一种基于5G通信的物联网监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于5G通信的物联网监测系统，包括谐振选频电路、峰值实时监测电路、峰值保持电路和慢衰落预警电路，利用电容C3检测出超前移相180

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G通信的物联网监测系统


[0001]本专利技术涉及物联网
，特别是涉及一种基于5G通信的物联网监测系统。

技术介绍

[0002]无线传输是物联网的神经系统，将物联网节点连接起来，以进行信息沟通；实现物联网，是一个数据体量十分庞大，对网络速率与接口的要求都十分高的工程，4G的总带宽和并发能力太低，难以实现万物互联的需求，而5G高速、多宽带、低时延的特性，对物联网的发展将产生极大的作用；
[0003]根据《3GPP38.101协议》的规定，5G主要使用两段频率：450MHZ
‑
6GZ的sub6GHZ频段和24.25GHZ
‑
52.6GHZ的毫米波，然而，毫米波有着明显的缺点，毫米波绕障碍物的能力弱、穿透能力差，极其容易被物体阻挡，建筑物、人体本身的阻挡都会对5G信号造成衰减，甚至在人体手握手机时，手的阻挡也能对5G信号的正常传输造成衰减损耗；且5G基站信号的覆盖范围仅为100～300m，传输损耗率比4G更大，这也是5G信号在通信过程中易出现衰减损耗的一个重要原因；
[0004]因此5G物联网信号在通信过程中易存在衰落现象，其中慢衰落是指5G物联网信号接收器接收到的5G物联网信号的整体幅度随时间衰落的现象，这对5G物联网信号传输的质量和传输可靠度都有很大的影响，尤其会影响其基带信号的硬判决，5G物联网信号的慢衰落会使5G物联网信号在硬判决时产生错误的判决结果，从而影响5G物联网控制终端所下命令的正确性，严重时将造成5G物联网系统的瘫痪，造成不可估量的损失；
[0005]而由于5G网络部署选址难、5G基站及各种配套通讯设备建设成本高的问题，导致目前5G基站建设还未完备，完整的5G通讯系统并未建立，因此不能在5G通信全程使用现有技术的中继器来补偿5G信号的衰减损耗。

