基于北斗的卫星通信论文

2022-04-29

小伙伴们反映都在为论文烦恼,小编为大家精选了《基于北斗的卫星通信论文(精选3篇)》,供需要的小伙伴们查阅,希望能够帮助到大家。【摘要】为确保船舶航行安全并对航道环境进行实时监测,基于卫星和通用无线分组业务技术(GPRS)设计航标灯智能监测系统。该系统能实现航标灯位置监测、状态参数测量、航道水位深度测量,并通过GPRS通信装置将监测数据实时传回系统监控服务器进行分析并发出预警信号,实现对航标灯及其周围环境的远程监测。

基于北斗的卫星通信论文 篇1:

基于北斗卫星通信的电能量数据采集系统研究

摘要:目前电网行业的数据通信应用方式中,以光纤、微波或手机公网(GPRS,3G,4G等)通道进行通信,而对于广大人烟稀少山区、牧区、深山中的峡谷水电站等,其既无光纤通路,也尚无法保证稳定的公网信号覆盖,这种“弱信号”地区上述通信方式则显得无能为力。文章重点介绍了通过申请北斗通信卡方式,在北斗通信终端之间互相发送短信(数据)的通信技术,这种端到端的通信方式不受地理位置限制,露天情况下通信无盲区,成本低廉,成功实现了在通信手段匮乏的偏远地区进行有效、快速的电能量数据实时传递。

关键词:电力系统;弱信号地区;北斗卫星;电能量采集

近年来,国家电网公司对管辖各子网省电力公司下达了对民用电信息、各厂站能源数据实现“全采集、全覆盖”的要求。依据该要求,各省电力公司需逐步加强对各大厂站的监管力度,各类厂站要充分、及时地提供发电、配电、供电可靠性、实时性等信息,以便于全面掌控电力公司的运营情况。但是,对于广大人烟稀少的牧区、山区、深山中的水电站等,存在既无光纤通路,又无稳定的公网信号覆盖的条件。这样的地区面临着信号弱或根本没有信号的问题,且长期得不到有效解决,故产生两个问题:(1)现场数据采集设备工作异常,难以满足数据采集成功率,仍然需要大量的人工介入,无法满足电力运营管理的要求;(2)现场采集设备受制于通信通道的瓶颈而不能有效利用,导致设备闲置资源浪费[1]。

1 北斗系统简介

北斗卫星导航系统是我国大力实施的独立运行、自主发展的全球卫星导航系统。建设本系统目标是:建成技术先进、开放兼容、独立自主、稳定可靠的全球性北斗卫星导航系统,同时完善现有的应用支撑产业,大力推动其在社会国民经济的广泛应用。通信双方可以通过申请北斗通信卡方式,在北斗通信终端之间互相发送短信(数据),这种双向通信功能是中国北斗卫星导航系统区别于其他导航卫星系统的独特发明。这种点到点的通信方式不受制于地理位置,全天候情况下可实现通信全覆盖,成本低廉,可作为通信手段匮乏偏远地区通信方式的有效补充[2]。

2 通信系统的组成与功能实现

2.1系统的架构

根据电力系统对数据采集的要求,通信系统由北斗前置系统和台区子系统构成。台区通过采集各子站、北斗卫星、主站管理系统的通信链路,现场采集终端则利用北斗卫星组成的通信链路,实现与主站之间的数据传递,台区设备端配置一台北斗电力数据采集终端,实现远程数据采集和传送(见图1)。

2.2台区子系统的实现

台区子系统由计量设备(电能表)、采集设备(集抄专变终端)、北斗电力计量终端组成(见图2)。

在这个系统中每个台区配置一套北斗电力抄表终端(见图3),相较于其他传统集抄方式,本系统中只有北斗电力抄表终端为新增装置,北斗电力抄表终端与集中器(又称专变终端)之间支持网口连接方式,以适应现场的几种接入方式。

