一种室内灯具5G移动网络覆盖系统及方法

摘要

一种室内灯具5G移动网络覆盖系统及方法，包括控制模块、数据采集模块、物联网服务器、5G网络基站模块和物联网接入设备；5G网络基站模块和物联网接入设备均连接到控制模块，控制模块连接有数据采集模块；5G网络基站模块和物联网接入设备外接物联网服务器通过物联网接入设备完成基本的数据覆盖，移动终端设备无需本身需要5G模块就可以享受5G模块接入情况下的高带宽与网速的网络接入服务，且结合物联网接入设备可以低成本完成大面积覆盖，同时系统可以支持动态调节5G基站模块的工作信道或者输出功率，从而完成精确的5G能耗的控制，减少5G基站的能耗浪费，解决5G基站能耗过高的问题。

说明书

技术领域

本发明属于室内灯具控制技术领域，特别涉及一种室内灯具5G移动网络覆盖系统及方法。

背景技术

室内灯具覆盖在大型企业或工厂中很常见，现有的5G移动网络在做室内覆盖的时候受限于取电位置，无法更好的完成室内网络覆盖，且5G在做室内施工时，工程量大，成本高的，覆盖效果不好的特点。

同时，由于5G网络采取的技术在提高接入速度的同时，能耗也会大幅提升。所以当前5G基站能耗过高，已经影响到了5G站的部署，以及在室内覆盖的推广。所以在保证现有传输速度的同时，如何降低5G基站的能耗事目前的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种室内灯具5G移动网络覆盖系统及方法，以及一种可以跟据周边人员情况，动态调整5G基站的信道情况，和输出功率降低5G基站能耗的系统以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种室内灯具5G移动网络覆盖系统，包括控制模块、数据采集模块、物联网服务器、5G网络基站模块和物联网接入设备；5G网络基站模块和物联网接入设备均连接到控制模块，控制模块连接有数据采集模块；5G网络基站模块和物联网接入设备外接物联网服务器；

控制模块用于对物联网接入设备和5G网络模块下发控制命令；

5G网络基站模块用于提供5G设备的接入服务；

物联网接入设备用于收发5G网络模块的数据；

数据采集模块用于采集设备周围的环境信息，数据采集模块设置在灯具上；

物联网服务器用于判断同时打开5G网络基站模块和物联网接入设备或者只开启物联网接入设备，或者下发相应的5G网络基站模块的控制命令

进一步的，5G网络基站模块和物联网接入设备均设置在灯具上。

进一步的，数据采集模块包括人体传感器、定位模块和摄像头；人体传感器用于采集人员数量和位置信息，摄像头采集图片数据，定位模块用于获取位置信息。人体传感器、定位模块和摄像头可以单一，两两组合，或者三者同时使用。

进一步的，控制模块发送控制命令和管理命令给物联网接入设备，控制命令和管理命令包括在物联网接入设备打开关闭，重启，参数设置的动作。

进一步的，控制模块发送5G网络基站模块的管理命令，包括对5G接入模块，打开、关闭，重启，和参数设置与读取的命令。

进一步的，5G网络基站模块提供5G设备的接入服务，同时能够将物联网接入设备的数据转换到5G数据，并将数据接入到5G网络。

进一步的，5G网络基站模块和物联网接入设备均通过运营商网络或内部网络连接物联网服务器；物联网接入设备支持WIFI、蓝牙、zigbee和LORA无线通信协议。

进一步的，控制模块为单片机。

进一步的，一种室内灯具5G移动网络覆盖方法，包括以下步骤：

控制模块定期获取物联网接入设备当前的连接数量和数据流量，当连接数量超过系统设置定义值时，打开5G网络基站模块作为物联网接入设备数据的实时补充；当物联网接入设备上数据流量达到设定的数据时，打开5G网络作为物联网接入设备数据的补充，同时当数据流量或者连接数小于设定值的时候，关闭5G网络基站模块；

数据采集模块采集的人感数据，定位信息，以及摄像头拍摄的图像信息传输到物联网服务器中，物联网服务器跟据上述的数据，结合灯具的打开关闭情况，不同区域中人员数据，或者需要接入的设备数量情况直接判别是否需要5G与物联网接入设备网络打开，或只需要物联网接入设备网络独自打开。

