一种基建现场的智能4G物联网网关

摘要

本发明涉及基建现场数据传输中转装置，具体为一种基建现场的智能4G物联网网关，解决了背景技术中的技术问题，其包括音视频指挥调度装置、设备机壳、4G路由器、工控机和LORA接收模块等，工控机和LORA接收模块均与4G路由器电性连接，工控机还连接有大功率电池和报警装置，报警装置嵌装于在设备机壳上。本发明既能在4G信号较好时，将各种有运行数据传输至外部网络通信设备上，而且智能安全帽能与外部网络通信设备建立连接，实现调度中心对基建现场的音视频调度；又能在4G信号较差时，将各种运行数据通过工控机传输至音视频指挥调度装置上进行显示，并使智能安全帽与音视频指挥调度装置建立连接，实现本地调度即实现备用传输方案。

说明书

技术领域

本发明涉及基建现场数据传输中转装置，具体为一种基建现场的智能4G物联网网关。

背景技术

随着网络技术的快速发展，信息的交换与通信已由人与人之间，逐渐扩展到了物与物之间，由此产生了物联网这一概念。

在变电站、配电站等基建现场，为了远程实现对基建现场设备或人员进行调度，需要建立物联网通信系统。物联网通信系统从下游至上游通常包括感知层设备、物联网网关设备以及外部网络通信设备。

在电力基建现场的感知层设备通常包括一系列安装有LORA发射模块的传感装置，安装有LORA发射模块的传感装置用于检测作业现场施工设备的工作情况；以及工人佩戴的智能安全帽，智能安全帽能将工人的作业现场通过音视频方式传输至外部网络通信设备。但是基建现场往往处在荒野郊区，环境恶劣，物联网网关设备作为物联网通信系统的连接纽带，作用十分重要。如何提供一种既能将感知层设备传来的设备运行数据传输至调度中心，又能实现本地调度的智能物联网网关至关重要。

发明内容

本发明旨在解决背景技术中的技术问题，提供了一种基建现场的智能4G物联网网关。

本发明解决其技术问题采用的技术手段是：一种基建现场的智能4G物联网网关，包括设备机壳，还包括安装在设备机壳内部的4G路由器、无线AP、工控机和LORA接收模块，4G路由器通过POE供电模块与无线AP相连，工控机和LORA接收模块均与4G路由器电性连接，工控机还连接有大功率电池；4G路由器通过无线AP无线连接有音视频指挥调度装置。4G路由器通过无线AP无线与智能安全帽建立连接。

通过LORA接收模块能接收到用于检测作业现场施工设备工作情况的一系列安装有LORA发射模块的传感装置发送来的设备运行数据，LORA接收模块将接收到的设备运行数据通过4G路由器传输至工控机，工控机对设备运行数据进行集中收集处理。

当4G网络良好时，4G路由器通过无线AP转换成无线网络，无线AP的传输范围比较广。工人佩戴的智能安全帽就能优先连接无线网络，实现与外部网络通信设备之间进行音视频调度。同时工控机通过4G路由器将LORA接收模块接收到的设备运行数据打包后传输至外部网络通信设备，及时与上级实现通信，调度中心（外部网络通信设备）能对设备运行数据做出异常判断，进而调度基建现场，从而实现了调度中心（外部网络通信设备）对作业现场的远程调控。

当4G网络不佳时，音视频指挥调度装置和智能安全帽通过无线AP与4G路由器建立无线连接从而实现本地调度，即工控机通过4G路由器、无线AP采集智能安全帽的音视频信号，工控机再将智能安全帽发送的音视频请求信号通过4G路由器和无线AP发送至音视频指挥调度装置上，音视频指挥调度装置对音视频进行显示；同时工控机LORA接收模块接收到的设备运行数据打包后通过4G路由器和无线AP发送至音视频指挥调度装置进行显示。工作人员能根据音视频指挥调度装置的显示信息判断是否存在异常，并对施工中作业人员发生控制命令，从而在4G网络不佳的情况下，加强了上游对施工现场的安全管控，提高了工作效率。

虽然4G网络不佳，基建现场无法与外部网络通信设备连接，但是通过本发明所述的基建现场的智能4G物联网网关和音视频指挥调度装置实现本地调度，保证了作业进度，提高工作效率，具有更高的实用性，加强了电力基建现场的安全管控水平。又因为基建现场没有220V的交流电源，故采用大容量移动电源为基建现场的智能4G物联网网关供电。