北斗电力抄表终端功能如下。(1)北斗电力计量终端向集中器主动发出数据请求,将集中器数据主动上传到主站。(2)在北斗电力抄表终端中,移植进电网集抄的376.1规则,向终端发出数据请求,并将采集到的各项用能数据主动上传到主站系统。(3)将电网用能信息通信协议包植入北斗通信协议中,完成协议转换。(4)大数据的长报文自动组包、拆包 处理。(5)可远程更改数据采集参数和升级程序。(6)与北斗卫星创建链接,实现无障碍、全天候即时通信。

2.3主站点接入系统功能实现

北斗的主站系统由北斗前置通信服务器、营销用能数据采集子系统组成,采用有线网方式连接,具体如图4所示。

配置前置通信服务器主要是实现数据的缓冲。在这种配置方案下,主站的数据请求由前置服务器主动进行响应,此命令报文不需要转发至台区。同时前置服务器以循环方式向终端不断发出电能量数据的请求,并保存于前置机本地。

3 北斗通信前置机技术简介

3.1前置机通信仂议

前置机通信协议主要功能是完成通信中电力集采协议与北斗通信协议之间的格式转换。众所周知,国家电网用能信息采集的协议标准是《国网抄表通信协议》,该协议下的数据包必须转换成北斗协议下的数据包,并经北斗系统的通信链路送至主站点;在数据接收端则将北斗协议下的数据包还原为国网通信协议下的数据包。协议转换原理是:将国网抄表协议的数据包拆分后封装在各个单帧的北斗协议数据包的数据体内,详细描述如表1-2所示。

“北斗”卫星数据传输系统对报文有严格长度限制,在传输大数据包时,必须分包进行发送,并在接收端重新组包,换言之,在通信过程中,北斗通信协议短报文与集抄协议长报文必须在传输中进行组包、拆包。

例如,若现场集中器把长度为960字节的一帧数据上传至北斗电力抄表终端时,北斗电力抄表终端会将这贞数据拆分成10个96字节的子包,并通过北斗系统通信链路,逐—上传至主站系统中的北斗通信前置机,主站前置机在接收完这10个子包后,重新进行组包,将数据包格式还原后上传至用能信息采集系统的主站。具体原理如图5所示。

3.2前置服务器的功能与实现

由于北斗具有延时特性,当用能信息采集主站点向北斗 抄表终端发出数据请求后,北斗抄表终端己准备好的数据 通常在60 s后才能上传到主站,用能信息采集主站点会误认 为超时,从而出现数据请求失败的情况‘3]。因此,本系统中北 斗不能只是提供一个透明的传输通道,不能仅仅完成前端 计费主站系统和现场终端装置之间的数据转发。前置应用 服务器主要是为了数据缓冲的目的而配置,在这种配置方案 下,主站的数据请求由前置服务器完成响应,且命令报文不 需要转发到台区。同时前置机以循环的方式不断地向终端发 送电能量数据请求,并保存至北斗通信前置机本地。所以, 主站前置机的接入程序必须完成以下几个方面功能。

(1)在主站前置機接入程序上完成:按照国网的376抄 表规则,接收各厂站终端上传的各项数据,并保存至北斗通 信前置服务器终端的数据库内。

(2)在主站前置机接入程序上完成:按照国网的376抄 表规则,模拟主站与各厂站终端保持TCP/IP协议下的实时 连接。当主站发送数据请求时,从本地的北斗通信前置机终 端的数据库中获取最新的数据,上传给主站系统。

(3)在实现以上功能的过程中,接入服务子程序与北斗 卫星系统之间的通信必须遵循国家颁布的北斗卫星通信协 议.与主站、终端二者之间的通信必须遵循国家电网颁布的 电力抄表通信协议,并在程序中实现北斗通信协议和电力抄 表通信协议的实时协议转换。

(4)北斗系统采用串口通信防水,电力集采器采用TCP/ IP通信协议,程序中则要完成两种通信协议的转换。同时北 斗通信协议支持100字节以内的数据报文,而在电力抄表协 议中,部分报文的长度通常会超过100字节,故程序上还需要实现对长报文的拆包、解包。

