一种基于毫米波探测的无线传输一体化装置的制作方法

1.本发明涉及物联网技术领域，具体为一种基于毫米波探测的无线传输一体化装置。


背景技术：

2.近年来各行业物联网的发展已越来越快，很多场景已经融入了各种物联网终端设备，如监测和安全方面，国家电网的地下配电室和地下管廊中。对地下设施最主要的是安全和维护，数据传输是监测异常和维护的重要组成部分，对于此类信号弱的地方更加如此。传统的安全监测系统多数采用如下方案：1)通过摄像头监控现场环境状态，然后网络将视频传输至平台存储查看；2)使用红外类传感器探测是否有人员进入等异常，后产生普通的告警通知；3)将采集的监测数据通过传统网络传输至平台分析。对于上述使用的传统方案存在几个问题点：1.数据传输量大带宽不足，视频监测等对网络承载能力要求高，不利于地下管廊等长距离场所使用；2.场所封闭对信号衰减较强，不能将无线类数据稳定的传输出去；3.普通的监测分析须将数据传输至平台后再次通过算法处理结果，不能实时的处理直接产生异常通知；4.对此类场景的监测必须使用大量不同类型监测设备，施工安装复杂成本高，维护不同类型的设备需要不同的维护人员，造成更多的困扰。
3.基于上述传统的监测设备存在的问题，发明了一种基于毫米波探测lora无线传输一体化装置来兼容解决此类问题。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于毫米波探测的无线传输一体化装置。
6.(二)技术方案
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于毫米波探测的无线传输一体化装置，包括该系统所涉及的硬件控制及数据业务流，所述硬件控制包括cpu，所述cpu的输入端与rs485的输出端电连接，所述cpu的输出端与rs485的输入端电连接，所述cpu的输入端与以太网的输出端电连接，所述cpu的输出端与以太网的输入端电连接，所述cpu的输入端与电源管理模块的输出端电连接，所述cpu的输出端与电源管理模块的输入端电连接，所述cpu的输入端与ai算法模块的输出端电连接，所述cpu的输出端与ai算法模块的输入端电连接，所述cpu的输入端与毫米波探测模块的输出端电连接，所述cpu的输出端与毫米波探测模块的输入端电连接，所述cpu的输入端与lora的输出端电连接，所述cpu的输出端与lora的输入端电连接，所述cpu的输入端与灯态指示模块的输出端电连接，所述cpu的输出端与灯态指示模块的输入端电连接；
8.所述数据业务流包括：
9.应用层，云平台服务；
10.接入层，集成路由网关；
11.终端层，毫米波监测装置。
12.优选的，所述cpu是以ipq超性能系列作为装置的主控，可增加ai算法模块增强图像分析性能，对云点图进行更快速的处理分析，能够及时的传输数据结果至云平台，产生对应的告警通知到维护人员。
13.优选的，所述灯态指示模块包括五个led绿色灯，通过io口来控制状态，且五个所述led绿色灯分别代表电源工作指示灯、毫米波状态指示灯、网络状态指示灯、网口指示灯灯和模块状态指示灯。
14.优选的，所述电源管理模块采用220v/50hz交流电供电，集成多个电源管理芯片模块，通过i/o口控制开和关，单独控制每个模块方便对模块的功耗和稳定性管理，及时判断异常并处理。
15.优选的，所述毫米波探测模块包括发送(tx)和接收(rx)射频(rf)组件，以及时钟等模拟组件，模数转换器(adc)、微控制器(mcu)和数字信号处理器(dsp)等数字组件。
16.优选的，所述数据业务流的基本数据流程：
17.1)lora无线通信模块链接到对应网关上保持通讯正常。
18.2)根据预设置的云服务器地址接入，并周期性保活连接数据采集。
19.3)接入对应的云平台后进行正常数据通信。
20.3.1上行数据
21.装置探测到移动或人员进去区域可匹配告警数据，主动进行上报。
22.装置系统可设定定时保活数据包，进行定时上报设备状态。
23.3.2下行数据
24.云平台可下发配置如保活时间，活动范围大小，安全区域等参数。
25.上述过程完成了装置与云平台之间消息传递过程，云平台对此装置可控可管。
26.(三)有益效果
27.与现有技术相比，本发明提供了一种基于毫米波探测的无线传输一体化装置，具备以下有益效果：
28.该基于毫米波探测的无线传输一体化装置，采用ipq系列方案，主芯片可配备大容量、大存储空间，满足算法分析配置储存，远程配置等运维需求；
29.装置采用交流电220v供电以及绿色led灯来指示系统运行状态，装置所处的使用环境比较复杂和恶劣，如封闭的地下室和渗入地下的管廊设施。绿色指示灯能够明显的显示出设备当前的各种状态，便于维护和现场的故障排查；
30.装置集成了各个模块的电源管理芯片模块，方便对装置上的传感器实时控制，便于功能的开关和维护，使系统运行更稳定；
31.装置集成rs485及以太网口，保证在完全没有无线信号的场景中使用，直接有线方式来传输数据，加强其扩展和多种场景使用；
