基于5G的控制信号透传系统的制作方法

基于5g的控制信号透传系统
技术领域
1.本实用新型涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种基于5g的控制信号透传系统。


背景技术：

2.在楼宇、厂区、园区等一些工业应用场景中，往往存在控制信号在超长距离的传输需求，比如用于控制agv(automated guided vehicle，自动导引运输车)移动的控制信号则需要在厂区的指定移动范围内进行传输。目前，为了满足这种传输需求，一是采用线缆对控制信号进行传输，二是采用lora、wi
‑
fi、蓝牙等无线方式对控制信号进行传输。
3.然而这些传输方式在实际工况中均存在相应的技术缺陷。例如，采用线缆的传输方式对传输距离和传输范围具有一定要求，随着应用场景面积的不断扩大则需对应用场景进行相应线路改造，否则无法满足传输需求。而无线的传输方式又存在传输延迟高、传输速率缓慢以及无法有效覆盖传输范围等问题，导致传输效果不佳。
4.可见，亟需一种解决方案以对超长距离的信号传输得到有效解决。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种基于5g的控制信号透传系统，用以解决现有传输方式无法满足控制信号在超长距离的传输需求以及传输效果不佳等技术问题。
6.第一方面，本实用新型提供一种基于5g的控制信号透传系统，包括：管理平台、第一处理模块以及与所述第一处理模块配对设置的第二处理模块，所述管理平台分别与所述第一处理模块和所述第二处理模块经由5g通信连接；
7.所述第一处理模块经第一预设串口与信号源端连接，用于将所述信号源端下发的控制信号转换为第一网络信号后传输至所述管理平台；
8.所述第二处理模块经第二预设串口与信号接收端连接，用于将所述管理平台中转的第二网络信号还原为所述控制信号后传输至信号接收端，所述第一预设串口与所述第二预设串口的串口类型相同。
9.在一种可能的设计中，所述第一处理模块还用于按照预设时间间隔将所述第一网络信号进行打包处理得到所述第二网络信号，以使所述管理平台中转所述第二网络信号。
10.在一种可能的设计中，所述第二处理模块还用于接收所述管理平台中转的所述第二网络信号，并按照所述预设时间间隔对所述第二网络信号进行解包处理，以将解包处理后的所述第二网络信号还原为所述控制信号。
11.在一种可能的设计中，所述串口类型包括rs232接口、spi接口、lin接口、ps/2接口、gpio接口中的至少一种；
12.所述spi接口包括三线spi接口或者四线spi接口。
13.在一种可能的设计中，当所述串口类型包括所述rs232接口和/或所述spi接口时，所述第一处理模块采用第一预设模式采集所述信号源端下发的所述控制信号，所述第二处理模块采用所述第一预设模式将所述控制信号传输至所述信号接收端，所述第一预设模式
包括即刻传输模式和缓冲传输模式。
14.在一种可能的设计中，当所述串口类型包括所述gpio接口时，所述第一处理模块采用第二预设模式采集所述信号源端下发的所述控制信号，所述第二处理模块采用所述第二预设模式将所述控制信号传输至所述信号接收端，所述第二预设模式包括中断触发模式、高电平触发模式以及低电平触发模式中的至少一种。
15.在一种可能的设计中，所述管理平台配置有预设软件，用于通过所述预设软件和预设协议中转所述第二网络信号；
16.所述预设软件包括netty服务框架，所述预设协议包括tcp/ip协议。
17.在一种可能的设计中，所述管理平台包括用户管理界面；
18.所述用户管理界面包括账号管理控件，所述账号管理控件用于对所述第一处理模块和所述第二处理模块进行用户权限管理。
19.在一种可能的设计中，所述管理平台还包括设备管理界面；
20.所述设备管理界面包括设备管理控件，所述设备管理控件用于执行按照预设操作监管设备、生成设备标识以及生成用户账号中的至少一种操作；
21.所述预设操作包括添加操作、编辑操作以及删除操作中的一种；
22.所述设备标识用于标识与所述信号源端和所述信号接收端分别经由所述第一预设串口和所述第二预设串口连接的所述第一处理模块和所述第二处理模块；
23.所述用户账号用于所述账号管理控件对所述第一处理模块和所述第二处理模块进行所述用户权限管理。
24.在一种可能的设计中，所述设备管理界面还包括设备绑定控件；
