CN106447873A - 基于物联网的5g基站的在线管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的5G基站在线管理系统，包括多功能监控模块、无线通信模块、能量供应模块、外部存储模块、编程与调试模块、数据平台、应用界面。本发明的系统利用嵌入式监测模块进行开发，具有智能感知、自动数据采集上传以及后台运营维护管理功能，主要对无人值守的通信远程基站进行相关数据的采集、分析和传输，能有效地将所监测到的数据，通过相应的无线信道传送到后台管理服务器上。本发明的系统方便管理维护5G基站。智能监控、智能防盗，一旦基站有任何异常，后台都会收到信息反馈，及时做出处理，减少了员工的工作量。另外，5G模块频率高，电耗小。

Description

基于物联网的5G基站的在线管理系统

技术领域

本发明涉及一种5G基站的防盗系统，特别涉及一种基于物联网的5G基站的防盗系统。

背景技术

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。5G网络传输速度快、延迟低，而且5G模块采用的天线小、频率高所以耗电也相对较小等特点使得5G与物联网密切相关。5G基站将采用微型基站盒的形式，分布密集度与人流量成比例，人流量越多的地方基站数目将会越多，相邻基站之间的距离越小。小区的墙上，门口的电线杆，都可能会成为基站的安放点。因此安全问题就显得尤其重要。这就要求我们研究的基站，不仅要具备向后台发送实时的耗电功率等信息的基本功能，还要具备例如防盗、防黑客的能力。铁塔公司员工可以通过正常的IC卡式身份确认打开基站。若有人想窃取基站，或者高级黑客想要修改基站台内部信息，此时就需要一个监控设备第一时间拍照记录或者将监控视频信息发送给后台服务器。除此以外，为防止基站被窃取，基站还应该具备及时向后台发送当前时刻基站的具体位置信息功能。因此具有身份识别、图像识别、智能防盗、数据采集与传输功能的基于物联网的基站是未来5G所需要的。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于物联网的5G基站在线管理系统。

本发明的技术方案如下：

基于物联网的5G基站在线管理系统，包括多功能监控模块、无线通信模块、能量供应模块、外部存储模块、编程与调试模块、数据平台、应用界面；所述能量供应模块分别与多功能监控模块和无线通信模块相连并为其提供能量；所述多功能监控模块和无线通信模块相互通信；所述无线通信模块和数据平台相互通信；所述数据平台分别与应用界面和外部存储模块相互通信；所述编程与调试模块与无线通信模块相连，用于对无线通信模块进行调试；所述外部存储模块与无线通信模块相连并相互输送信息。

进一步，采用电控锁和电控锁识别头以及配套的IC卡实现身份识别；采用广角摄像头拍摄采集信息实现图像识别；在有人恶意窃取基站盒或者恶意撬开基站盒的非正常IC卡打开基站盒的情况下，通过拍照记录上传图片和位置信息通知后台实现智能防盗；通过5G网络实现数据传输；所述系统同时具有身份识别、图像识别、智能防盗和数据采集与传输功能。

进一步，所述多功能监控模块完成数据采集和传输过程为：多功能监控模块开启；模块初始化；接收各端口数据；检测通信通道，若通信通道处于空闲状态，则接收或发送信号；在接收信号状态下，先进行接收频率的校准，然后接收数据，然后进行确认帧发送频率校准，然后确认帧前导码发送，最后确认帧发送；在发送信号状态下，先进行发送频率的校准，然后进行前导码发送，然后数据发送，最后确认帧接收。

进一步，所述应用界面包括身份识别单元、图像识别单元、门限报警系统单元、基站动力环境参数单元；所述数据平台用于数据处理和挖掘。

进一步，所述无线通信模块包括依次相互通信的通信系统时钟单元、射频单元、高频全向天线单元。

进一步，所述编程与调试模块包括JIAG单元、ISP单元、UART单元。

进一步，所述外部存储模块包括SRAM存储单元、Flash存储单元、EPROM存储单元。

进一步，所述能量供应模块包括能量获取装置单元和能量存储装置单元。

进一步，所述多功能监控模块包括中央主控装置单元、设备接口逻辑单元、控制系统时钟单元、感应终端单元；所述设备接口逻辑单元、控制系统时钟单元分别与中央主控装置单元相互通信；所述感应终端单元包括GPS模块单元、5G终端模块单元、门磁开关单元、电控锁单元、摄像头单元、震动传感器单元、电控锁识别头单元。

进一步，所述图像识别包括正常打开情况下的图像采集，以及非正常打开情况下的图像采集；具体包括三种情况：第一种情况，员工通过IC卡正常打开基站盒时，摄像头开始工作，采集图片通过5G信道发送给后台；第二种情况，基站盒上安装震动传感器，在有人要恶意窃取基站盒时，基站盒的晃动使震动传感器起作用，通知摄像头拍摄照片通过5G信道给后台发送；第三种情况，基站盒上安装门磁开关，在有人恶意撬开或者其它非正常IC卡打开基站盒的情况下，门磁开关起作用，通知摄像头拍摄照片通过5G信道传给后台；在单片机系统上安装GPS模块，通过5G信道将基站盒的地理位置信息发送给服务器，即使基站盒被恶意盗窃，也能及时了解基站盒的所在的具体地理位置，方便找回。