(5)数据采集的报文则按照营销采集主站的规范执行。

4结语

伴随着中国经济社会的发展,电网规模不断地扩大,运行水平大幅度提高,北斗卫星导航系统将为我国偏远地区的电力运行数据采集工作提供一个技术革命,这预示着电网营销运行的效率和可靠性得到了质的飞跃。采用北斗提供的“双向授时功能”,我国电力输送领域重点攻坚的时间同步课题也将得到彻底解决。

[参考文献]

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[2]杨红静电力系统中基于北斗卫星导航系统的应用[J]无线互联科技,2013 (4):152-153

[3]邸光宇,王彦宏,贾红军北斗卫星导航系统在农村电力系统中的信息化应用[J]卫星与网络,2007 (3):62-63

作者:胡丹 张倩

基于北斗的卫星通信论文 篇2:

基于北斗卫星通信的航标灯智能遥测遥控系统设计

【摘 要】 为确保船舶航行安全并对航道环境进行实时监测,基于卫星和通用无线分组业务技术(GPRS)设计航标灯智能监测系统。该系统能实现航标灯位置监测、状态参数测量、航道水位深度测量,并通过GPRS通信装置将监测数据实时传回系统监控服务器进行分析并发出预警信号,实现对航标灯及其周围环境的远程监测。航标灯智能遥测遥控系统达到对航标灯及航道环境实时监控,对危险环境提前预警、对出现的故障及时进行维护的目的,使得船舶在航道行驶时的航行安全、航标灯的遥测遥控和质量维护等诸方面技术问题都能得到较好解决,具有成本低、可靠性高、实时智能监测等特点。

【关键词】 航标灯;通用无线分组业务技术(GPRS);遥测遥控;卫星通信

0 引 言

航道标识是船舶航行安全很重要的保障之一,船舶在航行时需要有正确的航标对其航线和方向进行指引和警告,而航标灯就是这些航标中最常见也是最重要的一种。航标灯是为了让船舶在夜晚和能见度比较低的天气情况下能安全航行。在夜晚,航标灯可以发出预先设置的闪烁频率及发光色彩,对过往船舶进行引导和提醒,以使船舶航行时避开暗礁或者浅滩等障碍。舟山位于我国东部黄金海岸线与长江水道的交汇处,拥有扇形海运网络,有6条国际主航线经过,属于海上开放门户,江海联运交通情况复杂,因此航运安全是头等大事。航标灯是保障航运系统安全重要的导航设施,确保航标灯正确、可靠的工作是航道监管的首要任务。目前,遥测遥控技术应用于航标灯方面的研究比较多,但在利用该技术以航标灯自身为载体对周围环境和航道实现实时监测并即时进行数据传输的智能控制方面的研究较少,因此设计开发一套高效、可靠且运行成本低的航标灯远程监测系统成为广大航道维护人员十分关注的问题。根据目前舟山江海联运航道航标灯的实际布局情况,以卫星通信技术、无线通信技术、物联网传感器技术作为技术支撑,设计出一套航標灯智能遥测遥控系统解决方案。

1 系统整体设计

航标灯智能监控系统的监控原理是通过北斗卫星定位模块实现对航标灯的定位,确定航标灯的相对精确位置,航标灯自带太阳能发电装置,可保证每天对航标灯的全天候监控。航标灯终端数据采集模块使用AT89C52单片机技术,利用水深测量传感器、光敏传感器、温度传感器等设备,将获取的船舶位置、航道水深及采集到的其他环境参数通过通用无线分组业务技术(General Packet Radio Service,GPRS)网络发送到岸上监控中心的地理信息系统(GIS)服务器,并与先前存储在服务器中的航标灯信息进行比对。监控中心可根据传回的数据实时了解各航标灯的位置信息、航道参数及工作状态参数,有针对性地对航标灯进行维护,根据航标灯周围环境参数变化发出警告并采取有效措施,达到实时监控航标灯及航道环境的目的。航标灯智能监控系统见图1。

