一种星载物联网网关及物联网通信方法技术

本发明专利技术公开了一种星载物联网网关以及物联网通信方法，所述星载物联网网关包括处理器以及与所述处理器连接的收发器，所述收发器用于接收物联网终端发送的数据或者向物联网终端发送数据，所述处理器还与星载计算机通信连接，采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信。这样，本发明专利技术提供的星载物联网网关使用相同的协议与物联网终端以及星载计算机进行通信，从而能够直接实现物联网终端与星载计算机之间的互联互通，而不需要在地面布设基站，从而实现天基物联网技术。

【技术实现步骤摘要】
一种星载物联网网关及物联网通信方法
本专利技术涉及物联网通信
，尤其涉及一种星载物联网网关及物联网通信方法。
技术介绍
物联网(Internetofthings，IoT)是指通过各种信息传感设备(如射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等)，按约定的协议，把任何物品通过物联网域名相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。随着物联网技术应用越来越广泛，LPWAN(Low-PowerWide-AreaNetwork，低功耗广域网)技术成为主流发展趋势，NB-IoT(NarrowBandInternetofThings，窄带物联网)与Lora(Longrange，长距离)数据传输技术是LPWAN技术的典型代表。NB-IoT和Lora都需要在地面布设基站接收其覆盖区域内的物联网终端数据，但针对海洋、山区、沙漠等无人区及自然灾害等恶劣环境下的数据通信与控制需求，由于空间、环境等限制，地面无法布设基站或者布设基站成本太高。对此，可以构建天基物联网，利用基于卫星的广域物联网技术，通过天基物联网载荷和终端设备，将复杂环境下的传感器连入天基物联网，实现物联信息的跨地域传输。然而，传统的物联网地面通信技术与卫星通信技术不相同，无法互联互通。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种物联网网关及物联网通信方法，以解决上述技术问题。首先，为实现上述目的，本专利技术提出一种星载物联网网关，所述星载物联网网关包括处理器以及与所述处理器连接的收发器，所述收发器用于接收物联网终端发送的数据或者向物联网终端发送数据，所述处理器还与星载计算机通信连接，采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信。可选地，所述处理器采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信，包括：采用啁啾扩频CCS调制体制建立物联网终端与星载计算机之间的物理信道。可选地，所述处理器通过至少两个串行外设接口SPI与至少两个相互独立的收发器分别连接。可选地，每个收发器包括一个基带芯片以及与所述基带芯片分别连接的两个射频前端芯片，所述基带芯片与所述处理器的SPI连接，所述射频前端芯片用于将同相正交数字信号转换为无线电模拟信号。可选地，每个基带芯片还与所述处理器的两个通用输入/输出GPIO连接，所述处理器通过所述两个GPIO分别向所述基带芯片提供复位信号以及卫星导航授权秒脉冲。可选地，每个基带芯片的多个中频调制解调器通道带宽固定为预设带宽，每个中频调制解调器通道的中心频率不同，每个中频调制解调器通道用于接收或者发送多种不同速率的信号。可选地，所述处理器采用速率自适应ADR机制实现与物联网终端之间的通信。可选地，所述处理器采用ADR机制实现与物联网终端之间的通信，包括：获取所述星载物联网网关与目标物联网终端之间的目标距离；获取与所述目标距离对应的目标扩频因子SF以及目标传输速率；以所述目标SF以及目标传输速率向所述目标物联网终端发送数据。可选地，所述处理器的控制器局域网络CAN总线与所述星载计算机通信连接。进一步地，为实现上述目的，本专利技术还提供一种物联网通信方法，应用于星载物联网网关，所述方法包括：采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信。可选地，所述采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信，包括：采用啁啾扩频CCS调制体制建立物联网终端与星载计算机之间的物理信道。可选地，所述采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信，包括：采用速率自适应ADR机制实现与物联网终端之间的通信。可选地，所述采用ADR机制实现与物联网终端之间的通信，包括：获取所述星载物联网网关与目标物联网终端之间的目标距离；获取与所述目标距离对应的目标扩频因子SF以及目标传输速率；以所述目标SF以及目标传输速率向所述目标物联网终端发送数据。相较于现有技术，本专利技术所提出的星载物联网网关包括处理器以及与所述处理器连接的收发器，所述收发器用于接收物联网终端发送的数据或者向物联网终端发送数据，所述处理器还与星载计算机通信连接，采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信。这样，本专利技术提供的星载物联网网关使用相同的协议与物联网终端以及星载计算机进行通信，从而能够直接实现物联网终端与星载计算机之间的互联互通，而不需要在地面布设基站，从而实现天基物联网技术。附图说明图1是实现本专利技术各个实施例的一种星载物联网网关的应用环境示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种星载物联网网关的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种星载物联网网关的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种星载物联网网关的结构示意图；本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本专利技术的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。根据数据流向和处理方式可将物联网以下三层：传感层：用于感知、识别物体或环境状态并且实时采集、捕获信息，它由包括二维码标签、识读器、RFID(RadioFrequencyIdentification，射频识别)标签、读写器、摄像头、GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)、传感器、计量器等器件以及M2M(Machine-to-Machine，机器对机器)终端、传感器网络和传感网关等构成，通过传感器获取信息，并通过接收网关获得控制命令。物联网在传感层所面临的挑战是如何使传感器更敏感、拥有更全面的感知能力并且具备低功耗、体积小及低成本的属性。网络层：用于通过无线或有线的通信方式接入网络，如互联网、电信网等通信网络，实现信息在传感层与应用层之间的传递。网络层要具备网络运营和信息运营的能力，网络层中也包括对海量信息进行智能处理的部分，如云计算平台、物联网管理中心等。网络层所面临的挑战是大规模M2M连接对系统容量及Qos(QualityofService，服务质量)带来的特别要求。应用层：用于实现物联网信息技术与终端行业专业技术的深度接触，完成物体信息的协同、共享、分析、决策等功能，从而形成智能化应用的解决方案，由包括电脑、手机等终端组成的输入输出控制终端组成。应用层所面临的挑战是信息共享及信息安全问题。传统的物联网接入手段，如Wi-Fi(WirelessFidelity，无线局域网)、ZigBee(低功耗局域网)、蓝牙等的传输距离太短，要通过用户移动终端、中继网关或AP(AccessPoint，访问接入点)将数据发送至基站，从而容易导致数据准确率低、功耗较高的问题。而移动通信网络(例如：2G、3G、4G)虽然可用于低数据量的传感器数据的传输，但成本和功耗都比较高。为了推动物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星载物联网网关，其特征在于，所述星载物联网网关包括处理器以及与所述处理器连接的收发器，所述收发器用于接收物联网终端发送的数据或者向物联网终端发送数据，所述处理器还与星载计算机通信连接，采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信。