本发明的有益效果如下：

本发明是一种具有身份识别、图像识别、智能防盗、数据采集与传输功能的基于物联网的基站。本发明使基站不仅具备向后台发送实时的耗电功率等信息的基本功能，还具备例如防盗、防黑客的能力。若有人想窃取基站或者高级黑客想要修改基站台内部信息，本发明能第一时间拍照记录或者将监控视频信息发送给后台服务器。为防止基站被窃取，基站还具备及时向后台发送当前时刻基站的具体位置信息功能。

本发明的系统利用嵌入式监测模块进行开发，具有智能感知、自动数据采集上传以及后台运营维护管理功能，主要对无人值守的通信远程基站进行相关数据的采集、分析和传输，能有效地将所监测到的数据，通过相应的无线信道传送到后台管理服务器上。

本发明的系统方便管理维护5G基站。智能监控、智能防盗，一旦基站有任何异常，后台都会收到信息反馈，及时做出处理，减少了员工的工作量。另外，5G模块频率高，电耗小，5G传输天线也很小。

附图说明

图1是基于物联网的5G基站在线监测系统部署框图。

图2是多功能监控模块完成数据采集和传输流程。

图3是基于物联网的5G基站在线监测系统功能实现框图。

图4是多功能监控模块结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明的系统的工作原理如下：

整个基于物联网的5G微小基站智能管理系统是集成在开拓者三号stm32开发板上。身份识别部分，会在基站盒上安装电控锁以及配套卡识别头用来识别IC卡，若是身份信息与后台数据库中员工信息相匹配，确认为内部员工，就可以正常打开基站盒，来进行对基站的维护等工作。

图像识别和智能防盗紧密相关。在基站盒上会安装一个广角摄像头，用来对图像进行采集。采集的图像是多方面的，包括正常打开情况下的图像采集，以及非正常打开情况下的图像采集，主要是分三种情况。以下对这三种情况进行介绍：第一种员工通过IC卡正常打开基站盒的时候，摄像头开始工作，采集图片通过5G信道发送给后台，作为一次记录。第二种情况，基站盒上会安装震动传感器，在有人想要恶意窃取基站盒的时候，基站盒的晃动会使得震动传感器起作用，通知摄像头拍摄照片通过5G信道给后台发送。第三种情况，基站盒上会安装门磁开关，在有人恶意撬开或者别的非正常IC卡打开基站盒的情况下，门磁开关起作用，通知摄像头拍摄照片通过5G信道传给后台。此外，在单片机系统上会安装GPS模块，通过5G信道可将基站盒的地理位置信息发送给服务器。这样即使基站盒被恶意盗窃，也能及时了解基站盒的所在的具体地理位置，方便找回。这也就是数据的采集与传输，当然采集的数据还会包含基站盒的耗电信息、时间信息，所以在基站盒中还会加入耗电模块。整个集成系统通过电源供电，数据的传输是通过5G信道。

本发明的技术内容如下：

本发明的系统的部署框图以及功能实现框图分别如图1和图3所示。

技术内容分为两个主要部分：基于物联网的嵌入式多功能监控模块和后台在线监控平台及其软件。具体展开为：

1、基于物联网的嵌入式多功能监控模块：

该技术包括图像监控、智能锁具、动力环境监测、防盗报警等具体内容。

a)图像监控及智能锁具：本系统的硬件设计包括暗藏式监控摄像头、RFID感应模块、电控锁具及其以上的相关控制电路。

b)基站动力环境监测：设计相关的交流电压、电能量、供电数据(直流及蓄电池)等的适时数据采集处理模块。

c)防盗报警：利用物联网技术实现在线监测报警。主要包括断电报警、非授权入侵报警，在线报警的同时还可以利用短信报警。

2、后台在线监控平台及其软件：

该技术包括web页面开发、通信软件、图像服务软件、数据库管理软件和防火墙软件等。

1)web页面开发：以web页面的方式将各端机收集的实时在线数据包括各个端机的防盗告警信息、动力环境数据及相关的图像信息显示出来，同时能监测各端机的在线状况。使用Web开发框架，编写业务逻辑、设计用户界面、构建数据库的链接，并确保代码的稳定性和安全性，对各端机的各种数据资料进行显示。

2)图像服务软件功能：包括地图定位、图像数据弹框显示列表、查询功能等。使用专业的图像处理软件对上传的图像报警信息进行编辑处理显示以及和数据库的对接，并具有存储和备份功能，提供web显示的基本内容。

3)数据库管理软件：实现对各个端机上传的相关采集和监控数据进行管理和存储，具有数据分析和数据统计功能。使用商业版的数据库软件，进行二次开发和使用，如数据库软件Sqlserver、服务器平台软件Weblogic之间的数据交换及链接。

4)防火墙软件：保证数据的安全和保密性。

本发明的系统的功能如下：

1、身份识别

2、图像识别

3、智能防盗

4、信息采集(包括耗电、图像、身份、位置、时间信息)

