[發明專利]一種基于4G、5G的塔吊自適應通信系統及方法

在審

• 申請號: 202211618364.7
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN116253247A
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 陳惠聰;劉文康;陳興;謝智平;黃杰強;黃世霄;張志鴻
• 申請（專利權）人: 福建邁緯通信科技股份有限公司
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C13/44;B66C13/48;H01Q3/08;H04W52/28;H04W52/52
• 代理公司: 泉州商正智慧專利代理事務所(特殊普通合伙) 35276
• 代理人: 周康

1.一種基于4G、5G的塔吊自適應通信系統，包括地面監測控制交互系統、地面通信平臺、塔吊通信終端，其特征是：所述地面通信平臺包括底座，底座上端面設有地面通信主機和天線轉動控制裝置；

所述天線轉動控制裝置連接有定向天線，天線轉動控制裝置可以控制所述定向天線在水平和垂直方向的轉動；所述地面通信主機與所述地面監測控制交互系統、定向天線有線連接，用于輸出所述天線轉動控制裝置的控制信號，并處理和調度通信信號；所述塔吊通信終端還設有用于收集水平坐標和海拔高度參數的塔吊定位單元；所述塔吊通信終端與所述地面通信平臺4G、5G無線通信連接，用于接收地面通信平臺發送的塔吊控制和通信信號，并向地面通信平臺發送塔吊狀態監測、定位、語音及視頻等通信信號。

2.如權利要求1所述的一種基于4G、5G的塔吊自適應通信系統，其特征是：所述地面通信主機包括機體結構、中央主控單元、水平角度伺服控制單元、垂直角度伺服控制單元、地面定位單元、通信信號處理單元、自動增益及自激消除控制單元、雙工合路器；所述中央主控單元與所述水平角度伺服控制單元、垂直角度伺服控制單元、地面定位單元、通信信號處理單元、自動增益及自激消除控制單元連接，所述通信信號處理單元連接自動增益及自激消除控制單元連接和地面監測控制交互系統，所述自動增益及自激消除控制單元連接雙工合路器，所述雙工合路器連接定向天線，所述地面通信主機還設有連接地面定位單元的地面定位天線；所述中央主控單元用于接收地面定位單元和塔吊定位單元定位信息，輸出水平和垂直伺服控制信號，同時調度通信信號處理單元、自動增益及自激消除控制單元工作。

3.根據權利要求1所述的一種基于4G、5G的塔吊自適應通信系統，其特征是：所述天線轉動控制裝置包括安裝座，所述安裝座為中空圓柱筒狀，內腔設有水平旋轉座，所述水平旋轉座底部固定連接從動齒輪一，所述安裝座外側設有驅動電機一，所述驅動電機一輸出端連接驅動齒輪一，所述驅動齒輪一與所述從動齒輪一嚙合連接，所述水平旋轉座上端面中央連接支撐柱，所支撐柱頂端可轉動連接有U型的天線座，所述天線座一側固定安裝從動齒輪二，所述支撐柱靠近頂端還安裝有驅動電機二，其輸出端連接驅動齒輪二，所述驅動齒輪二與所述從動齒輪二嚙合連接，以此控制所述天線座垂直方向轉動；所述天線座固定安裝所述定向天線；所述驅動電機一與所述水平角度伺服控制單元連接，所述驅動電機二與所述垂直角度伺服控制單元連接。

4.根據權利要求2所述的一種基于4G、5G的塔吊自適應通信系統，其特征是：所述地面定位天線設置在所述地面通信主機的頂端面。

5.根據權利要求2所述的一種基于4G、5G的塔吊自適應通信系統，其特征是：所述地面定位單元和塔吊定位單元為北斗、GPS、北斗/GPS雙模天線中的一種。

6.根據權利要求3所述的一種基于4G、5G的塔吊自適應通信系統，其特征是：所述驅動電機一和所述驅動電機二為脈沖步進電機。

7.根據權利要求3所述的一種基于4G、5G的塔吊自適應通信系統，其特征是：所述支撐柱為S型。

8.一種基于4G、5G的塔吊自適應通信方法，其特征在于，基于權利要求1-7任一項所述的一種基于4G、5G的塔吊自適應通信系統，所述通信方法包括如下步驟：

手動調整地面通信平臺的定向天線大致對準塔吊通信終端，使地面通信主機的中央主控單元能接收到塔吊通信終端發送的實時定位及海拔信息；

所述中央主控單元根據地面通信平臺和塔吊通信終端的實時定位及海拔信息，實時計算地面通信平臺到塔吊通信終端俯仰角度和水平角，同時向水平角度伺服控制單元、垂直角度伺服控制單元輸出控制信號，控制所述驅動電機一、驅動電機二動作，從而調整定向天線的俯仰角，水平角，實現定向天線與塔吊通信終端的實時精確對準；

根據地面通信平臺和塔吊通信終端的實時定位及海拔信息，中央主控單元實時計算地面通信平臺和塔吊通信終端的距離，并根據距離控制自動增益及自激消除控制單元調整通信信號的輸出功率，并進行自激消除，實現通信信號的穩定覆蓋；

地面監測控制交互系統的控制及音視頻信號通過地面通信平臺發送至塔吊通信終端，塔吊通信終端收集的音視頻及狀態監測信號發送至地面通信平臺再發送至地面監測控制交互系統，進行音視頻通訊及塔吊工作轉態監測。