【技术特征摘要】
1.一种星载物联网网关，其特征在于，所述星载物联网网关包括处理器以及与所述处理器连接的收发器，所述收发器用于接收物联网终端发送的数据或者向物联网终端发送数据，所述处理器还与星载计算机通信连接，采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信。2.如权利要求1所述的星载物联网网关，其特征在于，所述处理器采用远距离广域网LoraWAN协议建立物联网终端与星载计算机之间的通信，包括：采用啁啾扩频CCS调制体制建立物联网终端与星载计算机之间的物理信道。3.如权利要求1所述的星载物联网网关，其特征在于，所述处理器通过至少两个串行外设接口SPI与至少两个相互独立的收发器分别连接。4.如权利要求3所述的星载物联网网关，其特征在于，每个收发器包括一个基带芯片以及与所述基带芯片分别连接的两个射频前端芯片，所述基带芯片与所述处理器的SPI连接，所述射频前端芯片用于将同相正交数字信号转换为无线电模拟信号。5.如权利要求4所述的星载物联网网关，其特征在于，每个基带芯片还与所述处理器的两个通用输入/输出GPIO连接，所述处理器通过所述两个GPIO分别向所述基带芯片提供复位信号以及卫星导航授权秒脉冲。6.如权利要求4所述的星载物联网网关，其特征在于，每个基带芯片的多个中频调制解调器通道带宽固定为预设带宽，每个中频调制解调器通道的中心频率不同，每个中频调制解调器通道用于接收或者发送多种不同速率的信号。7.如权利要求1所述的星载物联网网关，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭金杨，刘倩，张双兰，张守蓉，林金芹，李红珠，邹洋，胡宇波，陶伟，
申请(专利权)人：湖南瓴星空间信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43