25.所述设备绑定控件用于将所述第一处理模块与所述第二处理模块各自的ip地址进行绑定，以使所述第一处理模块和所述第二处理模块配对设置；
26.所述设备绑定控件还用于获取所述串口类型。
27.在一种可能的设计中，所述第一处理模块和所述第二处理模块包括sim7020模块、树莓派以及cat1模组中的一种。
28.本实用新型提供一种基于5g的控制信号透传系统，该透传系统包括管理平台、第一处理模块以及与第一处理模块配对设置的第二处理模块。其中，管理平台分别与第一处理模块和第二处理模块经5g通信连接。第一处理模块经第一预设串口与信号源端连接，用于将信号源端下发的控制信号转换为第一网络信号后传输至管理平台，第二处理模块经第二预设串口与信号接收端连接，用于将管理平台中转的第二网络信号还原为控制信号后传输至信号接收端，实现控制信号自信号源端至信号接收端的透传，对于信号源端与信号接收端之间的距离以及传输范围不作任何要求，无需对原有的应用场景进行线路改造，提高了透传系统的适用范围。并且，第一处理模块和第二处理模块与管理平台之间经由5g通信连接，有效降低了传输延迟和提高了传输速率，保证了极佳的传输效果。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例提供的一种透传系统的结构示意图；
30.图2为本实用新型实施例提供的另一种透传系统的结构示意图；
31.图3为本实用新型实施例提供的再一种透传系统的结构示意图；
32.图4为本实用新型实施例提供的又一种透传系统的结构示意图。
33.附图标记：
34.10：透传系统；20：信号源端；30：信号接收端；11：管理平台；
35.12：第一处理模块；13：第二处理模块；14：第一预设串口；
36.15：第二预设串口；101：rs232接口；102：spi接口；
37.103：gpio接口；111：用户管理界面；100：账号管理控件；
38.112：设备管理界面；200：设备管理控件；300：设备绑定控件。
具体实施方式
39.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的方法和装置的例子。
40.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
41.在一些应用场景中往往需要控制信号在超长距离进行传输，现有技术中一种是采用线缆传输控制信号，另一种是采用lora、wi
‑
fi、蓝牙等无线方式传输控制信号。但是，这些传输方式在实际工况的操作中均存在一定的技术缺陷。例如，采用线缆传输控制信号，对于传输距离和传输范围具有一定要求，当应用场景的面积不断扩大时，原有的线路则需进行相应改造已适配传输距离和传输范围，否则无法满足控制信号的传输需求。而采用无线方式传输控制信号，由于这些无线信号本身存在的缺点，使得该种传输方式存在传输延迟高、传输速率慢以及无法实现传输范围的有效覆盖等问题，导致对于控制信号的传输效果不佳。
42.针对现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供一种基于5g的控制信号透传系统。本实用新型的发明构思在于：第一处理模块和第二处理模块配对设置，第一处理模块经由第一预设串口与信号源端连接，第二处理模块经由第二预设串口与信号接收端连接，而管理平台与第一处理模块和第二处理模块分别经由5g通信连接，第一处理模块将信号源端下发的控制信号转换成第一网络信号后传输至管理平台，经由管理平台对第二网络信号中转至第二终端设备，第二终端设备将第二网络信号还原为控制信号后再传输至信号接收端，从而实现控制信号在信号源端与信号接收端的透传。其中，第一终端设备和第二终端设备分别与信号源端和信号接收端经由第一预设串口和第二预设串口连接，使得信号源端与信号接收端之间无需采用现有技术中的线缆进行控制信号的传输，进而对于传输距离和传输范围无需进行任何要求亦能满足无限大范围的有效传输。而第一终端设备和第二终端设备与管理平台之间均经由5g通信连接，则可以有效克服现有技术传输延迟高、传输速率缓
慢等问题，进而能够保证极佳的传输效果。
43.下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
44.图1为本实用新型实施例提供的一种透传系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供的基于5g的控制信号透传系统10，包括：管理平台11、第一处理模块12以及与第一处理模块12配对设置的第二处理模块13。