本发明的系统的技术方法和路线如下：

1、基于物联网的嵌入式多功能监控模块：

1)图像监控及智能锁具的技术方法和路线包括：a)采用暗藏式带红外灯的微型摄像头实现监控；b)利用NFC或RFID刷卡信号及振动信号(防止非法入侵的传感器)启动摄像头工作，并且在线上传工作人员或非法入侵人员的图像信息至后台服务器；c)门没关好有提示音；d)NFC或RFID信号正确自动开门，否则上传报警信息；e)定时上传工作正常信息及定位信息；f)网络掉线短信报警；g)采用电控锁和相应的控制电路实现智能锁具的功能。以上技术利用基于物联网的嵌入式模块分别实现。多功能监控模块结构图如图4所示。

2)基站动力环境数据采集技术方法和路线包括：该项技术包括交流电压采集传感器、电能量采集传感器、直流电压和蓄电池电压采集传感器等。以上传感器利用嵌入式微处理器、计算、处理模块实现。

3)以上各项采集监控的数据上传方式，可以选择基站数据信道或2G、3G、4G的专用工业控制模块接入后台方式实现。多功能监控模块完成数据采集和传输流程如图2所示。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于物联网的5G基站在线管理系统，其特征在于：包括多功能监控模块、无线通信模块、能量供应模块、外部存储模块、编程与调试模块、数据平台、应用界面；所述能量供应模块分别与多功能监控模块和无线通信模块相连并为其提供能量；所述多功能监控模块和无线通信模块相互通信；所述无线通信模块和数据平台相互通信；所述数据平台分别与应用界面和外部存储模块相互通信；所述编程与调试模块与无线通信模块相连，用于对无线通信模块进行调试；所述外部存储模块与无线通信模块相连并相互输送信息。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的5G基站的在线管理系统，其特征在于：采用电控锁和电控锁识别头以及配套的IC卡实现身份识别；采用广角摄像头拍摄采集信息实现图像识别；在有人恶意窃取基站盒或者恶意撬开基站盒的非正常IC卡打开基站盒的情况下，通过拍照记录上传图片和位置信息通知后台实现智能防盗；通过5G网络实现数据传输；所述系统同时具有身份识别、图像识别、智能防盗和数据采集与传输功能。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的5G基站的在线管理系统，其特征在于：所述多功能监控模块完成数据采集和传输过程为：多功能监控模块开启；模块初始化；接收各端口数据；检测通信通道，若通信通道处于空闲状态，则接收或发送信号；在接收信号状态下，先进行接收频率的校准，然后接收数据，然后进行确认帧发送频率校准，然后确认帧前导码发送，最后确认帧发送；在发送信号状态下，先进行发送频率的校准，然后进行前导码发送，然后数据发送，最后确认帧接收。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于物联网的5G基站的在线管理系统，其特征在于：所述应用界面包括身份识别单元、图像识别单元、门限报警系统单元、基站动力环境参数单元；所述数据平台用于数据处理和挖掘。

5.根据权利要求1或2或3所述的基于物联网的5G基站的在线管理系统，其特征在于：所述无线通信模块包括依次相互通信的通信系统时钟单元、射频单元、高频全向天线单元。

6.根据权利要求1或2或3所述的基于物联网的5G基站的在线管理系统，其特征在于：所述编程与调试模块包括JIAG单元、ISP单元、UART单元。

7.根据权利要求1或2或3所述的基于物联网的5G基站的在线管理系统，其特征在于：所述外部存储模块包括SRAM存储单元、Flash存储单元、EPROM存储单元。

8.根据权利要求1或2或3所述的基于物联网的5G基站的在线管理系统，其特征在于：所述能量供应模块包括能量获取装置单元和能量存储装置单元。

9.根据权利要求1或2或3所述的基于物联网的5G基站的在线管理系统，其特征在于：所述多功能监控模块包括中央主控装置单元、设备接口逻辑单元、控制系统时钟单元、感应终端单元；所述设备接口逻辑单元、控制系统时钟单元分别与中央主控装置单元相互通信；所述感应终端单元包括GPS模块单元、5G终端模块单元、门磁开关单元、电控锁单元、摄像头单元、震动传感器单元、电控锁识别头单元。

10.根据权利要求9所述的基于物联网的5G基站的在线管理系统，其特征在于：所述图像识别包括正常打开情况下的图像采集，以及非正常打开情况下的图像采集；具体包括三种情况：第一种情况，员工通过IC卡正常打开基站盒时，摄像头开始工作，采集图片通过5G信道发送给后台；第二种情况，基站盒上安装震动传感器，在有人要恶意窃取基站盒时，基站盒的晃动使震动传感器起作用，通知摄像头拍摄照片通过5G信道给后台发送；第三种情况，基站盒上安装门磁开关，在有人恶意撬开或者其它非正常IC卡打开基站盒的情况下，门磁开关起作用，通知摄像头拍摄照片通过5G信道传给后台；在单片机系统上安装GPS模块，通过5G信道将基站盒的地理位置信息发送给服务器，即使基站盒被恶意盗窃，也能及时了解基站盒的所在的具体地理位置，方便找回。