改善室内物联网信号覆盖的移动智能中继设备及中继系统技术方案

本发明专利技术公开了一种改善室内物联网信号覆盖的中继系统，通过调度模块对各中继设备的信号有效覆盖能力进行判断，并在由于目标物产生位置变换等原因导致相应中继设备无法提供符合要求的信号有效覆盖范围时，控制相应中继设备移动，并进行移动方向是否利于信号中继的判断，以使相应中继设备提高自身提供的信号中继的能力、范围和质量，使得室内更多的目标物得到较佳的通信链路，扩大了各中继设备在整体上的有效覆盖信号范围，使得室内物联网信号覆盖得到整体提升。

Mobile intelligent relay equipment and relay system for improving indoor IOT signal coverage

The invention discloses a relay system for improving the signal coverage of indoor Internet of things, which judges the effective signal coverage ability of each relay device through the scheduling module, and controls the movement of the corresponding relay device when the corresponding relay device fails to provide the effective signal coverage range that meets the requirements due to the location transformation of the target object and other reasons, and whether the direction of the movement is conducive to The judgment of signal relay can improve the ability, range and quality of the signal relay provided by the corresponding relay equipment, make more indoor objects get better communication links, expand the effective coverage range of all relay equipment on the whole, and improve the overall coverage of indoor IOT signals.

