一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統的製作方法
2023-06-05 17:34:36
專利名稱：一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子數據採集與監控領域，尤其涉及一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統。
背景技術：
北鬥衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System)是中國自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統。北鬥導航定位系統具有快速定位、雙向通信和精密授時三大基本功能。北鬥系統最主要的特點是具有傳送短報文的通信功能，可進行雙向短報文通信，這是GPS系統、格洛納斯系統和伽利略系統所沒有的創新性的功能。北鬥系統獨特的短報文的通信優勢，非常適合常規通信手段無法覆蓋的偏遠或環境惡劣地區的數據傳輸。數據採集與監控系統的遠程通信一般是指後端監控中心與前端現場之間的通信，其主要包括有線和無線兩種傳輸方式。有線傳輸方式有PSTN公用電話網、網際網路等；無線傳輸方式有無線數傳電臺、GSM/GPRS移動通信網等。但是在地理環境複雜、惡劣或空曠偏遠地區，由於沒有網絡接入點和移動網信號覆蓋，而無法進行遠程數據採集和監控。若採用大功率的無線數傳電臺，不僅要申請頻點，運營維護成本也很高，而且通信質量和傳輸距離受地理環境和氣候的影響很大。使用微波通信或鋪設光纜也不現實。
實用新型內容為了解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種能夠在偏遠或環境惡劣地區進行遠程通信的數據 採集與監控系統。本實用新型所採用的技術方案是:一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其包括數據採集單元、北鬥用戶機、北鬥衛星傳輸單元、北鬥指揮機以及監控中心單元，所述的數據採集單元依次與北鬥用戶機、北鬥衛星傳輸單元、北鬥指揮機和監控中心單元連接。進一步，所述的數據採集單元包括集中器和至少一個檢測儀表，所述的檢測儀表通過所述的集中器連接到所述的北鬥用戶機。進一步，所述的檢測儀表通過RS485通信方式或M-BUS通信方式或PLC通信方式或無線通信方式連接到所述的集中器；所述的集中器通過RS232通信方式或RS485通信方式連接到所述的北鬥用戶機。進一步，所述的北鬥衛星傳輸單元包括第一衛星、地面定位總站和第二衛星，所述的第一衛星依次與地面定位總站和第二衛星相連接；所述的第一衛星與所述的北鬥用戶機連接，所述的第二衛星與所述的北鬥指揮機連接。進一步，所述的監控中心單元包括前置機、管理伺服器、數據伺服器，所述的前置機、管理伺服器、數據伺服器之間相互連接，所述的前置機與所述的北鬥指揮機連接。進一步，所述的監控中心單元還包括Web伺服器和Web客戶端，所述的Web客戶端通過所述的Web伺服器連接到所述的數據伺服器。[0012]進一步，其還包括北鬥民用運營中心，所述的北鬥民用運營中心分別與所述的北鬥衛星傳輸單元和所述的監控中心單元連接。進一步，所述的北鬥民用運營中心通過網際網路或GSM/GPRS與所述的監控中心單元連接。本實用新型的有益效果是:一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其包括數據採集單元、北鬥用戶機、北鬥衛星傳輸單元、北鬥指揮機以及監控中心單元。本實用新型利用北鬥衛星短報文通信功能，實現與偏遠或環境惡劣地區的遠端現場通信。本實用新型具有通信範圍廣、無盲區網絡覆蓋的特點，尤其適合在地理環境複雜、空曠偏遠地區的數據通信傳輸，而且具有完善的波束覆蓋性能、良好的抗雨衰性能、強大的並發通信能力、高度的安全保障以及快捷的通信傳輸，提供了一種獨特、低成本的應用選擇。本實用新型應用於遠程數據採集和監控等通信領域。
圖1是本實用新型基本構思的系統結構圖；圖2是本實用新型實施例一的系統結構圖；圖3是本實用新型實施例二的系統結構圖。
具體實施方式
