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嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端技术方案

技术编号:13581812 阅读:607 留言:0更新日期:2016-08-24 02:42
一种嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端,包括DVB接收板解调器和嵌入式数据接收处理终端,DVB接收板解调器从调制产生的振荡或波中恢复原调制信号的器件,采用90nm制造工艺的高集成度解调器,该解调器支持DVB‑S和DVB‑S2两种标准,利用哈尔总线将嵌入式数据接收处理终端和DVB接收板解调器二者连接为统一整体。本实用新型专利技术构建了高可靠的嵌入式硬件平台,配置了外围通信接口驱动,基于嵌入式平台集约设计了气象水文数据文件接收处理优先级调度算法、高可靠性的喷泉编码算法以及气象水文数据专用传输应用协议。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及卫星通信
,尤其是一种嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端
技术介绍
现役卫星气象水文数据广播接收系统终端基于PC内嵌PCI接收卡体系架构,存在着以下几个方面的问题:(1)安全性不强。系统基于窗口操作系统,具有无源码和非透明的特性,易受病毒攻击;系统采用加密狗方法以及无抗干扰防电磁辐射的措施,存在一定的安全隐患。(2)稳定性不高。系统基于的商用计算机系统,架构设计不能完全满足专用设备对稳定性和可靠性的要求,许多复杂的软硬件以及冗余设计也不同程度地影响系统的稳定性。(3)野外便携性不强。采用“计算机+接收卡”的配置模式,体积大、便携性差。(4)缺乏状态监测与反馈机制。系统缺乏运行状况状态表达和输出接口,系统整体工作的状态无法监控。(5)终端接收速率受限。目前系统配套的接收卡数据带宽是512kbps,而卫星数据广播发送带宽已经升级到7Mbps,接收终端性能亟待提升。针对以上问题,采用嵌入式技术和最新的数据广播通信技术对现役的数据接收系统终端进行升级改造,改变原有的“计算机+接收卡”基于无源码、非透明的微软Windows操作系统的软硬件架构,并将其研制改造成为基于开源的嵌入式Linux操作系统的安全、稳定、便于维护的能够进行网络共享的资料服务器系统的体系架构,实现接收终端的便携性、可靠性和可维护性,全面满足气象水文保障对接收终端的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端,以克服上述缺陷。本技术的技术方案是:一种嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端,包括DVB接收板解调器和嵌入式数据接收处理终端,DVB接收板解调器从调制产生的振荡或波中恢复原调制信号的器件,采用90nm制造工艺的高集成度解调器,该解调器支持DVB-S和DVB-S2两种标准,利用哈尔总线将嵌入式数据接收处理终端和DVB接收板解调器二者连接为统一整体。所述嵌入式数据接收处理终端包括射频输入端(1)、调频主板(2)、调频器(3)、合并模块式连接器(4)、物理接口收发器(5)、中央处理器主板(6)、内存芯片(7)、闪存芯片(8)、中央处理器(9)、现场可编程门逻辑芯片(10)和总线扩展器(11),调频器(3)设置在调频主板(2)上,所述物理接口收发器(5)、中央处理器主板(6)、内存芯片(7)、闪存芯片(8)、中央处理器(9)、现场可编程门逻辑芯片(10)和总线扩展器(11)设置在中央处理器主板(6)上,内存芯片(7)、闪存芯片(8)和现场可编程门逻辑芯片(10)分别与中央处理器(9)连接,中央处理器(9)通过物理接口收发器(5)连接合并模块式连接器(4),现场可编程门逻辑芯片(10)通过总线扩展器(11)连接合并模块式连接器(4),合并模块式连接器(4)还分别连接调频器(3)和网络接口(12),调频器(3)的输入端与射频输入端(1)连接。本技术的有益效果是:本技术的嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端基于PC内嵌PCI接收卡体系架构的便携性和可靠性不足问题,提出了改进的接收系统终端体系架构,构建了高可靠的嵌入式硬件平台,配置了外围通信接口驱动,基