进一步的，人体感传感器和摄像头反馈当前灯具下的人员数量或是否有人，将人员数量上报到物联网服务器，客户在物联网服务器上设置5G模块的信道工作情况与人员数量的比值；

服务器跟据该比值，和人感摄像头上报的人员总量进行比较确定相应的比例，跟据该比例控制5G模块的信道工作情况；下面发命令给控制模块，由控制模块控制5G基站模块执行相应的控制动作。或者直接下发命令给5G模块。

在没有人员的情况下，系统会跟据设定的策略下发命令给控制模块并由控制模块执行相应的控制动作，如:时间已经超过系统设定的时间，系统设定可以关闭基站，则关闭相应的5G基站。或者保持系统的工作信道工作在一个极低的水平。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明控制模块主要是完成对物联网接入设备和5G网络模块的控制功能。可以下发命令给物联网接入设备，从而完成物联网接入设备在不同模式下的切换与管理功能。同时控制模块还完成对于灯具本身的智能控制命令的收集与发送。通过物联网接入设备完成基本的数据覆盖，移动终端设备无需本身需要5G模块就可以享受5G模块接入情况下的高带宽与网速的网络接入服务，且结合物联网接入设备可以低成本完成大面积覆盖，且带宽高，成本低的特点，迅速的满足在工业生产环境中，设备数据迅速，低成本接入共有移动网络和云服务的需求。数据采集模块采集的环境数据，上报到物联网服务器，客户在物联网服务器上设置5G模块的信道工作情况与人员数量的比值，服务器跟据该比值，和人感摄像头上报的人员总量进行比较确定相应的比例，跟据该比例控制5G模块的信道工作，实现在没有人员的情况下，控制5G基站的启闭，或者其工作状态，实现动态能耗管理,降低5G基站能耗，从而解决5G基站普遍能耗过高，阻碍5G室内部署推广的问题。

物联网接入设备支持移动通讯的4G,5G,6G协议，Lora，NB-IOT，蓝牙，Wi-Fi，UWB的通讯协。保证支持各种不同通讯方式的物联网设备接入本系统中，无需接入设备本身考虑与云服务器之间通讯与数据的兼容情况。

附图说明

图1为本发明系统框图。

图中物联网通信模块即为物联网接入设备。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1，一种室内灯具5G移动网络覆盖系统，包括控制模块、数据采集模块、物联网服务器、5G网络基站模块和物联网接入设备；5G网络基站模块和物联网接入设备均连接到控制模块，控制模块连接有数据采集模块；5G网络基站模块和物联网接入设备外接物联网服务器；；

控制模块用于对物联网接入设备和5G网络模块下发控制命令；

5G网络基站模块用于提供5G设备的接入服务；

物联网接入设备用于收发5G网络模块的数据；

数据采集模块用于采集设备周围的环境信息，数据采集模块设置在灯具上；

物联网服务器用于判断同时打开5G网络基站模块和物联网接入设备或者只开启物联网接入设备。

本发明是同时支持移动网络接入与物联网接入设备网络接入服务的智能灯具。本产品同时具有物联网接入设备以及5G网络基站模块，客户可以在以下的场景中随时切换。

物联网接入设备可以提供物联网接入设备数据的接入服务。本身可以在无线网络设备，和无线接入设备之间切换，满足在不同场景下无线接入需求。

控制模块与物联网接入设备和5G网络基站模块相连接。控制可以发送控制命令和管理命令给物联网接入设备，完成包括在物联网接入设备打开关闭，重启，参数设置的管理动作。

控制模块与5G网络基站模块，也可以发送相应的5G网络基站模块的相应管理命令。

5G网络基站模块，可以提供5G设备的接入服务，同时可以完成物联网接入设备数据到5G数据的转换，并将数据接入到5G网络。5G网络基站模块可以接受来自于运营商网络或者控制模块的管理命令，也可以接收来自与物联网服务器的完成对5G网络基站模块，打开、关闭，重启，和参数设置与读取的管理命令。

控制模块主要是完成对物联网接入设备和5G网络模块的控制功能。可以下发命令给物联网接入设备，从而完成物联网接入设备在不同模式下的切换与管理功能。同时控制模块还完成对于灯具本身的智能控制命令的收集与发送。

5G网络与物联网接入设备连接，物联网接入设备收到的数据可以直接发送到5G网络模块，由5G网络模块负责将数据转换成相应的5G数据并上传到运营商的网络。

本设计同时结合了灯具分布广泛，而5G网络基站模块在做室内覆盖的时候受限于取电位置，无法更好的完成室内网络覆盖，且5G网络在做室内施工时，工程量大，成本高的，覆盖效果不好的特点。通过物联网接入设备完成基本的数据覆盖，移动终端设备无需本身需要5G模块就可以享受5G模块接入情况下的高带宽与网速的网络接入服务，且结合物联网接入设备可以低成本完成大面积覆盖，且带宽高，成本低的特点，迅速的满足在工业生产环境中，设备数据迅速，低成本接入共有移动网络和云服务的需求。

