力线载波集中器、lora网关、zigbee网关及wifi路由器中的至少一种；
7.网关中设置有5g基站时，5g基站与核心交换机之间接入5g专用网络；网关中设置有lora网关、zigbee网关、wifi路由器或电力线载波集中器中的任一种时，lora网关、zigbee网关、wifi路由器或电力线载波集中器与核心交换器之间接入交换机。
8.其中，各定位基站中均设置有mcu模块。
9.其中，各定位基站均通过220v电源供电。
10.其中，所述网关中的电力线载波集中器设置为多个。
11.本实用新型另外提供了一种基于uwb的5g通讯定位系统，包括定位标签、至少一个定位基站、5g基站、核心交换机及服务器，其中，
12.定位基站通过uwb与定位标签通信连接，实现与定位标签的下行通讯，定位基站通过5g基站与核心交换机通信连接，实现与核心交换机的上行通讯，核心交换机与服务器通信连接；5g基站与核心交换机通过5g专用网络实现通信连接。
13.本实用新型另外提供了一种基于uwb的小无线通讯定位系统，包括定位标签、至少
一个定位基站、网关、交换机、核心交换机及服务器，其中，
14.定位基站通过uwb与定位标签通信连接，实现与定位标签的下行通讯，定位基站通过网关与交换机通信连接，实现与交换机的上行通讯，交换机、核心交换机及服务器依次通信连接，以将定位信息上传至服务器，其中，
15.网关选自无线网关和/或wifi路由器，无线网关选自lora网关和/或zigbee网关。
16.本实用新型另外提供了一种基于uwb的电力线载波通讯定位系统，包括定位标签、至少一个定位基站、电力线载波集中系统、交换机、核心交换机及服务器，其中，
17.定位基站通过uwb与定位标签通信连接，实现与定位标签的下行通讯，定位基站通过电力线载波集中系统与交换机通信连接，实现与交换机的上行通讯，交换机、核心交换机及服务器依次通信连接，以将定位信息上传至服务器，电力线载波集中系统包括至少一个电力线载波集中器。
18.本实用新型提供的基于uwb的5g融合通讯定位系统、5g通讯定位系统、小无线通讯定位系统及电力线载波通讯定位系统，可有效降低系统硬件成本及施工成本。
附图说明
19.图1：本实用新型提供的基于uwb的5g通讯定位系统的系统架构图。
20.图2：本实用新型提供的基于uwb的小无线通讯定位系统的系统架构图。
21.图3：本实用新型提供的基于uwb的电力线载波通讯定位系统的系统架构图。
22.图4：本实用新型提供的基于uwb的5g融合通讯定位系统的系统架构图。
具体实施方式
23.为了对本实用新型的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案及其产生的有益效果。
24.图1为本实用新型提供的基于uwb的5g通讯定位系统的系统架构图，可在5g信号覆盖的区域采用，如图1所示，本实用新型提供的基于uwb的5g通讯定位系统，包括定位标签、定位基站、5g基站、核心交换机、服务器、监控站等设备。定位基站通过uwb与定位标签进行下行通讯，定位基站与5g基站通过5g信号进行上行通讯。5g基站通过专用光纤接入5g专用网络，核心交换机接入5g专用网络，服务器接入到核心交换机，获取核心交换机上传的数据。服务器软件进行网络选择、数据处理，计算得到标签的位置。
25.本实施例中，定位基站通过5g基站实现通讯，因此只需借用已有的220v电源供电即可，无须另外铺设专用通信电缆或以太网线，可有效降低施工难度，减少工程施工量。
26.图2为本实用新型提供的基于uwb的小无线通讯定位系统的系统架构图，如图2所示，本实施例的小无线通讯定位系统包括定位标签、定位基站、无线网关（lora网关或zigbee网关）或wifi路由器、交换机、核心交换机、服务器、监控站等设备。定位基站与定位标签的通讯方式与第一实施例相同，在此不赘述。采用小无线通讯的定位系统，在多个定位基站区域中部置有lora网关、或zigbee网关、或wifi路由器或其任意两种以上的组合，多个定位基站与该lora网关、或zigbee网关、或wifi路由器通过无线信号进行通讯，将定位数据依次上传至交换机、核心交换机及服务器，交换机作为核心交换机的下一层设备存在，带宽小于核心交换机；监控站与核心交换机连接，通过核心交换机访问并显示服务器中的数据，
以实现对目标标的的位置监控。
27.采用小无线通讯的定位系统，因此定位基站只需借用借220v电源供电即可，无须另外铺设专用通信电缆或以太网线，可有效降低施工难度，减少工程施工量。
28.图3为本实用新型提供的基于uwb的电力线载波通讯定位系统的系统架构图，如图3所示，本实用新型提供的基于uwb的电力线载波通讯定位系统，包括定位标签、定位基站、电力线载波集中器、交换机、核心交换机、服务器、监控站等设备。定位基站与定位标签的通讯方式与第一实施例相同，在此不赘述。本实施例中，在多个定位基站区域内部署至少一个电力线载波集中器，定位基站只需通过已有的220v电源供电，并通过220v电力线与集中器进行通讯，定位基站无须另外铺设专用电缆或以太网线，可有效降低施工难度，减少工程施工量。电力线载波集中器通过以太网或光纤与交换机进行通信，将定位数据依次上传至交换机、核心交换机及服务器，交换机作为核心交换机的下一层设备存在，带宽小于核心交换机；监控站与核心交换机连接，通过核心交换机访问并显示服务器中的数据，以实现对目标标的的位置监控。