2 航标灯智能遥测遥控终端设计

航标灯智能终端是航标灯监测系统的核心设备,主要由AT89C52单片机处理器、北斗卫星接收模块、GPRS无线传输模块、传感器数据采集模块、自供电电源等部分组成。北斗卫星接收模块用来获取航标灯的位置信息,传感器数据采集模块用来实时获取水深、光亮度、温度等环境参数,GPRS模块用来传输各种数据信息到中心服务器,自供电电源用来给系统供电。同时,终端系统设置程序监视定时器,当系统程序运行出现错误或停机时,系统程序会自动重新运行。

2.1 北斗卫星通信模块

北斗卫星导航系统是我国自主研发的卫星导航定位系统。该系统由空间段、地面段和各类用户等组成。北斗卫星技术的不断发展和覆盖范围的扩大,使其广泛应用于我国远洋运输船舶通信。[1]北斗卫星导航系统是基于北斗二代(DB-2)的北斗卫星接收模块,主要由接收天线、射频模块、A/D采样模块、基带信号处理模块、时钟模块等组成。采用基于DB-2基带芯片的设计保证了卫星接收系统体积小、功耗低、高精度、低成本的要求,可以有效完成航标灯监测系统的位置监测设计目标。

2.2 GPRS通信模块

GPRS是一种以GSM为基础的数据传输技术,其通过利用全球移动通信系统(GSM)网络中未使用的时分多址(TDMA)通道进行数据传输。作为先进且较为经济的无线数据传输技术,GPRS在现有GSM网络的基础上,通过增加相应的功能和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换,实现远程数据传输。GPRS不仅能批量且双向传输数据,同时还能与用户随时保持联系。特点是:网络信号覆盖范围广、传输速率高、接入时间短、使用成本较低,通过TCP/IP协议与互联网进行数据传输。系统选用SIMCOM公司推出的sim900a模块,其是一个双频GSM/GPRS通信模块,采用省电技术设计,内嵌TCP/IP协议,方便数据传输。

2.3 航标灯智能数据采集模块

航标灯是船舶航运安全的重要保障,航标灯周边气候变化剧烈,工作环境复杂且难以及时维护,因此建立一个航标灯智能远程监测系统具有非常重要的意义。航标灯智能远程监测系统设计的主要目的就是基于卫星和GPRS通信技术,对航标灯位置信息、航道深度、工作状态等进行实时监测,使得监管部门及时掌握航标灯周围的环境变化情况和发现潜在的隐患,从而能够提前作出应对措施,并对紧急情况能迅速采取行动。

此次系统设计由AT89C52单片机、传感器模块、水位检测模块、LED显示模块、报警电路模块等5个部分组成。以AT89C52单片机作为核心控制装置,再结合报警电路、显示电路、A/D转换电路及其他相关的电路共同组成航标灯控制系统。[2] 另外,传感器模块、水位检测模块、LED显示模块、报警电路模块等4个部分构成航标灯数据采集系统。AT89C52单片机作为控制核心,采集来自于水位传感器信号,信号经单片机处理给出水位高低识别数据信息,经驱动发出水位高低提示或报警,并通过键控或程序设定单片机监测的基准水位。系统可进行全天候监测工作,为船舶安全通行保驾护航。航标灯智能终端系统结构见图2。

系统工作流程:首先对系统进行初始化,完成复位、上电及预设初始值;然后开始启动转换电路;接着由检测模块进行实时水位值的检测;最后交由A/D转换电路将模拟量转化成数字量。显示模块完成实时水位值的显示,单片机将检测到的实时水位值与预设值进行比较:若实时水位值低于预设水位值,报警电路工作;反之,报警电路不工作。卫星接收模块用来获取航标灯的位置信息,GPRS模块即时将上述获取的数据和报警信息向监控中心报告,中心计算机能对航标灯终端系统进行远程控制和查询航标灯终端的工作状态,便于及时发现故障并进行维护,更好地保障航行船舶的安全。