于嵌入式平台集约设计了气象水文数据文件接收处理优先级调度算法、高可靠性的喷泉编码算法以及气象水文数据专用传输应用协议。附图说明图1是本技术的硬件结构示意图。图2是本技术的卫星电视数据广播接收子系统组成图。图2-1是本技术的系统结构示意图。图2-2是本技术的系统总体结构。图3-1是本技术的按优先级调度算法流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述:如图1至图3-1,一种嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端,包括DVB接收板解调器和嵌入式数据接收处理终端,DVB接收板解调器从调制产生的振荡或波中恢复原调制信号的器件,采用90nm制造工艺的高集成度解调器,该解调器支持DVB-S和DVB-S2两种标准,利用哈尔总线将嵌入式数据接收处理终端和DVB接收板解调器二者连接为统一整体。所述嵌入式数据接收处理终端包括射频输入端(1)、调频主板(2)、调频器(3)、合并模块式连接器(4)、物理接口收发器(5)、中央处理器主板(6)、内存芯片(7)、闪存芯片(8)、中央处理器(9)、现场可编程门逻辑芯片(10)和总线扩展器(11),调频器(3)设置在调频主板(2)上,所述物理接口收发器(5)、中央处理器主板(6)、内存芯片(7)、闪存芯片(8)、中央处理器(9)、现场可编程门逻辑芯片(10)和总线扩展器(11)设置在中央处理器主板(6)上,内存芯片(7)、闪存芯片(8)和现场可编程门逻辑芯片(10)分别与中央处理器(9)连接,中央处理器(9)通过物理接口收发器(5)连接合并模块式连接器(4),现场可编程门逻辑芯片(10)通过
总线扩展器(11)连接合并模块式连接器(4),合并模块式连接器(4)还分别连接调频器(3)和网络接口(12),调频器(3)的输入端与射频输入端(1)连接。硬件设计系统的硬件设计采用主处理板与接口板分离的方式进行,便于应对接口的变化以及主处理板升级的要求,硬件结构如图1所示。图上右侧为主处理板,左侧为接口板。系统硬件部分的设计采用了主处理板与接口板分离的方式进行,这样的设计便于接口变化的应对,以及主处理板升级的要求。为保证设备的便携性,结构设计在保证充分散热、方便简洁安装的前提下,采用高集成度、最小化设计的思想,含接收、处理、存储、背板四个硬件模块,体积仅为203x142x74mm。同时为保证足够的强度,选择采用高强度铝合金作为材质。主处理板主要完成嵌入式核心处理部件及相关周边器件的设计,包括CPU、FLASH、DRAM、专用FPGA高速数据接口设计、温湿度检测、OLED及旋转编码器交互界面、EEPROM配置参数存储、网络接口、大容量存储接口等。构建一个完整的能处理高速卫星广播数据的嵌入式系统,与接口板配合,并定制相关嵌入式软件后就可以完成气象水文数据的接收处理及参数与状态的检测。接口板部分设计则主要包括卫星信号的接收、调谐、解调、解密、数据接口等的设计。硬件设计按照相关标准执行,核心器件均选用自主可控和自主产权的产品,便于升级维护和确保安全。(1)接口板解调器从调制产生的振荡或波中恢复原调制信号的器件,采用先进的90nm制造工艺的高集成度解调器,内置的软件电源管理,既可以保证性能需求又可以降低功耗。该解调器支持支持DVB-S和DVB-S2两种标准,DVB-S2把卫星通信链路的容量提高了30%,在理论上接近了卫星通信的性能极限,结合其
它的新的编码方法和卫星技术,该标准有助于高效推广高数据速率的应用。(2)嵌入式处理器系统采用90nm工艺技术、工作主频800MHz的PowerPC处理器,该处理器提供了PowerPC开发系统最大程度的灵活性,同时大大降低了产品开发的难度与成本,有效缩短了产品从研发到投放市场的时间,提高了产品的竞争力。该处理器是PowerQUICCTM II Pro系列产品中具有高性价比的产品,每个处理器集成了一个e300内核、PCI、PCI-e、SATA控制器,同时提供双千兆以太网控制器,使得其得到广泛的应用。元件说明:1)中央本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端,其特征是包括DVB接收板解调器和嵌入式数据接收处理终端,DVB接收板解调器从调制产生的振荡或波中恢复原调制信号的器件,采用90nm制造工艺的高集成度解调器,该解调器支持DVB‑S和DVB‑S2两种标准,利用哈尔总线将嵌入式数据接收处理终端和DVB接收板解调器二者连接为统一整体。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端,其特征是包括DVB接收板解调器和嵌入式数据接收处理终端,DVB接收板解调器从调制产生的振荡或波中恢复原调制信号的器件,采用90nm制造工艺的高集成度解调器,该解调器支持DVB-S和DVB-S2两种标准,利用哈尔总线将嵌入式数据接收处理终端和DVB接收板解调器二者连接为统一整体。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式卫星气象水文数据广播接收系统终端,其特征是所述嵌入式数据接收处理终端包括射频输入端(1)、调频主板(2)、调频器(3)、合并模块式连接器(4)、物理接口收发器(5)、中央处理器主板(6)、内存芯片(7)、闪存芯片(8)、中央处理器(9)、现...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡友彬白广奇惠新标李辉陈立德阮鲲
申请(专利权)人:胡友彬
类型:新型
国别省市:江苏;32

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