【技术实现步骤摘要】
改善室内物联网信号覆盖的移动智能中继设备及中继系统
本专利技术涉及物联网通信
，特别涉及一种改善室内物联网信号覆盖的移动智能中继设备，以及一种改善室内物联网信号覆盖的中继系统。
技术介绍
在面向室内场景应用的物联网构建过程中，通常选择短距离无线通信方式建立物品与物品之间的数据通信通道，可以采用的短距离无线通信方式包括ZigBee，WIFI、蓝牙、6LOWPAN等。在短距离无线通信方式中，通常设立一个无线网关，该网关一方面接入互联网，并通过互联网实现与物联网后台服务器的通信传输，另一方面则面向室内空间提供无线物联网接入覆盖，通过短距离无线通信与本地的各种物品建立通信连接，包括物品与无线网关直接通信的直接通信连接方式，以及物品通过本地的其它物品中转来实现与无线网关通信的间接通信连接方式。为了节省电能以及降低辐射，短距离无线通信方式所采用的信号功率都较低，对墙壁的穿透力差，因此通信质量与距离远近具有较强相关性，而且易于受到室内环境因素的影响。如果覆盖范围内的一部分物品与无线网关的距离比较远或者是中间存在障碍物遮挡，则需要安装专门的中继设备，在物品和无线网关之间实现无线通信信号的中继传输。特别是面向建筑结构复杂、信号隔断较多或者多楼层的室内环境，设置中继设备对改善物联网信号覆盖具有尤其关键的作用。现有技术中，通常按照建筑结构形成的天然空间来布设所述中继设备，例如每几个房间安装一个中继设备，或者每个楼层安装一个，并且中继设备采用固定安装结构。这样布置具有以下缺陷：第一，因为无线信号在室内传输的机制复杂，存在信号衍射等现象，按照建筑结构布设导致中继设备的布局和数量未必能够最优化，比如会存在信号无法覆盖到的死角，或者是中继设备设置过多造成不必要的辐射增大。第二，很多接入物联网的物品本身以及空间中的障碍物也存在位置移动，比如大型会议中心或者展览会场，很多物品的位置经常调整变换，导致中继需求的分布位置发生变化，固定式的中继设备难以满足。
技术实现思路
（一）专利技术目的为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，优化室内中继设备的布局和数量，满足室内物品调换位置后的信号中继需求，提高中继设备提供的信号中继的能力、范围和质量，本专利技术公开了以下技术方案。（二）技术方案作为本专利技术的第一方面，本专利技术公开了改善室内物联网信号覆盖的移动智能中继设备，包括：中继模块，其与无线网关以及各目标物无线通信连接；信号覆盖监测模块，用于至少监测所述中继模块与相应目标物之间无线链路的第一信号强度，以及与中继模块通信连接的目标物的数量及通信ID；移动规划模块，用于分析所述中继设备周围的环境信息，以选取出至少一个候选目标点，并得到各所述候选目标点的位置信息；第一收发单元，用于将所述第一信号强度信息以及各所述候选目标点的位置信息发送至中继系统的调度模块，以及接收所述调度模块发来的指向选中目标点的移动指令；移动机构，用于驱动所述中继设备向所述选中目标点移动，以使所述中继模块的有效目标物数量在该中继模块所有目标物中的占比提升至不低于有效覆盖比例阈值；网关通信监测模块，用于监测所述中继设备与无线网关之间无线链路的第二信号强度，并在判断出所述第二信号强度低于的最低信号强度阈值的情况下：向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块控制相应中继设备反向移动；或，向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块选取新的选中目标点，并控制所述中继设备向所述新的选中目标点移动；或，向所述中继设备的移动机构发送失联报警信息，以使所述移动机构停止移动并等待指示；升降机构，用于依据所述移动机构的动作调节所述中继模块的高度位置；其中，所述移动指令在所述占比低于所述有效覆盖比例阈值的情况下生成，所述有效目标物为所述中继模块的所述第一信号强度大于有效覆盖信号阈值的目标物；所述环境信息由预先设置于室内的摄像系统或激光雷达系统采集，能够反映该中继设备周围的地理环境和道路情况；所述升降机构在所述中继设备被驱动移动的情况下降低所述中继模块的高度位置，并在所述中继设备未被驱动移动的情况下升高所述中继模块的高度位置。在一种可能的实施方式中，所述移动规划模块还用于依据所述选中目标点的位置信息规划到达所述选中目标点的移动路径，并依据所述移动路径控制所述移动机构向所述选中目标点移动。在一种可能的实施方式中，所述中继设备包括：目标位置采集装置，用于采集所述中继设备至少一个方向的环境数据；所述中继设备分析的所述环境信息包括所述目标位置采集装置采集的环境数据。在一种可能的实施方式中，所述目标位置采集装置包括至少一个图像采集设备，各所述图像采集设备分别采集至少一个方向的图像数据或点云数据作为所述环境数据；并且，所述移动规划模块从所述图像数据或点云数据中提取符合位置条件的目标点作为所述候选目标点；其中，所述位置条件包括：与所述中继设备出发位置之间的距离在距离阈值内，并且与所述中继设备出发位置之间能够形成通路。在一种可能的实施方式中，所述图像采集设备采用3D摄像头，所述3D摄像头用于采集所述中继设备周围环境的三维立体画面。作为本专利技术的第二方面，本专利技术还公开了改善室内物联网信号覆盖的中继系统，包括至少一个中继设备，还包括无线网关和调度模块；其中，所述中继设备包括：中继模块，其与无线网关以及各目标物无线通信连接；信号覆盖监测模块，用于至少监测所述中继模块与相应目标物之间无线链路的第一信号强度，以及与中继模块通信连接的目标物的数量及通信ID；网关通信监测模块，用于监测所述中继设备与无线网关之间无线链路的第二信号强度，并在判断出所述第二信号强度低于的最低信号强度阈值的情况下：向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块控制相应中继设备反向移动；或，向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块选取新的选中目标点，并控制所述中继设备向所述新的选中目标点移动；或，向所述中继设备的移动机构发送失联报警信息，以使所述移动机构停止移动并等待指示；升降机构，用于依据所述移动机构的动作调节所述中继模块的高度位置；其中，所述环境信息由预先设置于室内的摄像系统或激光雷达系统采集，能够反映该中继设备周围的地理环境和道路情况；所述升降机构在所述中继设备被驱动移动的情况下降低所述中继模块的高度位置，并在所述中继设备未被驱动移动的情况下升高所述中继模块的高度位置；所述调度模块包括：第二收发单元，用于接收所述中继设备发来的与相应目标物之间无线链路的第一信号强度信息以及所述中继设备通过分析周围的环境信息选取出的至少一个候选目标点的位置信息；有效筛选单元，用于从与所述中继设备通信连接的目标物中筛选出所述第一信号强度大于有效覆盖信号阈值的目标物，作为相应所述中继设备的有效目标物；移动触发单元，用于判断各所述中继设备的所述有效目标物数量在相应中继设备的所有目标物中的占比是否低于有效覆盖比例阈值，并在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善室内物联网信号覆盖的移动智能中继设备，其特征在于，包括：/n中继模块，其与无线网关以及各目标物无线通信连接；/n信号覆盖监测模块，用于至少监测所述中继模块与相应目标物之间无线链路的第一信号强度，以及与中继模块通信连接的目标物的数量及通信ID；/n移动规划模块，用于分析所述中继设备周围的环境信息，以选取出至少一个候选目标点，并得到各所述候选目标点的位置信息；/n第一收发单元，用于将所述第一信号强度信息以及各所述候选目标点的位置信息发送至中继系统的调度模块，以及接收所述调度模块发来的指向选中目标点的移动指令；/n移动机构，用于驱动所述中继设备向所述选中目标点移动，以使所述中继模块的有效目标物数量在该中继模块所有目标物中的占比提升至不低于有效覆盖比例阈值；/n网关通信监测模块，用于监测所述中继设备与无线网关之间无线链路的第二信号强度，并在判断出所述第二信号强度低于的最低信号强度阈值的情况下：向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块控制相应中继设备反向移动；或，向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块选取新的选中目标点，并控制所述中继设备向所述新的选中目标点移动；或，向所述中继设备的移动机构发送失联报警信息，以使所述移动机构停止移动并等待指示；/n升降机构，用于依据所述移动机构的动作调节所述中继模块的高度位置；其中，/n所述移动指令在所述占比低于所述有效覆盖比例阈值的情况下生成，所述有效目标物为所述中继模块的所述第一信号强度大于有效覆盖信号阈值的目标物；所述环境信息由预先设置于室内的摄像系统或激光雷达系统采集，能够反映该中继设备周围的地理环境和道路情况；所述升降机构在所述中继设备被驱动移动的情况下降低所述中继模块的高度位置，并在所述中继设备未被驱动移动的情况下升高所述中继模块的高度位置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种改善室内物联网信号覆盖的移动智能中继设备，其特征在于，包括：
中继模块，其与无线网关以及各目标物无线通信连接；
信号覆盖监测模块，用于至少监测所述中继模块与相应目标物之间无线链路的第一信号强度，以及与中继模块通信连接的目标物的数量及通信ID；
移动规划模块，用于分析所述中继设备周围的环境信息，以选取出至少一个候选目标点，并得到各所述候选目标点的位置信息；
第一收发单元，用于将所述第一信号强度信息以及各所述候选目标点的位置信息发送至中继系统的调度模块，以及接收所述调度模块发来的指向选中目标点的移动指令；
移动机构，用于驱动所述中继设备向所述选中目标点移动，以使所述中继模块的有效目标物数量在该中继模块所有目标物中的占比提升至不低于有效覆盖比例阈值；
网关通信监测模块，用于监测所述中继设备与无线网关之间无线链路的第二信号强度，并在判断出所述第二信号强度低于的最低信号强度阈值的情况下：向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块控制相应中继设备反向移动；或，向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块选取新的选中目标点，并控制所述中继设备向所述新的选中目标点移动；或，向所述中继设备的移动机构发送失联报警信息，以使所述移动机构停止移动并等待指示；
升降机构，用于依据所述移动机构的动作调节所述中继模块的高度位置；其中，
所述移动指令在所述占比低于所述有效覆盖比例阈值的情况下生成，所述有效目标物为所述中继模块的所述第一信号强度大于有效覆盖信号阈值的目标物；所述环境信息由预先设置于室内的摄像系统或激光雷达系统采集，能够反映该中继设备周围的地理环境和道路情况；所述升降机构在所述中继设备被驱动移动的情况下降低所述中继模块的高度位置，并在所述中继设备未被驱动移动的情况下升高所述中继模块的高度位置。