3 系统监控服务器端

航标灯智能监控系统的服务器可实现电子地图管理、航标灯通信终端管理、数据统计分析、报警管理等。服务器接入互联网,通过通信管理模块定时接收每个通过GPRS传输过来的各项航标灯参数信息并予以存储,同时在电子地图上显示出航标灯位置,实时显示水位变化、状态参数并绘制曲线。航标灯智能遥测遥控系统总流程见图3。服务器可以根据航标灯的状态参数、位置及水位等信息来判断航标灯位置是否偏离可控范围、航道水深是否在安全区间、各项参数是否异常等。管理维护人员可以根据所获信息进行后续的决策和行动。

4 结 语

本文设计了基于北斗卫星通信的航标灯远程监控系统,航标灯数据采集终端由北斗卫星接收模块、GPRS数据传输模块、单片机控制单元和传感器模块及其他外围电路组成。北斗卫星模块接收到的位置信号和各个传感器检测到的航标灯状态信息、航道水深等数据通过GPRS模块实时传输到后台控制中心服务器端,服务器通过GIS管理模块显示并分析每个航标灯的位置信息、航道水深、状态参数及可视化数据图形并存入数据库,从而及时发现航标灯自身及其周围环境存在的异常状况。航标灯监控系统能对航标灯的状态、环境进行有效监控,从而使航标灯得到及时维护,最大限度地保护行驶在舟山水域及各岛屿之间航道上的船舶的安全,使江海联运航道上的航标灯系统得到最大化利用。

参考文献:

[1] 邱望智.基于GPS/北斗卫星的列车导航定位研究[D].北京:北京交通大学,2014.

[2] 孔磊.基于51单片机的航标灯控制器设计与实现[J].电子世界,2017(9):178-181.

作者:宋广军 顾和伟 刘凯文 陈瑞星 张文帅

基于北斗的卫星通信论文 篇3:

基于铱星的数据传输系统研究

摘 要:近年来,偏远地区数据传输技术不断发展,但仍然存在诸多缺点,如数据传输距离受限,通信费用较高,移动基站架设困难等等。本文设计了基于铱星的数据传输系统,对目前偏远地区数据传输存在的一些问题提出了更加可靠的建议。

论文详细介绍了基于铱星通信数据传输系统的软硬件设计,设计过程中注重降低系统功耗,保证系统的可靠性。系统由两个部分组成,包括铱星通信以及数据接收系统。铱星通信子系统接收数据,然后将数据传输至铱星基站。数据接收子系统是自主设计的上位机软件,可以以"Direct IP"的方式接收来自铱星基站的数据,并对数据进行解析和存储。

关键词:铱星通信;数据传输;Direct IP

1.介绍

卫星通信是目前唯一能全球覆盖的通信方式,虽然在通信质量上还无法和移动网络相比,但是好处在于可以在移动网络无法覆盖的区域进行通信。尤其是可以进行数据传输,方便用户在没有移动网络的情况下进行各种形式的数据回传操作,极大的扩大了物联网的服务区域和形式,可以作为物联网“触角”延伸的有效方式来提高物联网的使用范围。本项目计划开发基于铱星卫星通信方式的双模式数据操作方式,实现在铱星通信链路建立情况下的数据传输工作。

卫星通信与其他通信方式相比有很多优势,但也存在一些突出的问题。一方面是卫星数据传输的资费以数据量计算,通信费用高。为了降低通信费用,需要最大限度地减少通信数据量,采用数据压缩技术对数据进行压缩是有效的解决办法。另一方面是数据的安全性问题[1]。我国自主产权的北斗卫星通信系统虽然能够保证通信的安全性和保密性,但由于其覆盖范围有限,所以很多情况下需要选择国外的卫星通信系统,如 Argos和铱星系统等。但这些卫星通信系统的数据传输均要先通过国外的数据处理中心,经处理之后再分发给国内用户,数据的安全性从根本上得不到保证。所以为了保证数据安全,需要采用数据加密技术对数据进行加密。

2.系统整体设计

基于铱星的通信系统设计主要分为硬件设计和软件设计两个部分。硬件部分主要由三个部分组成,分別是电压转换与控制模块,串口通信模块,CPU核心控制模块。软件部分主要是铱星数据接收终端上位机的设计,采用点对服务器的数据接收方式实现。

