一种基于Sigfox和FSK的城市资产监控系统与方法

本发明涉及物联网设备和数据处理，具体涉及一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统。

背景技术：

1、在部分国家的智慧城市的建设过程中，需要对城市内的市政设施进行有效的监管。但是受限于成本因素、网络环境因素、安装因素、人工因素等，针对城市内的市政的轻资产，始终没有较好的一体化产品。

2、事实上，针对这些轻资产的设备，不需要有过多的数据信号采集和传输，其往往仅需对当前的定位、是否被偷盗、是否有异常报警发生等情况作出简单的数据采集。因此急需一个可以对这些城市中的轻资产的状态进行管理的通信装置，其成本应在一定范围内尽可能降低，同时需要便于安装和维护。

3、现有的类似产品往往采用单模通信的方式，相对来说在部分通信覆盖不太理想的场景下，其通信效果和数据的采集成功率不佳，而部分采用双模通信方式的产品中，双模通信一般都是基于两个不同的射频芯片，即两个不同的通信模组，例如sigfox和lora，nb-iot和bluetooth等，采用这种方式的成本比较昂贵，体积较大，现场不易维护，并且通信距离受限。

技术实现思路

1、针对现有技术中双模通信一般都是基于两个不同的射频芯片，成本比较昂贵，体积较大，现场不易维护，并且通信距离受限的问题，本发明提供了一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，相比于现有的双模通信产品，仅需一个射频芯片即可实现基于sigfox和fsk两种通信方式的切换，解决了现有技术中存在的问题。

2、一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，包括：

3、信息获取模块，用于获取城市资产信息；

4、主控模块，用于接收信息获取模块获取的城市资产信息；

5、射频模块，其包括一块同时支持sigfox通信方式和fsk的通信方式的射频芯片；

6、所述主控模块利用sigfox通信方式将需要立即上报和需要长周期上报的城市资产信息通过射频模块传输到城市资产监管平台；

7、所述主控模块利用fsk通信方式将需要短周期上报的城市资产信息通过射频模块发送给附近管理人员的移动终端，附近管理人员通过移动终端将城市资产信息发送到城市资产监管平台。

8、进一步，所述主控模块的程序进程包括：

9、上行进程，用于检测是否有需要立即报警和周期性的上报任务数据，将需要发送的上报任务数据以及上报任务数据的发送方式放入上行循环队列中；

10、协议进程，用于当上行循环队列中有数据需要发送时，将数据依次发送给射频模块；

11、下行进程，用于执行城市资产监管平台发送的操作命令，执行完成之后，将执行结果和对应的射频通信方式放入上行循环队列中；

12、在所述下行进程中，利用下行循环队列存放城市资产监管平台发送的操作命令。

13、进一步，所述操作命令包括：清理上报任务数据、获取当前的地理位置信息。

14、进一步，发送sigfox信息后，若上行数据仅使能了上报模式，则关闭此次sigfox的发送进程，将主控模块的通信状态变更为空闲状态；若上行数据使能了开窗接收模式，将主控模块的通信状态变更为sigfox的接收状态；

15、发送fsk信息后，立即将主控模块的通信状态变更为fsk的接收状态。

16、进一步，主控模块发送sigfox信息前，扫描发送信息的信道的接收灵敏度，若信道接收灵敏度超过阈值，暂停发射并开始计时；当计时时间到了后，重复扫描发送信息的信道的接收灵敏度直到信道接收灵敏度低于阈值或超过最大重试次数，开始发送信息；