45.其中，管理平台11分别与第一处理模块12和第二处理模块13经由5g网络通信连接，用于将第一处理模块12传输的相应信号中转至第二处理模块13。第一处理模块12经由第一预设串口14与信号源端20连接，第二处理模块13经由第二预设串口15与信号接收端30连接。
46.管理平台11可以被配置为服务器或者服务器集群，以对第一处理模块12传输的相应网络信号中转至第二处理模块13。例如管理平台11配置有相应地预设软件，管理平台11的服务器通过执行预设软件和预设协议能够实现对第二网络信号的中转，预设软件可以包括netty服务框架，预设协议可以包括tcp/ip协议。在实际工况中，对于管理平台11所被配置成的服务器的规格等性能参数以及具体所执行的软件程序和相应协议都可以根据实际工况中的具体情况进行设置，本实施例不作限定。
47.第一处理模块12和第二处理模块13可以分别被配置为sim7020模块、树莓派以及cat1模组中的一种，其中，第一处理模块12和第二处理模块13被具体配置的模块可以根据实际工况中对于控制信号的传输需求进行相应设置，对此，本实施例不作限定。另外，可以理解的是，管理平台11可以部署于云端或者控制台等任意位置，第一处理模块12可以部署于信号源端20所处的位置，第二处理模块13可以部署于信号接收端30所处的位置。
48.信号源端20下发控制信号，所下发的控制信号用于控制信号接收端30执行控制信号所指征的对应动作。例如信号接收端30可以是物联网中具备预设功能的一些终端，比如agv、厂区的控制信号灯以及厂区的各种仪表等等。信号源端20可以是控制信号接收端30执行该预设功能的控制设备，其中，控制信号所指征的对应动作是由信号接收端20所具备的预设功能决定，对此，本实施不作限定。
49.例如，第一处理模块12通过第一预设串口14获取信号源端20下发的控制信号，然后将控制信号转换为第一网络信号，以网络信号的方式通过5g网络传输至管理平台11。管理平台11与第二处理模块13之间经由5g网络通信连接，第二处理模块13可以接收管理平台11所中转的第二网络信号，并将第二网络信号还原为信号源端20最初所下发的控制信号后，再经由第二预设串口15传输至信号接收端30，实现控制信号从信号源端20至信号接收端30的透。
50.通过上述实施例的描述可见，本实用新型实施例提供的基于5g的控制信号透传系统，控制信号从信号源端20至第一处理模块12的传输经由第一预设串口14，从第一处理模块12经由管理平台11中转至第二处理模块13的传输均经由5g网络，从第二处理模块13至信号接收端30的传输经由第二预设串口15，信号源端20与信号接收端30两者之间的距离以及所处的位置范围均不会控制信号的传输产生任何影响，因此，本实施例提供的透传系统在进行控制信号从信号源端20至信号接收端30的传输中，对于信号源端20与信号接收端30之间的传输距离以及传输范围不作任何要求，进而则无需对原有的应用场景进行线路改造，
故而可以提高透传系统的适用范围。并且，第一处理模块12和第二处理模块13与管理平台11之间均通过5g网络通信连接，因此可以有效降低传输延迟并提高传输速率，保证极佳的传输效果。
51.可以理解的是，管理平台11分别与第一处理模块12和第二处理模块13也可以经由4g或者6g等网络通信连接。
52.在一种可能的设计中，为了防止控制信号在传输过程出现混乱而导致信号源端12对信号接收端13的控制失效或者控制效果不佳的情况发生，第一处理模块12还可以在将控制信号转换为第一网络信号之后，按照预设时间间隔对获取到的第一网络信号进行打包处理，以得到第二网络信号，然后将该第二网络信号传输至管理平台11，使得管理平台11中转该第二网络信号。其中，打包处理可以理解为是为第一网络信号添加对应的时间信息的操作。
53.相应地，第二处理模块13可以接收管理平台11中转的第二网络信号，并按照相同的预设时间间隔对第二网络信号进行解包处理，并将解包处理后的第二网络信号还原为信号源端20下发的控制信号。其中，解包处理后的控制信号包含有信号源端20下发控制信号时的时间信息。
54.需要说明的是，在本实用新型实施例中，第一预设串口14和第二预设串口15的串口类型相同。其中，串口类型可以包括rs232接口、spi接口(serial peripheral interface，串口外设接口)、lin接口、ps/2接口、gpio接口(general