2.1 硬件设计部分

本文设计硬件电路系统的供电是包括12V和5V的直流电,在电压选择方面,12V电压经过一个电压控制芯片给铱星模块供电,可以控制是否给铱星模块供电来降低系统功耗,5V电压经过一个电压控制芯片给铱星模块供电,同时经过电压转换芯片转换成3.3V给主控单片机进行供电。

5V电压输入之后,通过软件控制单片机的PA6引脚的电平高低来控制5V电压是否输出,主控芯片是IRFHM9331TRPBF,如上框图所示,作为控制开关。除此之外,通过线性稳压器AMS1117,实现5V电压到3.3V电压的电平转换,

本设计所采用的核心控制芯片是STM32F429VGT6,STM32F4系列单片机兼容于STM32F2系列产品,便于ST的用户扩展或升级产品,而保持硬件的兼容能力。集成了新的DSP和FPU指令,168MHz的高速性能使得数字信号控制器应用和快速的产品开发达到了新的水平。提升控制算法的执行速度和代码效率。并且采用先进技术和工艺,采用多重AHB总线矩阵和多通道DMA,支持程序执行和数据传输并行处理,数据传输速率非常快。

本设计采用的通信方式为串口通信,串口和铱星模块通信的电平为RS232电平标准,单片机和外围串口的通信电平标准为TTL电平标准,因此需要将TTL电平转换为RS232标准,电平转换的核心控制芯片为MAX3232,max3232采用专有低压差发送器输出级,利用双电荷泵在3.0V至5.5V电源供电时能够实现真正的RS-232性能,器件仅需四个0.1uF的外部小尺寸电荷泵电容。max3232确保在120kbps数据速率,同时保持RS-232输出电平[2]。

2.2 软件设计部分

考虑无人区环境观测数据传输系统长期运行、数据量大、对数据可靠性和数据实时性要求较高等特点,本文数据接收系统采用“点对服务器”的数据接收方式。铱星提供直接将服务器中的数据通过网关与客户端应用程序进行传输的服务,铱星提供的服务器数据传输方式是基于 Socket 的 Direct Internet Protocol(Direct IP)方式。Direct IP 传输是指海洋数据通过铱星网络上传至铱星基站,基站处理(加 4 个字节,作为牵手协议)后,通过国际网关,直接给绑定的服务器发送数据,SBD 格式传输的官方时间在 8 秒内[4]。同时,通过服务器也可以反向对观测终端发送指令。服务器没有收发字节长度的限制,数据传输的长度取决于铱星模收发的最大长度。Direct IP 收发方式需编写上位机,直接处理自建服务器上捕捉到的数据,不需要进行下载操作。

Direct IP 是一种基于 Socket 的传输机制,含义是针对数据发送和接收,直接连接至一个具体的 IP 地址进行通信。Direct IP 为铱星网关和用户应用之间提供高效的数据传输,这种传输方式比 email 方式具有更低的传输延迟。

根据数据的传输方向,Direct IP 可分为 MO(Mobile Originated)和 MT(Mobile Terminated)两部分。MO Direct IP 部分中 Iridium GSS(铱星 SBD 数据子系统)作为客户端,用户应用端作为服务器端,数据由 Iridium GSS 传向用户应用端。MT Direct IP部分中 Iridium GSS 作为服务器端,用户应用端作为客户端,数据由用户应用端传向Iridium GSS。

海洋环境观测数据传输系统主要实现将海洋数据传回研究人员手中,本文设计服务器时只实现了 MO Direct IP 的传输过程,即 Iridium GSS(铱星 SBD 数据子系统)作为客户端,用户应用端作为服务器端,数据由 Iridium  GSS 传向用户应用端。MO 传输模式使用双向的 TCP/IP socket 连接,Iridium GSS 推送数据时无需获取用户应用端的确认信号,即确认连接后铱星服务器就将数据推送完毕。MO Direct IP  服务器端和客户端具体的连接要求如下:

(1)MO GSS 客户端连接要求

A.客户端根据由 IMEI 号绑定的 IP 地址和端口号向服务器端寻求建立 TCP/IP 连接。

B.一旦连接完成,客户端会传输 MO 载荷数据并关闭 socket 连接。

C.如果没有建立连接,客户端会进行重连尝试。

D.如果信息传输完毕,客户端会关闭 socket 连接,无需服务器端回馈确认信号。

(2)MO用户服务器端连接要求

A.服务器端会监听特定端口号上的 TCP/IP socket 连接,端口号在绑定期间指定。

B.连接成功后,服务器端在解析数据之前会接收全部的 MO 信息。

C.服务器端允许 GSS 客户端关闭 socket 连接。

D.如果信息传输完毕,客户端会关闭 socket 连接,无需服务器端回馈确认信号。

3.实验和验证

本文采用 Lab VIEW 进行上位机设计,设计的服务器软件运行于应用计算机或服务器上,通过以太网与铱星网关通信,接受来自铱星信标的数据,并对铱星数据进行解析和存储。系统服务器软件与铱星网关使用 TCP 通信协议进行通信,在 Lab VIEW 中基于 TCP的網络通信通过 TCP 节点来实现,TCP 节点位于函数选板的“数据通信→协议→TCP”。

系统服务器软件为 TCP 通信的服务器端,铱星网关为 TCP 通信的客户端。服务器软件监听固定端口,当铱星网关需求发送数据,会向服务器软件发起连接,服务器软件接收来自铱星网关的连接请求,建立连接[5]。服务器软件接收铱星网关发送的数据,对数据进行解码,并将解码后的数据进行存储。数据接收完毕后,服务器软件关闭连接,继续监听端口,等待下一次数据传输。

服务器软件中,“信息接收窗口”实时显示接收的数据,数据有十六进制和ASCII码两种显示格式可选。“连接状态”窗口可显示TCP实时连接状态,当服务器正在监听固定端口但客户端还未发送连接请求时显示“等待客户端连接……”,当连接建立后显示“连接成功!”,当数据传输完毕,连接关闭后显示“客户端断开了连接……”。另外服务器软件还可统计接收数据字节及次数。

经过设计如上的数据传输系统成功的实现将数据从一体机经过卫星传到上位机,可以应用在海洋数据观测方面或者荒漠的无人区等等,实现数据的实时传输,下面为在海洋数据采集传输方面的应用,采集到的海洋温度、盐度和深度经过卫星通信传到上位机。数据格式为盐度/温度/深度/时间。

0.000130_24.402000_0.000000_1884 0.000150_24.364000_0.000000_1917 0.000290_24.274000_0.000000_1949 0.000450_24.566000_0.000000_1982 0.000100_24.478001_0.000000_2014 0.000160_24.365999_0.000000_2047 0.000270_24.309999_0.000000_2080

下面的数据为设备的POT传感器的数据,以供上位机判断数据终端设备的状况 :

702_999_446_1143  707_999_446_1166 713_999_446_1188 719_999_446_1211  726_999_446_1234 730_999_446_1256 737_999_446_1279            742_999_446_1302

下面数据为设备的SAF传感器数据,采集到的数据,可以实时观察设备自身的电压电流情况:

1023_64_14.030000_0.350000_300_461  1023_64_14.130000_0.250000_300_507 1023_64_14.140000_0.250000_300_552 1023_64_14.140000_0.250000_300_597 1023_64_14.140000_0.240000_300_643

4.总结与展望

本文对基于铱星的数据传输系统进行了整体设计,详细介绍了数据传输的软硬件设计,以及数据接收上位机的整体设计思路。

首先对铱星通信系统的软硬件设计。硬件电路设计部分充分考虑各个部分的数据传输要求,对接收主控板数据并存储,最终通过铱星网络进行数据发送。设计过程中在满足功能和功耗要求的情况下,尽可能的简化软件流程,提高软件可靠性。

数据接收系统采用点对服务器的数据接收方式实现,论文在 Lab VIEW 平台上设计了服务器软件,实现了接收来自铱星网关的数据,并对铱星数据进行解析和处理,完成数据存储等功能。论文介绍了各功能实现的详细流程。

参考文献:

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作者:马凤强 鲁晶 孙久武

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