29.综上，本实用新型提供的三种定位系统架构不完全相同，但整体相似，其三种不同通讯方式的定位系统在实际使用时，可依据网络环境的不同进行特殊设计，如可选择独立使用，也可部分混合组网。
30.图4为本实用新型提供的一种基于uwb的5g融合通讯定位系统的系统架构图，基于上述三种实施例，将三种实施例中提供的三种通讯方式组网使用，如图4所示，本实用新型提供的基于uwb的5g融合定位系统，包括定位标签、至少一个定位基站，各定位基站通过uwb与定位标签通信连接，实现与定位标签的下行通讯；各定位基站通过5g基站、电力线载波集中器、lora网关、zigbee网关及wifi路由器中的至少一种实现上行通讯；具体的，各定位基站可通过lora通信技术与lora网关进行通讯，或通过zigbee技术与zigbee网关进行通讯，或通过wifi与wifi路由器进行通讯，或通过电力线载波通信技术与电力线载波集中器进行通讯，或通过5g技术与5g基站进行通讯；lora网关、zigbee网关、wifi路由器或电力线载波集中器再将数据通过以太网或光纤上传交换机，或者5g基站通过专用光纤接入5g专用网络，之后，交换机或5g专用网络接入到核心交换机，服务器接入到核心交换机，获取核心交换机上传的数据。服务器软件进行网络选择、数据处理，计算得到定位标签的位置，交换机作为核心交换机的下一层设备存在，带宽小于核心交换机；监控站与核心交换机连接，通过核心交换机访问并显示服务器中的数据，以实现对目标标的的位置监控。
31.本实施例中，定位基站通过lora网关、zigbee网关、wifi路由器、电力线载波集中器或5g基站进行通讯，因此只需采用220v电源供电，无需铺设专用通信电缆或以太网线。
32.本实用新型中，定位基站应当是能够与lora网关、zigbee网关、wifi路由器、电力线载波集中器或5g基站进行通讯的定位基站，因此，定位基站内设置有mcu，以及分别与mcu通信连接的lora模块、zigbee模块、wifi模块、电力线载波模块及5g模块，以分别实现与相应的网关、集中器及5g基站的通讯，具体的通讯实现方式可取自已有技术，本实用新型不加以限制。其中，mcu可另外连接4个指示灯，用于指示基站的电源、工作状态、与标签的无线通信信号、与网关的上行通信信号。电力线载波模块另外连接交流耦合电路，用于将叠加了载波的220v的交流信号转换为5v左右的交流信号，以让载波芯片进行处理。
33.本实施例中，可在部分区域采用5g、部分区域采用小无线、部分区域采用电力线载
波进行通讯。在服务器软件计算时，采用同种通信方式的基站组成区域识别区，每个区域进行独立计算，不可用不同通信方式的基站组成区域进行定位计算。采用不同通信方式的延时参数不同。所有的区域组成整个系统的地图。
34.本实施例中，定位基站采用5g基站进行数据上传可有效接入全厂覆盖的5g专用通信网络，有效减少铺设以太网网线的施工成本，有效节省接入交换机、汇聚交换机的硬件采购成本。定位基站通过电力线载波集中器、或zigbee网管、或lora网管、或wifi路由器进行数据上传可有效降低系统硬件成本，并且降低施工成本。
35.本实施例中，应用5g通讯和以上其它一种或多种形式组网的定位系统组成5g混合定位系统。混合定位系统具有依据不同环境进行不同形式布置的技术优势，在具有5g信号覆盖的地方应用5g进行数据上传，在没有5g信号的地方通过小无线或电力线载波方式进行数据上传。这种方式可有效减少施工成本。
36.本实用新型中，所谓的“mcu”，全称为“microcontroller unit”，指微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机。
37.本实用新型中，所谓的“zigbee”，是指基于ieee802.15.4标准的低功耗局域网协议。
38.本实用新型中，所谓的“lora”，全称为“long range radio”，指一种低功耗局域网无线标准的远距离无线电。
39.本实用新型中，定位基站通过uwb实现与定位标签的通信方式，以及通过lora网关、zigbee网关、wifi路由器、电力线载波集中器或5g基站进行通信的方式，以及lora网关、zigbee网关、wifi路由器、电力线载波集中器或5g基站与核心交换机或交换机实现通信的方式，均属于已有技术，非本实用新型的保护点，本实用新型仅保护整体定位系统的架构。
40.虽然本实用新型已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本实用新型的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本实用新型所保护的范围，因此本实用新型的保护范围以权利要求书所界定的为准。