‑
purpose input/output，通用i/o端口)等通用接口中的至少一种。例如，spi接口包括三线spi接口或者四线spi接口，spi接口可以为包含一条时钟信号线(sclk)、一条发送信号线(mosi)、一条接收信号线miso以及一条低电平有效从机选择线(nss)的四线接口，也可以为包含这四线中的前三线的三线接口，对此，本实施例不作限定。rs232接口可以包含一条单向发送数据线tx和一条单向接收数据线rx。gpio接口可以根据实际工况进行设置，例如gpio接口可以包括如图2所示的gpio0至gpio3，对此，本实施例不作限定。图2为本实用新型实施例提供的另一种透传系统的结构示意图，其中，图2中以第一预设串口14的串口类型同时包括rs232接口101、spi接口102以及gpio接口103这三种，以及第二预设串口15包括的串口类型同样包括rs232接口101、spi接口102以及gpio接口103这三种为例示出，在实际工况中，第一预设串口14和第二预设串口15的串口类型可以根据实际情况进行选择性设置，比如可以信号源端20和信号接收端30所支持的串口类型确定在第一处理模块12和第二处理模块13上所对应设置的串口类型，以形成相应的第一预设串口14和第二预设串口15。
55.本实用新型提供一种基于5g的控制信号透传系统，该透传系统包括管理平台、第一处理模块以及与第一处理模块配对设置的第二处理模块。其中，管理平台分别与第一处理模块和第二处理模块经5g通信连接。第一处理模块经第一预设串口与信号源端连接，用于将信号源端下发的控制信号转换为第一网络信号后传输至管理平台，第二处理模块经第二预设串口与信号接收端连接，用于将管理平台中转的第二网络信号还原为控制信号后传输至信号接收端，实现控制信号自信号源端至信号接收端的透传，对于信号源端与信号接收端之间的距离以及传输范围不作任何要求，无需对原有的应用场景进行线路改造，提高了透传系统的适用范围，并有效降低了传输延迟和提高了传输速率，保证了极佳的传输效果。
56.在一种可能的设计中，第一预设串口14和第二预设串口15通常可以分别内置于第一处理模块12和第二处理模块13之中。因而，不同的串口类型则相应具有不同的传输模式。
57.例如，当所选用的第一预设串口14或第二预设串口15的串口类型包括rs232接口和/或spi接口时，第一处理模块12采用第一预设模式采集信号源端20下发的控制信号。相应地，第二处理模块13采用该第一预设模式将还原得到的控制信号传输至信号接收端30。
58.具体地，第一预设模式可以包括即刻传输模式和缓冲传输模式。即可传输模式可以为第一处理模块12经由第一预设接口14获取到单个字节的控制信号后，即刻对该单字节进行传输，相应地，第二处理模块13也采用与第一处理模块12相同的模式将控制信号传输至信号接收端30。即刻传输模式通常适用于控制命令较短以及时效性要求较高的控制信号的传输中。缓冲传输模式可以为第一处理模块12经由第一预设接口14获取到预设的多个字节的控制信号后才对其一并进行传输，或者为第一处理模块12在预设时长内未接收到新的字节的控制信号时，才将已经获取到的字节进行传输。相应地，第二处理模块13也采用与第一处理模块12相同的模式将控制信号传输至信号接收端30。缓冲传输模式通常适用于控制命令较长以及时效性要求不高的控制信号的传输中。其中，预设的多个字节的数量以及预设时长均可以由管理平台11根据实际工况中的传输速率或者本地网络情况进行设置，对此本实施例不作限定。通常而言，串口类型包括rs232接口101时所支持的传输速率可以为110、300、600、1200、2400、4800、9600、14400、19200、38400、57600或者115200等常见波特率。
59.可选地，当第一预设串口14或第二预设串口15的串口类型包gpio接口103时，第一处理模块12采用第二预设模式采集信号源端20下发的控制信号。相应地，第二处理模块13也同样采用第二预设模式将还原得到的控制信号传输至信号接收端30。其中，第二预设模式包括中断触发模式、高电平触发模式以及低电平触发模式中的至少一种。
