一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统及方法。该控制系统在每个路灯中集成单收的北斗短报文接收模组，路灯指挥调度中心通过北斗卫星链路对各路灯发送控制命令实现对路灯的控制。本发明专利技术无需在路灯终端中配置北斗用户卡，通过虚拟用户方式对路灯实现组播和组播功能。北斗短报文接收模组主要包括北斗短报文S频点无源天线、S频点低噪放、下变频、基带电路和单片机等组成。通过集成北斗短报文接收模组，解决传统路灯数据通信架设成本、管理成本、资费成本高的问题，采用本发明专利技术所提供的方法，路灯建设、改造简单，数据通信基本属于免费模式，极大提升了产业效率。

A street lamp control system and method based on Beidou short message satellite communication

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统及方法
本专利技术涉及北斗卫星通讯终端
，具体涉及一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统及方法。
技术介绍
北斗二号卫星导航系统(BD2、Beidou-2)是中国独立开发的全球卫星导航系统。截止2012年底目前已有14颗卫星服务于亚太地区，包括5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星和4颗MEO卫星。其中北斗二号5颗GEO卫星提供短报文通信功能，其他卫星提供导航定位功能。5颗GEO卫星，其中每颗卫星包含2个独立波束信号，即共10个独立波束信号提供短报文通信服务。北斗三号工程于2009年正式启动建设，北斗三号卫星导航系统空间段由27颗中地球轨道卫星、5颗同步轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星组成，将向全球提供服务。截至2019年6月，目前北斗三号在轨卫星已达21颗，将于2020年底正式提供全球服务。北斗三号主要提供基本导航服务、短报文通信服务(区域、全球)、星基增强服务、国际搜救服务、精密单点定位服务等主要服务。传统的路灯控制通信链路通过架设有线网络或移动网络进行。传统的方案存在架设有线网络施工成本高、管理复杂、维护成本高的问题，采用无线移动方案，也存在着年费咨询成本高、网络干扰等问题。如何降低路灯的通讯控制成本是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对路灯的通讯控制成本过高的问题，本专利技术提供一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统及方法，通过在路灯中内置北斗短报文接收模组，实现路灯低成本、高可靠的控制，具有极大的创新性和经济价值。>为解决上述问题，本专利技术一方面提供一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统，包括：路灯指挥控制中心、北斗短报文接收模组和路灯；路灯指挥控制中心包括至少一个北斗短报文通信用户卡通过北斗卫星发送北斗短报文；每个北斗短报文接收模组对应设置于一个路灯上，预置所述北斗短报文通信用户卡的用户ID作为广播用户ID，接收与广播用户ID匹配的所述北斗短报文，解析获得对应的控制指令，执行路灯的开关控制。进一步的，北斗短报文接收模组包括S频点接收无源天线、S频点低噪放放大电路、S频点下变频电路、北斗短报文基带电路以及控制电路；S频点接收无源天线接收北斗卫星发射的射频信号，通过S频点低噪放放大电路进行放大，经S频点下变频电路进行下变频后转换为数字中频信号，经北斗短报文基带电路进行信号捕获、跟踪、解码并解析后得到北斗短报文信息发送给所述控制电路，所述控制电路解析后获得北斗卫星发送的控制指令，根据所述控制指令执行路灯的开关控制。进一步的，所述北斗短报文基带电路，循环解析北斗短报文的I支路电文信息时，将获取的用户ID字段信息与广播用户ID值比较，如果一致，则所述控制电路将广播用户ID对应的Q支路初相、多项式参数设置到所述北斗短报文基带电路的基带寄存器中，所述北斗短报文基带电路接收Q支路下一步输出对应的广播用户ID的电文内容。进一步的，北斗短报文通信用户卡为多个，每个北斗短报文通信用户卡具有一个ID号，所述控制电路存储每个北斗短报文通信用户卡的用户ID作为广播用户ID，存储对应的Q支路初相及多项式参数；当获取的用户ID1字段信息与广播用户ID值比较，如果与任意一个广播用户ID值一致，则将该广播用户ID对应的Q支路初相、多项式参数设置到所述北斗短报文基带电路的基带寄存器中。进一步的，路灯指挥控制中心对路灯进行组播控制，每组北斗短报文接收模组对应一个组地址，所述控制电路解析获得的I支路电文信息包括组地址，将获取的组地址字段信息与用户组地址进行比较，如果一致，则所述控制电路将广播用户ID对应的Q支路初相、多项式参数设置到所述北斗短报文基带电路的基带寄存器中，所述北斗短报文基带电路接收Q支路下一步输出对应的组地址的电文内容，所述控制电路基于解析后的控制指令执行路灯的开关控制。进一步的，北斗短报文接收模组通过GPIO或串口与路灯的控制器连接，控制路灯开关。本专利技术另一方面提供一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制方法，包括：在路灯指挥控制中心设置至少一个北斗短报文通信用户卡，通过北斗卫星发送北斗短报文；在每个路灯设置北斗短报文接收模组；北斗短报文接收模组预置所述北斗短报文通信用户卡的用户ID作为广播用户ID；北斗短报文接收模组接收与广播用户ID匹配的所述北斗短报文，解析获得对应的控制指令，基于控制指令执行对应路灯的开关控制。进一步的，还包括所述路灯指挥控制中心对路灯进行组播控制，每组路灯对应一个组地址，I支路电文信息包括组地址，北斗短报文接收模组将获取的组地址字段信息与用户组地址进行比较，如果一致，则所述北斗短报文接收模组将广播用户ID对应的Q支路初相、多项式参数设置到所述北斗短报文接收模组的基带寄存器中，北斗短报文接收模组接收Q支路下一步输出对应的组地址的电文内容，基于解析后的控制指令执行路灯的开关控制。进一步的，还包括，如果所述路灯指挥控制中心增加新的北斗短报文通信用户卡，则：将对应的Q支路初相、多项式参数设置预置在所述北斗短报文接收模组；或者所述路灯指挥控制中心对所述北斗短报文接收模组进行远程配置，将新的北斗短报文通信用户卡用户ID及其对应的Q支路初相、多项式参数配置到所述北斗短报文接收模组。进一步的，所述路灯指挥控制中心对所述北斗短报文接收模组进行远程配置的具体方法为：通过北斗短报文将新增北斗用户ID发送至所述北斗短报文接收模组，所述北斗短报文接收模组储至flash内，作为存储的广播用户ID值之一。本专利技术的北斗用户卡有效期管理方式的实现方法具有如下有益的技术效果：(1)本专利技术通过在路灯中集成北斗短报文卫星接收模组，仅需在路灯指挥控制中心安装北斗卫星短报文通信卡，无需在路灯中安装北斗卫星短报文通信卡，即可实现通过北斗卫星对路灯的广播通信和组播通信，从而控制路灯的打开、关闭等操作。(2)本专利技术基于北斗卫星链路，路灯端无需安装北斗短报文通信卡，无需架设有线网络或移动网络；解决了传统路灯数据通信架设成本、管理成本、资费成本高的问题，采用本专利技术基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统，路灯建设、改造简单，数据通信基本属于免费模式，极大提升了产业效率，节约了成本。附图说明图1为本专利技术基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统构成示意图；图2为斗短报文模块实现框图；图3为一个实施例中北斗短报文卫星数据接收流程示意图；图4为一个实施例中北斗短报文结构示意图；图5为一个实施例中北斗卫星发送数据示意图；图6为一个实施例中北斗短报文卫星数据接收流程示意图；图7为一个实施例中北斗短报文接收模组和原有路灯控制器通讯方式示意图；图8为基于北斗短报文卫星通信的路灯控制流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统，其特征在于，包括：路灯指挥控制中心、北斗短报文接收模组和路灯；/n路灯指挥控制中心包括至少一个北斗短报文通信用户卡，通过北斗卫星发送北斗短报文；/n每个北斗短报文接收模组对应设置于一个路灯上，预置所述北斗短报文通信用户卡的用户ID作为广播用户ID，接收与广播用户ID匹配的所述北斗短报文，解析获得对应的控制指令，执行路灯的开关控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统，其特征在于，包括：路灯指挥控制中心、北斗短报文接收模组和路灯；
路灯指挥控制中心包括至少一个北斗短报文通信用户卡，通过北斗卫星发送北斗短报文；
每个北斗短报文接收模组对应设置于一个路灯上，预置所述北斗短报文通信用户卡的用户ID作为广播用户ID，接收与广播用户ID匹配的所述北斗短报文，解析获得对应的控制指令，执行路灯的开关控制。