為了便於下文的描述，首先給出以下名詞解釋:RS232:RS232是由美國電子工業協會EIA制定的一種串行傳輸接口標準，設有25條信號線，對於一般雙工通信，僅需其中幾條信號線，主要用於兩點之間的近距離通信。
RS485:RS485串行總線標準，採用平衡發送和差分接收，半雙工通信。一般只需兩線，總線式拓撲結構，在同一總線上可以掛接多個結點。M-BUS:儀表總線(meter bus), M-BUS主要特點是兩根傳輸線不分極性，可同時供電和傳輸串行數據。M-BUS是半雙工通信總線，主從式通信結構。PLC:電力線載波(Power Line Carrier)通信是以輸電線路作為載波信號的傳輸媒介，實現數據的傳遞和信息交換。GSM/GPRS:GSM/GPRS為移動通信系統，可利用簡訊息數字通信平臺實現數據遠程無線傳輸。圖1是本實用新型基本構思的系統結構圖，其包括數據採集單元、北鬥用戶機、北鬥衛星傳輸單元、北鬥指揮機以及監控中心單元，所述的數據採集單元依次與北鬥用戶機、北鬥衛星傳輸單元、北鬥指揮機和監控中心單元連接。其中，北鬥用戶機用於將數據採集單元採集的數據轉換生成北鬥通信報文傳送到北鬥衛星傳輸單元，同時將北鬥衛星傳輸單元傳輸的北鬥通信報文轉換生成控制命令傳輸到數據採集單元。本實施例中，北鬥用戶機是一款體積小、功耗低和可靠性高的多功能用戶終端，適用於各種極端、嚴酷的特殊環境，便於安裝在常規通信無法實現的場所，可實現獨立組網，也可與多種設備和傳感器連接，從而實現數據信息的採集、監控和傳輸等功能。北鬥指揮機用於將監控中心單元發出的命令轉換生成北鬥通信報文傳送到北鬥衛星傳輸單元，同時將北鬥衛星傳輸單元傳輸的北鬥通信報文轉換生成採集數據格式傳輸到監控中心單元。本實施例中，北鬥指揮機適用於集團組網和指揮調度，除具有普通用戶的定位、授時和通信功能外，還能監控和接收下轄用戶機的定位和通信信息，並可發送廣播信息，對下屬用戶終端進行監控、管理。圖2是本實用新型實施例一的系統結構圖。數據採集單元包括集中器和至少一個檢測儀表，檢測儀表通過所述的集中器連接到北鬥用戶機。顯然的，檢測儀表可以是電錶、水錶、燃氣表、流量計、壓力表、熱量表、溫度表或溼度表等。檢測儀表通過RS485通信方式或M-BUS通信方式或PLC通信方式或無線通信方式連接到集中器；集中器通過RS232通信方式或RS485通信方式連接到北鬥用戶機。北鬥衛星傳輸單元包括第一衛星、地面定位總站和第二衛星，所述的第一衛星依次與地面定位總站和第二衛星相連接；所述的第一衛星與所述的北鬥用戶機連接，所述的第二衛星與所述的北鬥指揮機連接。其中，北鬥衛星傳輸單元主要是通過北鬥用戶設備(如北鬥指揮機、北鬥用戶機等)為用戶建立北鬥衛星數據傳輸鏈路，傳輸用戶各類型數據，並實時監測各個用戶點的位置信息。數據採集單元將數據傳送給北鬥用戶機，北鬥用戶機把數據轉換成短報文數據信息發送到第一衛星，由第一衛星將該短報文數據信息送達地面定位總站，地面定位總站將該短報文數據信息根據對應的接收終端ID發送給第二衛星，最後第二衛星根據該ID號將短報文數據信息傳送給地面北鬥指揮機，北鬥指揮機將短報文數據信息轉換成數據傳送給監控中心單元；反之，通過監控中心單元也可向數據採集單元發送控制命令，實現數據交換。監控中心單元與北鬥用戶機之間可點對點通信，也可實現廣播通信。監控中心單元包括前置機、管理伺服器、數據伺服器，所述的前置機、管理伺服器、數據伺服器之間相互連接，所述的前置機與所述的北鬥指揮機連接。其中，前置機負責接收並解析來自北鬥指揮機的數據信息，或發送監控中心單元發出的數據信息。
·[0033]監控中心單元還包括Web伺服器和Web客戶端，Web客戶端通過Web伺服器連接到所述的數據伺服器。其中，Web伺服器為用戶提供了 Web訪問服務，Web用戶端可以通過Web頁面訪問發送命令或獲取來自數據採集單元的及時、全面的數據信息。圖3是本實用新型實施例二的系統結構圖。實施例二與實施例一的區別在於，其還包括北鬥民用運營中心，北鬥民用運營中心分別與北鬥衛星傳輸單元和監控中心單元連接。北鬥民用運營中心通過網際網路或GSM/GPRS與所述的監控中心單元連接。其中，該實施例中北鬥民用運營中心是與監控中心單元中的前置機連接，前置機負責接收並解析來北鬥民用運營中心的數據信息，或發送監控中心單元發出的數據信息。一般情況下，是由北鬥指揮機與北鬥用戶機之間直接進行數據收發，無須經過北鬥民用運營中心。但是對特殊用戶或當數據業務量非常大時，可通過北鬥民用運營中心收、發衛星數據信息，用戶再通過網際網路或GSM/GPRS接入北鬥民用運營中心，由北鬥民用運營中心進行實時、自動地數據處理和轉發。以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本實用新型創造並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形 或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。