节能控制算法(控制模块参数)，控制模块会连接无线通讯模块并定期获取物联网接入设备当前的连接数量，当连接数量超过系统设置定义值时，系统会实时打开5G网络基站模块作为物联网接入设备数据的实时补充允许5G数据设备实用5G网络传输数据,当物联网接入设备上数据的流量达到设定的数据时，也会打开5G网络作为物联网接入设备数据的补充，同时当数据的流量或者连接数小于指定的数据流量的时候，5G网络基站模块就会被关闭。或者压根就不会打开。(此数数据的标注可以定义在灯具的控制模块中，也可以通过网络中的上位机控制软件，以参数的形式发送给如能耗系统。)

控制模块与人感与/摄像头模块，(此模块可以集成在智能灯具中，也可以只是与智能灯具连接。)控制模块把获取的，人感的数据，定位信息，或者摄像头拍摄的图像信息，传输到物联网服务器中，物联网服务器跟据上述的数据，包括灯具的打开关闭情况，不同区域中人员数据，或者需要接入的设备数量情况直接判别是否需要5G与物联网接入设备网络打开，还是只需要物联网接入设备网络独自打开。

1.人感摄像头:

1.1人感摄像头反馈当前灯具下的人员数量，将人员数量上报到物联网服务器，客户在物联网服务器上设置5G模块的信道工作情况与人员数量的比值。

1.2服务器跟据该比值，和人感摄像头上报的人员总量进行比较确定相应的比例，跟据该比例控制5G模块的信道工作情况，或者工作功率。

1.3在没有人员的情况下，系统执行指定设定的策略，如:时间已经超过系统设定的时间，系统设定可以关闭基站，则关闭相应的5G网络基站模块。

2.人感传感器:

2.1人感传感器反馈当前灯具下是否有人，并将检测的状态上报到物联网服务器。

2.2服务器跟据该比值和人感摄像头上报的人感传感器的数据，计算周边人员情况，并并跟据人员情况动态调整例控制5G网络基站模块的信道工作情况

1.3在没有人员的情况下，系统执行指定设定的策略，(如:时间已经超过系统设定的时间，系统设定可以关闭基站，则关闭相应的5G网络基站模块)

2.定位基站算法:

1.定位基站，跟据定位设备上报的信息计算设备的距离信息，

2.多个基站对同一个设备的距离信息上报到物联网服务器，服务器跟据距离计算定位设备的位置信息。

3.物联网服务器跟据位置信息，计算在不同位置人员分布情况，跟据不同人员分布情况，以及基站的分布情况，调整相应位置上的5G网络基站模块的工作信道的数量。调节5G网络基站模块的能耗情况。

以上算法的涉及的传感器，可以时单独，也可以，多个在一起组合。同时基站工作信道的调整策略也是可以单独实用一种，也可以时同时考虑三种在一起组合。

实施例：

一种室内灯具5G移动网络覆盖系统，包括单片机、数据采集模块、物联网服务器、5G网络基站模块和物联网接入设备；5G网络基站模块和物联网接入设备均连接到单片机，单片机连接有数据采集模块；5G网络基站模块和物联网接入设备外接物联网服务器；；

单片机用于对物联网接入设备和5G网络模块下发控制命令；

5G网络基站模块用于提供5G设备的接入服务；

物联网接入设备用于收发5G网络模块的数据；

数据采集模块用于采集设备周围的环境信息，数据采集模块设置在灯具上；

物联网服务器用于判断同时打开5G网络基站模块和物联网接入设备或者只开启物联网接入设备。

单片机完成对物联网接入设备和5G网络模块的控制功能。下发命令给物联网接入设备，从而完成物联网接入设备在不同模式下的切换与管理功能。同时控制模块还完成对于灯具本身的智能控制命令的收集与发送。

在室内，同时具有5G网络基站模块和物联网接入设备的灯具，通过物联网接入设备完成基本的数据覆盖，移动终端设备无需本身需要5G模块就可以享受5G模块接入情况下的高带宽与网速的网络接入服务，迅速的满足在工业生产环境中，设备数据迅速，低成本接入共有移动网络和云服务的需求。