17、主控模块接收fsk信息前，检测当前的空中接收灵敏度，若空中检测到接收灵敏度大于阈值，进入fsk信息接收模式；否则在等待时间到达之后进入系统空闲状态。

18、进一步，主控模块进入fsk信息接收模式后，对信息前导码进行判断解析，对链路层的同步字进行判断；

19、接收fsk信息后，对整包fsk信息的循环冗余校验crc进行校验；

20、将接收到的下行数据放入下行循环队列中，在下行循环队列中执行操作命令数据；

21、当接收到操作命令数据之后，或者接收的开窗超时时间到达之后，将通信状态设置为空闲状态。

22、进一步，所述信息获取模块包括：

23、激光传感器，用于将激光持续打在垃圾桶的桶身上，如果检测到有快速的距离变动，则判定垃圾桶发生了垃圾溢出的情况。

24、进一步，所述信息获取模块包括：

25、惯性加速度传感器，用于检测固定市政设施是否被偷窃；

26、其中，对惯性加速度传感器的返回值做持续滑动窗口滤波，当检测到有持续位移的时候，判定固定市政设施产生了位移，同时获取固定市政设施的地理位置，如果地理位置同时发生了变动，判定固定市政设施被偷窃。

27、一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统方法，其特征在于，包括：

28、获取城市资产信息；

29、通过一块同时支持sigfox通信方式和fsk的通信方式的射频芯片，利用sigfox通信方式将需要立即上报和需要长周期上报的城市资产信息通过射频模块传输到城市资产监管平台；

30、利用fsk通信方式将需要短周期上报的城市资产信息通过射频模块发送给附近管理人员的移动终端，附近管理人员通过移动终端将城市资产信息发送到城市资产监管平台。

31、本发明提供了一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统与方法，具备以下有益效果：

32、本发明相利用一个射频芯片实现基于sigfox和fsk两种通信方式的切换，相比于nb-iot、lora、ble等通信方式，该双模通信的成本优势及其明显；sigfox的通信方式相比于lora、nb-iot等通信方式有更远的传输距离，在城市内的部署时所需基站的个数和成本相对较小；fsk可以对sigfox网络覆盖不到的地方的数据进行获取，而且人工成本较低，工作效率较高，无需对每一个装置单独近距离抄读。

33、这两种通信方式的互补既可以保障绝大部分终端的低功耗消耗以及长期稳定的通信，同时又可以对一定区域内的通信成功率有所保障，通过在一个射频芯片上实现两种通信方式的切换，在成本以及产品体积具有一定的优势，便于批量性的部署。

技术特征：

1.一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，其特征在于，所述主控模块的程序进程包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，其特征在于，所述操作命令包括：清理上报任务数据、获取当前的地理位置信息。

4.根据权利要求2所述的一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，其特征在于，发送sigfox信息后，若上行数据仅使能了上报模式，则关闭此次sigfox的发送进程，将主控模块的通信状态变更为空闲状态；若上行数据使能了开窗接收模式，将主控模块的通信状态变更为sigfox的接收状态；

5.根据权利要求2所述的一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，其特征在于，主控模块进入fsk信息接收模式后，对信息前导码进行判断解析，对链路层的同步字进行判断；

7.根据权利要求1所述的一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，其特征在于，所述信息获取模块包括：

8.根据权利要求1所述的一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统，其特征在于，所述信息获取模块包括：

9.根据权利要求1所述的一种基于sigfox和fsk的城市资产监控系统方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种基于Sigfox和FSK的城市资产监控系统与方法，涉及物联网设备和数据处理技术领域，包括：信息获取模块，用于获取城市资产信息；射频模块，其包括一块同时支持Sigfox通信方式和FSK的通信方式的射频芯片；主控模块利用Sigfox通信方式将需要立即上报和需要长周期上报的城市资产信息通过射频模块传输到城市资产监管平台；主控模块利用FSK通信方式将需要短周期上报的城市资产信息通过射频模块发送给附近管理人员的移动终端，附近管理人员通过移动终端将城市资产信息发送到城市资产监管平台。本发明利用Sigfox和FSK两种通信方式分别传输不同上报周期的信息，能够更好地对城市资产进行管理。

技术研发人员：赵升频
受保护的技术使用者：陕西理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15