權利要求1.一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其特徵在於:其包括數據採集單元、北鬥用戶機、北鬥衛星傳輸單元、北鬥指揮機以及監控中心單元，所述的數據採集單元依次與所述的北鬥用戶機、北鬥衛星傳輸單元、北鬥指揮機和監控中心單元連接。
2.根據權利要求1所述的一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其特徵在於:所述的數據採集單元包括集中器和至少一個檢測儀表，所述的檢測儀表通過所述的集中器連接到所述的北鬥用戶機。
3.根據權利要求2所述的一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其特徵在於:所述的檢測儀表通過RS485通信方式或M-BUS通信方式或PLC通信方式或無線通信方式連接到所述的集中器；所述的集中器通過RS232通信方式或RS485通信方式連接到所述的北鬥用戶機。
4.根據權利要求1所述的一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其特徵在於:所述的北鬥衛星傳輸單元包括第一衛星、地面定位總站和第二衛星，所述的第一衛星依次與地面定位總站和第二衛星相連接；所述的第一衛星與所述的北鬥用戶機連接，所述的第二衛星與所述的北鬥指揮機連接。
5.根據權利 要求1所述的一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其特徵在於:所述的監控中心單元包括前置機、管理伺服器、數據伺服器，所述的前置機、管理伺服器、數據伺服器之間相互連接，所述的前置機與所述的北鬥指揮機連接。
6.根據權利要求5所述的一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其特徵在於:所述的監控中心單元還包括Web伺服器和Web客戶端，所述的Web客戶端通過所述的Web伺服器連接到所述的數據伺服器。
7.根據權利要求1 6任意一項所述的一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其特徵在於:其還包括北鬥民用運營中心，所述的北鬥民用運營中心分別與所述的北鬥衛星傳輸單元和所述的監控中心單元連接。
8.根據權利要求7所述的一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其特徵在於:所述的北鬥民用運營中心通過網際網路或GSM/GPRS與所述的監控中心單元連接。
專利摘要本實用新型公開了一種基於北鬥衛星短報文遠程通信的數據採集與監控系統，其包括數據採集單元、北鬥用戶機、北鬥衛星傳輸單元、北鬥指揮機以及監控中心單元，數據採集單元依次與北鬥用戶機、北鬥衛星傳輸單元、北鬥指揮機和監控中心單元連接。本實用新型利用北鬥衛星短報文通信功能，實現常規通信手段無法覆蓋的偏遠或環境惡劣地區的遠端現場通信，具有通信範圍廣、無盲區網絡覆蓋的特點，尤其適合在地理環境複雜、惡劣和空曠偏遠地區的數據通信傳輸，而且具有完善的波束覆蓋性能、良好的抗雨衰性能、強大的並發通信能力、高度的安全保障以及快捷的通信傳輸，提供了一種獨特、低成本的應用選擇。本實用新型應用於遠程數據採集、監控等通信領域。
文檔編號H04B7/185GK203151492SQ20132006995
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月6日 優先權日2013年2月6日
發明者彭立基, 羅文杰 申請人:深圳市成星自動化系統有限公司