32.装置集成lora无线通讯模组，可以将封闭环境地下室或管廊内的数据远距离传输，环境状况好的情况无线传输至几公里内的节点；
33.装置集成毫米波传感器，通过毫米波生成的点云图，结合人工智能算法分析，检测毫米级运动，本地支持fpga高效运算，支持边缘计算，结果直接反馈后台系统，可以在各种
环境照明、温度、湿度和气流情况下进行准确传感，甚至可以在存在降水的情况下继续进行传感，非常适合需要在各种环境条件下进行恒定传感的室内或室外应用，此外，毫米波传感器无需任何复杂软件，可应对阴影或天气等环境临界情况。
附图说明
34.图1为本发明硬件结构图；
35.图2为本发明数据业务图。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于毫米波探测的无线传输一体化装置，包括该系统所涉及的硬件控制及数据业务流，硬件控制包括cpu，cpu是以ipq超性能系列作为装置的主控，可增加ai算法模块增强图像分析性能，对云点图进行更快速的处理分析，能够及时的传输数据结果至云平台，产生对应的告警通知到维护人员，cpu的输入端与rs485的输出端电连接，cpu的输出端与rs485的输入端电连接，cpu的输入端与以太网的输出端电连接，cpu的输出端与以太网的输入端电连接，cpu的输入端与电源管理模块的输出端电连接，cpu的输出端与电源管理模块的输入端电连接，电源管理模块采用220v/50hz交流电供电，集成多个电源管理芯片模块，通过i/o口控制开和关，单独控制每个模块方便对模块的功耗和稳定性管理，及时判断异常并处理，cpu的输入端与ai算法模块的输出端电连接，cpu的输出端与ai算法模块的输入端电连接，cpu的输入端与毫米波探测模块的输出端电连接，cpu的输出端与毫米波探测模块的输入端电连接，毫米波探测模块包括发送(tx)和接收(rx)射频(rf)组件，以及时钟等模拟组件，模数转换器(adc)、微控制器(mcu)和数字信号处理器(dsp)等数字组件，cpu的输入端与lora的输出端电连接，cpu的输出端与lora的输入端电连接，cpu的输入端与灯态指示模块的输出端电连接，cpu的输出端与灯态指示模块的输入端电连接，灯态指示模块包括五个led绿色灯，通过io口来控制状态，且五个led绿色灯分别代表电源工作指示灯、毫米波状态指示灯、网络状态指示灯、网口指示灯灯和模块状态指示灯；
38.数据业务流包括：
39.应用层，云平台服务；
40.接入层，集成路由网关；
41.终端层，毫米波监测装置。
42.数据业务流的基本数据流程：
43.1)lora无线通信模块链接到对应网关上保持通讯正常。
44.2)根据预设置的云服务器地址接入，并周期性保活连接数据采集。
45.3)接入对应的云平台后进行正常数据通信。
46.3.1上行数据
47.装置探测到移动或人员进去区域可匹配告警数据，主动进行上报。
48.装置系统可设定定时保活数据包，进行定时上报设备状态。
49.3.2下行数据
50.云平台可下发配置如保活时间，活动范围大小，安全区域等参数。
51.综上所述，该基于毫米波探测的无线传输一体化装置，采用ipq系列方案，主芯片可配备大容量、大存储空间，满足算法分析配置储存，远程配置等运维需求；
52.装置采用交流电220v供电以及绿色led灯来指示系统运行状态，装置所处的使用环境比较复杂和恶劣，如封闭的地下室和渗入地下的管廊设施。绿色指示灯能够明显的显示出设备当前的各种状态，便于维护和现场的故障排查；
53.装置集成了各个模块的电源管理芯片模块，方便对装置上的传感器实时控制，便于功能的开关和维护，使系统运行更稳定；
54.装置集成rs485及以太网口，保证在完全没有无线信号的场景中使用，直接有线方式来传输数据，加强其扩展和多种场景使用；
55.装置集成lora无线通讯模组，可以将封闭环境地下室或管廊内的数据远距离传输，环境状况好的情况无线传输至几公里内的节点；
56.装置集成毫米波传感器，通过毫米波生成的点云图，结合人工智能算法分析，检测毫米级运动，本地支持fpga高效运算，支持边缘计算，结果直接反馈后台系统，可以在各种环境照明、温度、湿度和气流情况下进行准确传感，甚至可以在存在降水的情况下继续进行传感，非常适合需要在各种环境条件下进行恒定传感的室内或室外应用，此外，毫米波传感器无需任何复杂软件，可应对阴影或天气等环境临界情况。
57.本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块，该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术，其不是本系统的改进之处；本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系，即为对系统的整体的构造进行改进，以解决本系统所要解决的相应技术问题。
58.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。