一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，包括测量节点、具有网关功能的数据收发控制器、北斗通信终端及服务器，所述测量节点用于采集环境数据，以Zigbee协议与网关通信；所述具有网关功能的数据收发控制器收集测量数据并控制北斗通信终端进行数据的收发；所述北斗通信终端与北斗卫星通信；所述服务器以双绞线与网关相联，实现测量数据的实时显示、监测与存储。采用具有网关功能的北斗通信终端收发控制器，与测量节点一起组成一个无线传感网，并采用北斗通信终端和改进的可靠传输算法，实现了远程测量和数据可靠传输并实现了系统自动化传输，提高了通信的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种依靠卫星作为中继进行通信的控制系统，特别涉及一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统。
技术介绍
目前，在沙漠、森林及偏远山区，有线电力供应难以保障，无线通信基站无法全面覆盖，对如山体滑坡、泥石流、森林火灾及其他自然环境变化等无法及时监测，给国家财产和人民生命安全造成严重威胁。解决这类问题的有效办法之一是依靠卫星作为中继进行通信。北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星定位与通信系统，与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS和欧盟的GALILEO并称为全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统具有定位、授时、导航、双向短报文通信等功能。其中短报文通信是北斗系统所独有的，在远距离双向通信中具有显著的优势。据此目前有人提出了北斗卫星系统在多媒体数据传输中的应用，并设计了通信控制协议，实现了船岸间小数据量的多媒体数据传输。不过，该系统仍需要人工操作计算机控制北斗终端，自动化程度有待提高。在文献《基于北斗短报文的泥石流监测预警系统》自动化与仪表，2014，(3)：19-22页中设计了基于北斗短报文通信的泥石流检测预警系统，将其用于地质灾害监测中。然而，该系统仅能对特定区域的环境状况进行监测，扩展功能有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对北斗通信终端短报文通信可靠性问题、需要人工操作问题以及需要外部控制系统才能与卫星通信的实际，提供一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，实现了系统自动化传输，提高了通信的质量。本专利技术一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，包括测量节点、具有网关功能的数据收发控制器、北斗通信终端及服务器。其中，所述测量节点用于采集环境数据，以Zigbee协议与网关通信；所述具有网关功能的数据收发控制器收集测量数据并控制北斗通信终端进行数据的收发；所述北斗通信终端与北斗卫星通信；所述服务器以双绞线与网关相联，实现测量数据的实时显示、监测与存储。基于本专利技术的一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，所述测量节点包括单机片以及与单机片相连接的温湿度传感器、烟雾传感器；所述温湿度传感器、烟雾传感器用于采集环境数据，所述单机片通过无线通信模块将处理后的环境数据发送给网关。基于本专利技术的一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，所述单机片为CC2530单机片上系统。基于本专利技术的一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，所述具有网关功能的数据收发控制器包括储存器、处理器，所述储存器、处理器用于收集测量数据并分包处理，并进行数据传输通过北斗通信终端接口驱动北斗通信终端发送和接收数据。本专利技术一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统中通信控制方法，所述具有网关功能的数据收发控制器通过北斗通信终端接口驱动北斗通信终端发送和接收数据；该控制器通过zigbee协议管理测量节点，收集测量数据，并对数据整理编码，采用可靠传输算法控制北斗终端进行卫星通信，所述可靠传输算法包括，申请包、数据包、响应包，具体过程包括以下步骤：a、将数据打包后添加包头信息，计算出本次传输的总包数和起始包头，然后将总包数和起始包头信息打包成报文作为发送申请包发送出去；b、若接收端有确认回复则开始发送含数据的报文，否则重新发送申请；每个发送周期为1小时，发送端发送40分钟停止，接收响应包；c、若接收端接收到的数据包个数与发送申请中的数据包个数相同则等待20分钟，然后发送端发送申请，开始下一轮发送；d、若接收端返回了丢失的数据包的包头信息，发送端则重新发送丢失的数据包，用20分钟补发完毕。