2.如权利要求1所述的中继设备，其特征在于，所述中继设备包括：
目标位置采集装置，用于采集所述中继设备至少一个方向的环境数据；
所述中继设备分析的所述环境信息包括所述目标位置采集装置采集的环境数据。


3.如权利要求2所述的中继设备，其特征在于，所述目标位置采集装置包括至少一个图像采集设备，各所述图像采集设备分别采集至少一个方向的图像数据或点云数据作为所述环境数据；并且，
所述移动规划模块从所述图像数据或点云数据中提取符合位置条件的目标点作为所述候选目标点；其中，
所述位置条件包括：与所述中继设备出发位置之间的距离在距离阈值内，并且与所述中继设备出发位置之间能够形成通路。


4.一种改善室内物联网信号覆盖的中继系统，其特征在于，包括至少一个中继设备，还包括无线网关和调度模块；其中，
所述中继设备包括：
中继模块，其与无线网关以及各目标物无线通信连接；
信号覆盖监测模块，用于至少监测所述中继模块与相应目标物之间无线链路的第一信号强度，以及与中继模块通信连接的目标物的数量及通信ID；
移动规划模块，用于分析所述中继设备周围的环境信息，以选取出至少一个候选目标点，并得到各所述候选目标点的位置信息；
网关通信监测模块，用于监测所述中继设备与无线网关之间无线链路的第二信号强度，并在判断出所述第二信号强度低于的最低信号强度阈值的情况下：向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块控制相应中继设备反向移动；或，向所述调度模块发送失联报警信息，以使所述调度模块选取新的选中目标点，并控制所述中继设备向所述新的选中目标点移动；或，向所述中继设备的移动机构发送失联报警信息，以使所述移动机构停止移动并等待指示；
升降机构，用于依据所述移动机构的动作调节所述中继模块的高度位置；
其中，所述环境信息由预先设置于室内的摄像系统或激光雷达系统采集，能够反...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇京珅，
申请(专利权)人：特斯联北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11