技术实现思路

[0006]针对上述情况，本专利技术之目的在于提供一种基于5G通信的物联网监测系统，能够实时监测5G物联网信号接收器接收到的5G物联网信号的慢衰落程度，并当5G物联网信号慢衰落严重时向5G物联网控制终端发出高电平预警，提示5G物联网控制终端该5G物联网信号误码概率极高。
[0007]其解决的技术方案是，包括5G物联网信号调制发射器、5G物联网信号接收器、5G物联网信号衰落监测模块和5G物联网控制终端，所述5G物联网信号调制发射器将5G物联网节点感知的5G物联网信号进行调制并发射，所述5G物联网信号接收器接收5G物联网信号调制发射器无线传输来的5G物联网信号，所述5G物联网信号衰落监测模块采样5G物联网信号接收器输出的5G物联网信号，实时监测其峰值电压，并在5G物联网信号的峰值电平衰落至原5G物联网信号峰值电平的0.1倍时，向5G物联网控制终端发出+5V高电平预警，所述5G物联网信号衰落监测模块包括谐振选频电路、峰值实时监测电路、峰值保持电路和慢衰落预警电路；
[0008]所述峰值实时监测电路将原5G物联网信号超前移相180
°
，利用超前移相180
°
后的5G物联网信号的正半周向电容C3充电至其峰值电压，并输出电容C3上的峰值电压，所述峰值保持电路将原5G物联网信号滞后移相180
°
，利用滞后移相180
°
后的5G物联网信号的正半周向电容C5充电至其峰值电压，并输出电容C5上的峰值电压，所述慢衰落预警电路运用运放器AR11、电阻R19
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R22组成差分电路，将电容C3上的峰值电压与电容C5上的峰值电压进行差分运算，运放器AR11输出得到的差值，运用运放器AR13、电阻R26
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R30组成取百分比电路，取电容C5上的峰值电压的0.9倍，由运放器AR13输出，并运用运放器AR14将运放器AR11的输出与运放器AR13的输出进行比较，当运放器AR14输出的比较结果为正电平时，输出+5V高电平至5G物联网控制终端。
[0009]由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：
[0010]1.运用峰值实时监测电路将原5G物联网信号进行超前移相180
°
，运用峰值保持电路将原5G物联网信号进行滞后移相180
°
，并将峰值实时监测电路输出的超前移相180
°
后的5G物联网信号峰值电压与峰值保持电路输出的滞后移相180
°
后的5G物联网信号峰值电压进行差分运算，得到的差值即5G物联网信号的衰落量，当5G物联网信号的衰落量大于原5G物联网信号的0.9倍时，5G物联网信号已衰减至原5G物联网信号的0.1倍，此时判断5G物联网信号的慢衰落程度已达到会使5G物联网信号在硬判决时产生错误的判决结果的严重程度，向5G物联网控制终端发出+5V高电平预警，提示5G物联网控制终端该5G物联网信号误码概率极高，降低严重慢衰落的5G物联网信号对5G物联网控制终端所下命令正确性的影响，从而减小造成5G物联网系统的损失。
[0011]2.在电容C3上的充电电压未达到超前移相180
°
后的5G物联网信号峰值电压的时间段内，使三极管Q1截止，防止其影响慢衰落预警电路中的运放器AR11的输出结果，导致求得的5G物联网信号衰落量不准确，从而错误判断5G物联网信号的慢衰落程度；同理，在电容C5上的充电电压未达到滞后移相180
°
后的5G物联网信号峰值电压的时间段内，使三极管Q3截止，防止其影响慢衰落预警电路中的运放器AR11的输出结果，导致求得的5G物联网信号衰落量不准确，从而错误判断5G物联网信号的慢衰落程度。
[0012]3.在超前移相180
°
后的5G物联网信号的一个周期内，峰值实时监测电路利用的超前移相180
°
后的5G物联网信号，即超前移相180
°
后的5G物联网信号正半周的起始位置上升至峰值位置，向电容C3充电至超前移相180
°
后的5G物联网信号的峰值电压，利用的超前移相180
°
后的5G物联网信号，即超前移相180
°
后的5G物联网信号正半周的峰值位置下降至零点位置，输出超前移相180
°
后的5G物联网信号的峰值电压至慢衰落预警电路，利用π
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2π的超前移相180
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后的5G物联网信号，即超前移相180
°
后的负半周，以避免电容C3上的峰值电压还未输出时，便已通过电阻R6放电，影响慢衰落预警电路中AR11的输出结果，从而影响对5G物联网信号衰落程度的准确性；
[0013]在滞后移相180
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后的5G物联网信号的一个周期内，峰值保持电路利用的滞后移相180
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后的5G物联网信号，即滞后移相180
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后的5G物联网信号正半周的起始位置上升至峰值位置，向电容C5充电至滞后移相180
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后的5G物联网信号的峰值电压，利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G通信的物联网监测系统，包括5G物联网信号调制发射器、5G物联网信号接收器、5G物联网信号衰落监测模块和5G物联网控制终端，其特征在于，所述5G物联网信号调制发射器将5G物联网节点感知的5G物联网信号进行调制并发射，所述5G物联网信号接收器接收5G物联网信号调制发射器无线传输来的5G物联网信号，所述5G物联网信号衰落监测模块采样5G物联网信号接收器输出的5G物联网信号，实时监测其峰值电压，并在5G物联网信号的峰值电平衰落至原5G物联网信号峰值电平的0.1倍时，向5G物联网控制终端发出+5V高电平预警，所述5G物联网信号衰落监测模块包括谐振选频电路、峰值实时监测电路、峰值保持电路和慢衰落预警电路；所述峰值实时监测电路将原5G物联网信号超前移相180
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，利用超前移相180
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后的5G物联网信号的正半周向电容C3充电至其峰值电压，并输出电容C3上的峰值电压，所述峰值保持电路将原5G物联网信号滞后移相180
°
，利用滞后移相180
°
后的5G物联网信号的正半周向电容C5充电至其峰值电压，并输出电容C5上的峰值电压，所述慢衰落预警电路运用运放器AR11、电阻R19
‑
R22组成差分电路，将电容C3上的峰值电压与电容C5上的峰值电压进行差分运算，运放器AR11输出得到的差值，运用运放器AR13、电阻R26
‑
R30组成取百分比电路，取电容C5上的峰值电压的0.9倍，由运放器AR13输出，并运用运放器AR14将运放器AR11的输出与运放器AR13的输出进行比较，当运放器AR14输出的比较结果为正电平时，输出+5V高电平至5G物联网控制终端。2.如权利要求1所述的一种基于5G通信的物联网监测系统，其特征在于，所述谐振选频电路包括电容C1，电容C1的一端接5G物联网信号接收器输出端口和电感L1的一端，电容C1的另一端接电感L1的另一端和运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接电阻R1、电阻R2的一端，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端接峰值实时监测电路的输入端和峰值保持电路的输入端。3.如权利要求1所述的一种基于5G通信的物联网监测系统，其特征在于，所述峰值实时监测电路包括电容C2，电容C2的一端接峰值保持电路的输入端、谐振选频电路的输出端和电阻R3的一端，电容C2的另一端接电位器R5的一端和运放器AR2的同相输入端，电位器R5的另一端接地，电阻R3的另一端接电阻R4的一端和AR2的反相输入端，电阻R4的另一端接AR2的输出端、运放器AR5的同相输入端和二极管D1的阳极，二极管D1的阴极接运放器AR3的同相输入端，运放器AR3的反相输入端接电容C3的一端、二极管D2的阴极、三极管Q1的发射极和继电器K1的触点1，运放器AR3的输出端接二极管D2的阳极和二极管D3的阴极，二极管D3的阳极接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接运放器AR4的同相输入端，运放器AR4的反相输入端接运放器AR4的输出端和慢衰落预警电路中运放器AR10的同相输入端和继电器K3的触点3，继电器K1的触点3接地，继电器K1的触点2接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地和电容C3的另一端、运放器AR5的反相输入端，运放器AR5的输出端接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接场效应管Q2的栅极，场效应管Q2的源极接电源+5V，场效应管Q2的漏极接继电器K1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯小莹，吴藏，沈威，王益斌，
申请(专利权)人：沸蓝建设咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：