由于本专利技术采用具有网关功能的北斗通信终端收发控制器，与测量节点一起组成一个无线传感网，并采用北斗通信终端和改进的可靠传输算法，实现了远程测量和数据可靠传输并实现了系统自动化传输，提高了通信的质量。附图说明图1本专利技术系统结构示意图；图2单机片CC2530与传感器连接图；图3控制器结构示意图；图4可靠传输算法数据发送流程图。具体实施方式实施例一，如图1所示，一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，包括测量节点、具有网关功能的数据收发控制器、北斗通信终端及服务器。其中，所述测量节点用于采集环境数据，以Zigbee协议与网关通信；所述具有网关功能的数据收发控制器收集测量数据并控制北斗通信终端进行数据的收发；所述北斗通信终端与北斗卫星通信；所述服务器以双绞线与网关相联，实现测量数据的实时显示、监测与存储。实施例二，所述测量节点包括单机片以及与单机片相连接的温湿度传感器、烟雾传感器；所述温湿度传感器、烟雾传感器用于采集环境数据，所述单机片通过无线通信模块将处理后的环境数据发送给网关，所述单机片为CC2530单机片上系统。CC2530与温湿度传感器、烟雾传感器的连接如图2所示，测量节点工作时，CC2530被唤醒后首先读取温湿度数据，然后通过AD采集烟雾值，再将温度、湿度、烟雾数据打包成一个56位的数据包：低24位用于存储烟雾数据，高32位用于存储温湿度数据。最后调用函数发送给网关。实施例三，所述具有网关功能的数据收发控制器包括储存器、处理器，所述储存器、处理器用于收集测量数据并分包处理，并进行数据传输通过北斗通信终端接口驱动北斗通信终端发送和接收数据。如图3所示，当网关接收测量节点传输数据时间达到某一时间段如60分钟时，网关通过可靠性传输算法将数据进行分包处理，通过北斗通信终端通信接口RS-232将数据每分钟一个包的速率发送给北斗通信终端。北斗通信发送端通过北斗卫星将数据发送给北斗通信接收端。发送的环境数据和发送与确认状态信息会显示在可选的液晶显示屏上。在另一种实施例中作为可选功能，增加以太网模块，为PC终端提供RJ45接口。计算机与网关直接相连，能调试系统、监测数据传输、存储环境数据等。实施例四，所述具有网关功能的数据收发控制器通过北斗通信终端接口驱动北斗通信终端发送和接收数据；该控制器通过zigbee协议管理测量节点，收集测量数据，并对数据整理编码，采用可靠传输算法控制北斗终端进行卫星通信，所述可靠传输算法包括，申请包、数据包、响应包，如图4所示，具体过程包括以下步骤：a、将数据打包后添加包头信息，计算出本次传输的总包数和起始包头，然后将总包数和起始包头信息打包成报文作为发送申请包发送出去；b、若接收端有确认回复则开始发送含数据的报文，否则重新发送申请；每个发送周期为1小时，发送端发送40分钟停止，接收响应包；c、若接收端接收到的数据包个数与发送申请中的数据包个数相同则等待20分钟，然后发送端发送申请，开始下一轮发送；d、若接收端返回了丢失的数据包的包头信息，发送端则重新发送丢失的数据包，用20分钟补发完毕。本专利技术提供了一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，其特征在于，包括测量节点、具有网关功能的数据收发控制器、北斗通信终端及服务器，所述测量节点用于采集环境数据，以Zigbee协议与网关通信；所述具有网关功能的数据收发控制器收集测量数据并控制北斗通信终端进行数据的收发；所述北斗通信终端与北斗卫星通信；所述服务器以双绞线与网关相联，实现测量数据的实时显示、监测与存储。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，其特征在于，包括测量节点、具有网关功能的数据收发控制器、北斗通信终端及服务器，所述测量节点用于采集环境数据，以Zigbee协议与网关通信；所述具有网关功能的数据收发控制器收集测量数据并控制北斗通信终端进行数据的收发；所述北斗通信终端与北斗卫星通信；所述服务器以双绞线与网关相联，实现测量数据的实时显示、监测与存储。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，其特征在于，所述测量节点包括单机片以及与单机片相连接的温湿度传感器、烟雾传感器；所述温湿度传感器、烟雾传感器用于采集环境数据，所述单机片通过无线通信模块将处理后的环境数据发送给网关。3.根据权利要求2所述的一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，其特征在于，所述单机片为CC2530单机片上系统。4.根据权利要求1所述的一种嵌入式北斗卫星短报文通信控制系统，其特征在于，所述具有网关功能的数据收发控制器包括储存器、处理器，所述储存器、处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李婷，郭丹，王娜，严娇娇，种兰祥，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61