优选的，其中音视频指挥调度装置通常为安装有用于音视频通话的APP移动手机或者平板电脑，移动手机或者平板电脑安装的用于音视频通话的APP为现有技术，是常规技术手段。

优选的，还包括与无线AP相连的全向天线，全向天线安装在设备机壳外部。全向天线能在水平方向图上表现为360°均匀辐射，覆盖范围大，有助于扩大无线信号的覆盖范围，便于智能安全帽在较远的地方连接。

优选的，还包括太阳能充电包，太阳能充电包与大容量移动电源电性连接，太阳能充电包位于设备机壳外部。当基建现场距离市区较远时，需要工人在基建现场连续工作很多天，故无法及时给大容量移动电源进行充电，从而利用太阳能充电包给大容量移动电源进行充电，能够解决大容量移动电源持续供电的问题。

优选的，太阳能充电包铺设于设备机壳的外壁上。设置为了结构更加合理，在移动所述基建现场的智能4G物联网网关时，太阳能充电包能一并移动。

优选的，还包括与工控机电性连接的报警装置和环境监测传感器，环境监测传感器位于设备机壳外部，报警装置设置在设备机壳顶部。设置环境监测传感器是了检测所述智能物联网网关当时所处环境的基本情况，更好的保护设备及工作人员。环境监测传感器与工控机相连，工控机通过环境监测传感器能采集环境基本信息，然后工控机通过事先设定好的程序（该程序为现有技术，是本领域技术人员所熟知的，程序中设置有告警阈值）对环境监测传感器采集的数据进行比较判断，当出现异常时控制报警装置发出告警，避免了部分安全事故发生。

优选的，环境监测传感器包括温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、风速传感器和风向传感器。环境监测传感器能将所述智能物联网网关当时所处环境的温度、湿度、PM2.5值、风速、风向等信息发送给工控机，如果这些数值超出了正常范围，工控机将通过报警装置发出警报，提醒本地工作人员及时查看并检修处理。

优选的，设备机壳的底部四个角上均安装有滚轮组件。滚轮组件是为了方便移动本发明所述基建现场的智能4G物联网网关。

优选的，设备机壳外部还固连有用于安装环境监测传感器的空心杆。基建现场的智能4G物联网网关这是为了安装方便，结构合理。

优选的，设备机壳设置有用于支撑不同装置的固定框架。固定框架的安装设定等均通过实际最合理布局设置。

本发明的有益效果是：通过本发明所述的基建现场的智能4G物联网网关既能在4G信号较好时，将各种有运行数据传输至外部网络通信设备上，实现了基建现场多种传输协议传感器与外部网络通信设备之间的数据中转，实现调度中心对基建现场的安全管控；又能在4G信号较差时，将各种运行数据通过工控机传输至音视频指挥调度装置上进行显示，实现本地调度即实现备用传输方案，工控机上还设置有告警装置，从而实现本地告警，方便本地工作人员及时排查事故；从而加强了电力基建现场的安全管控水平，保证了作业进度，而且具有本地告警功能，提高工作效率，提高了网关设备的利用率，具有更高的实用性。

附图说明

图1为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的结构示意图。

图2为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的设备间连接结构示意图。

图中：1-设备机壳；2-4G路由器；3-无线AP；4-大容量移动电源；5-LORA接收模块；6-POE供电模块；7-工控机；8-电量显示屏；9-全向天线；10-太阳能充电包；11-环境监测传感器；12-滚轮组件；13-空心杆；14-智能安全帽；15-音视频指挥调度装置。

具体实施方式

参照图1和图2，对本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关进行详细说明。

一种基建现场的智能4G物联网网关，如图1和图2所示，包括设备机壳1，还包括安装在设备机壳1内部的4G路由器2、无线AP3、工控机7和LORA接收模块5，4G路由器2通过POE供电模块6与无线AP3相连，工控机7和LORA接收模块5均与4G路由器2电性连接，工控机7还连接有大容量移动电源4；4G路由器2通过无线AP3无线连接有音视频指挥调度装置15。即4G路由器2分别与工控机7、LORA接收模块5、POE供电模块6和无线AP3之间通过有线连接而且4G路由器2通过无线AP3与智能安全帽14建立无线连接。

通过LORA接收模块5能接收到用于检测作业现场施工设备工作情况的一系列安装有LORA发射模块的传感装置发送来的设备运行数据，LORA接收模块5将接收到的设备运行数据通过4G路由器2传输至工控机7，工控机7对设备运行数据进行集中收集处理。