60.如前述实施例所描述，管理平台11可以被配置为服务器用于进行第一处理模块12与第二处理模块13之间控制信号被转换为对应网络信号的中转。进一步地，为了使得本实用新型实施例提供的基于5g的控制信号透传系统在物联网中具备更强的适用性和实用性，在一种可能的设计中，图3为本实用新型实施例提供的再一种透传系统的结构示意图，如图3所示，本实施例提供的基于5g的控制信号透传系统10中的管理平台11可以包括用户管理界面111，可以通过用户管理界面111对部署于信号源端20和信号接收端30的第一处理模块12和第二处理模块13进行权限管理。例如，用户管理界面111可以设置有账号管理控件100，通过账号管理控件100可以键入相应的用户账号以对第一处理模块12和第二处理模块13所涉及的身份认证、账号安全等信息进行相应的用户权限管理，以使控制信号在信号源端20至信号接收端30之间的传输具有一定的安全性和保密性。
61.进一步地，图4为本实用新型实施例提供的又一种透传系统的结构示意图。如图4所示，本实用新型实施例提供的基于5g的控制信号透传系统10中的管理平台11还可以包括：设备管理界面112。
62.设备管理界面112用于对信号源端20和信号接收端30各自所对应的第一处理模块12和第二处理模块13进行设备管理。
63.例如，设备管理界面112可以设置有设备管理控件200，以通过设备管理控件200执行例如按照预设操作监管设备、生成设备标识以及生成用户账号等操作当中的至少一种操
作。
64.其中，预设操作可以包括对信号源端20和信号接收端30所关联的第一处理模块12和第二处理模块13进行添加操作、编辑操作以及删除操作中的一种。
65.生成设备标识是指对信号源端20和信号接收端30所关联的第一处理模块12和第二处理模块13生成唯一的设备标识，以通过设备标识来唯一标识与信号源端20和信号接收端30分别经由第一预设串口14和第二预设串口15连接的第一处理模块12和第二处理模块13。
66.生成用户账号是指为操作者生成能够键入至账户管理控件中的相应账号信息，从而根据用户账号利用账号管理控件对第一处理模块和第二处理模块进行用户权限管理。
67.继续参照图4所示，可选地，设备管理界面112还可以包括设备绑定控件300。其中，设备绑定控件300用于将第一处理模块12和第二处理模块13各自的ip进行绑定，使得第一处理模块12和第二处理模块13配对设置。另外，一部第一处理模块12仅与一部第二处理模块13可以形成唯一绑定，以利用第一处理模块12和第二处理模块13各自的ip地址与管理平台11之间进行授权得以进行5g通信。若第一处理模块12和/或第二处理模块13的ip地址发生变更，则管理平台11拒绝进行通信，需要重新利用设备绑定控件300进行绑定，以与管理平台11之间形成授权。授权的方式可以是信号源端20和信号接收端30所属管理者的手机号码接收验证信息的方式，也可以是其他的方式，对此，本实施例不作限定。
68.另外，设备绑定控件300还用于获取串口类型，以确定相应的传输模式为第一预设模式还是第二预设模式。
69.需要说明的是，管理平台11包括但不仅限于图4中所列举的各管理控件，开发者还可以根据实际需求设置其他相应的管理控件，例如还可以设置一些能够对透传系统10所传输的控制信号进行追溯的其他相应控件，对此，本实施例不作限定。
70.本实用新型实施例提供的基于5g的控制信号透传系统中的管理平台包括用户管理界面以及设备管理界面。其中，用户管理界面包括账号管理控件，以通过账号管理控件对第一处理模块和第二处理模块进行用户权限管理。设备管理界面可以包括设备管理控件和设备绑定控件，以通过设备管理控件执行例如按照预设操作监管设备、生成设备标识以及生成用户账号等操作，以通过设备绑定控件将第一处理模块与第二处理模块各自的ip地址进行绑定，从而使得一部第一处理模块仅与第一第二处理模块配对设置。另外，设备绑定控件还用于获取串口类型，以确定相应的传输模式。管理平台中设置多个相应管理控件，不但能够有效保证透传系统对控制信号从信号源端至信号接收端的传输过程中的安全性和保密性，还有利用使用人员方便管理透传系统，使得本实用新型实施例提供的基于5g的控制信号透传系统在当今万物联通的物联网中具有更强的适用性和实用性，进而能够被实际工况中的更多应用场景所应用。
71.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求书指出。
72.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并
且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。