2.根据权利要求1所述的一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统，其特征在于，北斗短报文接收模组包括S频点接收无源天线、S频点低噪放放大电路、S频点下变频电路、北斗短报文基带电路以及控制电路；
S频点接收无源天线接收北斗卫星发射的射频信号，通过S频点低噪放放大电路进行放大，经S频点下变频电路进行下变频后转换为数字中频信号，经北斗短报文基带电路进行信号捕获、跟踪、解码并解析后得到北斗短报文信息发送给所述控制电路，所述控制电路解析后获得北斗卫星发送的控制指令，根据所述控制指令执行路灯的开关控制。


3.根据权利要求2所述的一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统，其特征在于，所述北斗短报文基带电路，循环解析北斗短报文的I支路电文信息时，将获取的用户ID字段信息与广播用户ID值比较，如果一致，则所述控制电路将广播用户ID对应的Q支路初相、多项式参数设置到所述北斗短报文基带电路的基带寄存器中，所述北斗短报文基带电路接收Q支路下一步输出对应的广播用户ID的电文内容。


4.根据权利要求3所述的一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统，其特征在于，北斗短报文通信用户卡为多个，每个北斗短报文通信用户卡具有一个ID号，所述控制电路存储每个北斗短报文通信用户卡的用户ID作为广播用户ID，存储对应的Q支路初相及多项式参数；当获取的用户ID1字段信息与广播用户ID值比较，如果与任意一个广播用户ID值一致，则将该广播用户ID对应的Q支路初相、多项式参数设置到所述北斗短报文基带电路的基带寄存器中。


5.根据权利要求1或2所述的一种基于北斗短报文卫星通信的路灯控制系统，其特征在于，路灯指挥控制中心对路灯进行组播控制，每组北斗短报文接收模组对应一个组地址，所述控制电路解析获得的I支路电文信息包括组地址，将获取的组地址字段信息与用户组地址进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪兵，
申请(专利权)人：北京天海达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11