当4G网络良好时，4G路由器2通过无线AP3转换成无线网络，无线AP3的传输范围比较广。工人佩戴的智能安全帽14就能优先连接无线网络，实现与外部网络通信设备之间进行音视频调度。同时工控机7通过4G路由器2将LORA接收模块5接收到的设备运行数据打包后传输至外部网络通信设备，及时与上级实现通信，调度中心（外部网络通信设备）能对设备运行数据做出异常判断，进而调度基建现场，从而实现了调度中心（外部网络通信设备）对作业现场的远程调控。

当4G网络不佳时，音视频指挥调度装置15和智能安全帽14通过无线AP3与4G路由器2建立无线连接从而实现本地调度，即工控机7通过4G路由器2、无线AP3采集智能安全帽14的音视频信号，工控机7再将智能安全帽14发送的音视频请求信号通过4G路由器2和无线AP3发送至音视频指挥调度装置15上，音视频指挥调度装置15对音视频进行显示；同时工控机7LORA接收模块5接收到的设备运行数据打包后通过4G路由器2和无线AP3发送至音视频指挥调度装置15进行显示。工作人员能根据音视频指挥调度装置15的显示信息判断是否存在异常，并对施工中作业人员发生控制命令，从而在4G网络不佳的情况下，加强了上游对施工现场的安全管控，提高了工作效率。

虽然4G网络不佳，基建现场无法与外部网络通信设备连接，但是通过本发明所述的基建现场的智能4G物联网网关和音视频指挥调度装置15实现本地调度，保证了作业进度，提高工作效率，具有更高的实用性，加强了电力基建现场的安全管控水平。又因为基建现场没有220V的交流电源，故采用大容量移动电源4为基建现场的智能4G物联网网关供电。大容量移动电源4还包括嵌装于设备机壳侧壁上的电量显示屏8，工作人员通过电量显示屏8能直观的知道大容量移动电源4的电量，做好充电准备。

进一步的，作为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的一种具体实施方式，其中音视频指挥调度装置15通常为安装有用于音视频通话和告警数据显示的APP移动手机或者平板电脑，移动手机或者平板电脑安装的用于音视频通话和告警数据显示的APP为现有技术，是常规技术手段。

进一步的，作为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的一种具体实施方式，还包括与无线AP3相连的全向天线9，全向天线9安装在设备机壳1外部。全向天线9能在水平方向图上表现为360°均匀辐射，覆盖范围大，有助于扩大无线信号的覆盖范围，便于智能安全帽14在较远的地方连接。

进一步的，作为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的一种具体实施方式，还包括太阳能充电包10，太阳能充电包10与大容量移动电源4电性连接，太阳能充电包10位于设备机壳1外部。当基建现场距离市区较远时，需要工人在基建现场连续工作很多天，故无法及时给大容量移动电源4进行充电，从而利用太阳能充电包10给大容量移动电源4进行充电，能够解决大容量移动电源4持续供电的问题。

进一步的，作为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的一种具体实施方式，太阳能充电包10铺设于设备机壳1的外壁上。设置为了结构更加合理，在移动所述基建现场的智能4G物联网网关时，太阳能充电包10能一并移动。

进一步的，作为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的一种具体实施方式，还包括与工控机7电性连接的报警装置和环境监测传感器11，，报警装置设置在设备机壳1顶部，报警装置嵌装于在设备机壳1上。设置环境监测传感器11是了检测所述智能物联网网关当时所处环境的基本情况，更好的保护设备及工作人员。环境监测传感器11与工控机7相连，工控机7通过环境监测传感器11能采集环境基本信息，然后工控机7通过事先设定好的程序（该程序为现有技术，是本领域技术人员所熟知的，程序中设置有告警阈值）对环境监测传感器11采集的数据进行比较判断，当出现异常时报警装置发出告警，避免了部分安全事故发生。

进一步的，作为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的一种具体实施方式，设备机壳1外部还固连有用于安装环境监测传感器11的空心杆13。这是为了便于安装环境监测传感器11，而且结构更加合理。

进一步的，作为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的一种具体实施方式，环境监测传感器11包括温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、风速传感器和风向传感器。环境监测传感器能将所述智能物联网网关当时所处环境的温度、湿度、PM2.5值、风速、风向等信息发送给工控机7，如果这些数值超出了正常范围，工控机7将通过报警装置发出警报，提醒本地工作人员及时查看并检修处理。

进一步的，作为本发明所述的一种基建现场的智能4G物联网网关的一种具体实施方式，设备机壳1的底部四个角上均安装有滚轮组件12。滚轮组件12是为了方便移动本发明所述基建现场的智能4G物联网网关。

以上具体结构和数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或者替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。