[发明专利]一种基于4G、5G的塔吊自适应通信系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于4G、5G的塔吊自适应通信系统及方法，包括地面监测控制交互系统、地面通信平台、塔吊通信终端；塔吊通信终端与地面通信平台4G、5G无线通信连接，地面通信平台设置的地面通信主机与所述地面监测控制交互系统、定向天线有线连接，地面通信主机包括机体结构、中央主控单元、水平角度伺服控制单元、垂直角度伺服控制单元、地面定位单元、通信信号处理单元、自动增益及自激消除控制单元、双工合路器，通过控制定向天线在水平和垂直方向的转动实现定向天线与塔吊通信终端的实时对准，根据塔吊通信终端的通信距离进行通信输出功率调整和自激消除，实现通信信号稳定覆盖。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于4G、5G的塔吊自适应通信系统及方法。

背景技术

塔吊即塔式起重机作为主要物料运输机械在建筑业得到了广泛的应用。尤其近年来随着政府城镇化改革的不断深入，高层、超高层建筑的兴起，塔吊在现代化建筑施工过程作用越来越大，并且不断向大型化、智能化方向发展。塔吊应用4G、5G无线移动网络和近程微波无线通信的技术的创新，以4G、5G无线移动网络的高速通信技术为基础，使过去难以实现的建筑工地实时远程音视频通信成为可能，并且实现了工地现场的实时塔吊运行状态监控；结合塔吊上安装能够采集塔吊运行时各物理参数的传感器，分别判断采集到的各物理参数进行全自动的信息传输、预判和控制等处理，实现塔吊的各种信息稳定传输和无人自动操控。但在实际使用过程，公网的4G、5G通信信号由于布局的局限，在高空环境下塔吊的4G、5G通信信号覆盖不足，而且塔吊工作时做360度旋转，在不同施工进度阶段塔吊的高度也需要调整变化，通信覆盖稳定性难以保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于4G、5G的塔吊自适应通信系统及方法，以解决上述背景技术提出的问题。

针对上述问题，本发明所采用如下技术方案：一种基于4G、5G的塔吊自适应通信系统，包括地面监测控制交互系统、地面通信平台、塔吊通信终端，其特征是：所述地面通信平台包括底座，底座上端面设有地面通信主机和天线转动控制装置；

所述天线转动控制装置连接有定向天线，天线转动控制装置可以控制所述定向天线在水平和垂直方向的转动；所述地面通信主机与所述地面监测控制交互系统、定向天线有线连接，用于输出所述天线转动控制装置的控制信号，并处理和调度通信信号；所述塔吊通信终端还设有用于收集水平坐标和海拔高度参数的塔吊定位单元；所述塔吊通信终端与所述地面通信平台4G、5G无线通信连接，用于接收地面通信平台发送的塔吊控制和通信信号，并向地面通信平台发送塔吊状态监测、定位、语音及视频等通信信号。

进一步的，所述地面通信主机包括机体结构、中央主控单元、水平角度伺服控制单元、垂直角度伺服控制单元、地面定位单元、通信信号处理单元、自动增益及自激消除控制单元、双工合路器；所述中央主控单元与所述水平角度伺服控制单元、垂直角度伺服控制单元、地面定位单元、通信信号处理单元、自动增益及自激消除控制单元连接，所述通信信号处理单元连接自动增益及自激消除控制单元连接和地面监测控制交互系统，所述自动增益及自激消除控制单元连接双工合路器，所述双工合路器连接定向天线，所述地面通信主机还设有连接地面定位单元的地面定位天线；所述中央主控单元用于接收地面定位单元和塔吊定位单元定位信息，输出水平和垂直伺服控制信号，同时调度通信信号处理单元、自动增益及自激消除控制单元工作。

进一步的，所述天线转动控制装置包括安装座，所述安装座为中空圆柱筒状，内腔设有水平旋转座，所述水平旋转座底部固定连接从动齿轮一，所述安装座外侧设有驱动电机一，所述驱动电机一输出端连接驱动齿轮一，所述驱动齿轮一与所述从动齿轮一啮合连接，所述水平旋转座上端面中央连接支撑柱，所支撑柱顶端可转动连接有U型的天线座，所述天线座一侧固定安装从动齿轮二，所述支撑柱靠近顶端还安装有驱动电机二，其输出端连接驱动齿轮二，所述驱动齿轮二与所述从动齿轮二啮合连接，以此控制所述天线座垂直方向转动；所述天线座固定安装所述定向天线；所述驱动电机一与所述水平角度伺服控制单元连接，所述驱动电机二与所述垂直角度伺服控制单元连接。