一种北斗监测终端及监测方法技术

本发明专利技术涉及一种北斗监测终端及监测方法，终端包括：一体化天线、LORA外置天线、4G网络模块、WIFI模块、LORA模块、GNSS模块、MEMS传感器以及处理器。本发明专利技术通过选择低功耗单片机，通过集成GNSS、WIFI、4G一体化天线、LORA外置天线、GNSS定位模块、4G网络模块、WIFI模块、LORA模块、MEMS传感器、温度传感器、存储、指示灯、内置电池和电源电路，采用一体机紧凑设计模式，具备集成高、成本低、功耗低、安装便捷、设备稳定可靠等特点，极大推动了行业高精度监测市场的规模应用，具备典型的示范作用和较大的经济效益。本发明专利技术基于多系统、多频点、差分后处理技术，终端设备可提供毫米级的定位精度。终端设备可提供毫米级的定位精度。终端设备可提供毫米级的定位精度。

【技术实现步骤摘要】
一种北斗监测终端及监测方法


[0001]本专利技术涉及北斗终端
，尤其涉及一种北斗监测终端及监测方法。

技术介绍

[0002]2009年，国家开始北斗三号系统的建设工作，北斗三号全球卫星导航系统，由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星，共30颗卫星组成。2020年7月以来，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，这标志着北斗事业进入到全球服务新时代。开通以来，系统运行稳定，持续为全球用户提供优质服务，开启全球化、产业化新征程。
[0003]全球卫星导航系统(globalnavigation satellite system,GNSS)，目前包括四大系统，中国的北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)、美国的全球定位系统(global positioningsystem,GPS)、欧盟的伽利略卫星导航系统(Galileo navigation satellite system,Galileo)和俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(global orbitingnavigation satellite system,GLONASS)。其中，BDS、GPS、GLONASS已服务全球，且系统运行稳定。
[0004]基于多系统、多频点、差分后处理技术，终端设备提供毫米级的定位精度。传统的利用GNSS进行高精度监测的设备多为分体式设备，即天线与主机分离，这导致了设备的功耗高、成本高、安装不方便、维护成本高等特点。且设备的适应性差，往往需要根据现场环境进行辅助模块的添加。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种北斗监测终端及监测方法，本专利技术旨在提出一种北斗监测终端的实现方法，将天线与主机设计成一体型形式，具备集成高、成本低、功耗低、安装便捷、设备稳定可靠等特点。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供了一种北斗监测终端，包括：一体化天线、LORA外置天线、4G网络模块、WIFI模块、LORA模块、GNSS模块、MEMS传感器以及处理器；
[0007]所述一体化天线，集成了GNSS天线、WIFI天线和4G天线；
[0008]所述4G网络模块，通过所述一体化天线收发信号，与监测通信中心远距离通讯；
[0009]所述WIFI模块，通过所述一体化天线收发信号，实现近距离通信；
[0010]所述LORA模块，通过所述LORA外置天线收发信号，实现近中距离通信，接收RTCM观测数据，并发送给所述GNSS模块；
[0011]所述GNSS模块，通过所述一体化天线接收卫星信号；接收RTCM观测数据进行RTK解算定位；
[0012]所述MEMS传感器，用于检测终端的位置；
[0013]所述处理器，通过所述4G网络模块接收所述监测通信中心远距离通讯的配置信息，配置终端的采用频率和上传频率；检测工况信息，通过所述4G网络模块向上传至所述监
测通信中心；接收所述MEMS传感器检测终端的位置，当终端的位置发生变化时，启动所述LORA模块接收RTCM观测数据，开始RTK差分定位，并将定位结果通过所述4G网络模块发送至监测通信中心。
[0014]进一步地，还包括温度传感器模块、存储模块以及状态指示灯模块；
[0015]所述温度传感器模块用于检测温度数据；
[0016]所述存储模块用于存储终端数据和配置信息；
[0017]所述状态指示灯模块包括多个指示灯，指示电源工作状态、4G网络模块通讯工作状态、存储模块工作状态以及GNSS模块定位工作状态；
[0018]所述处理器通过I2C接口同所述MEMS传感器、所述温度传感器模块进行连接通信；通过SDIO接口连接存储模块进行数据的存储和导出；通过GPIO接口连接状态指示灯展示终端的工作状态。
[0019]进一步地，所述处理器检测的工况信息包括：供电电压值、工作温度、存储模块的占用空间以及4G网络信号的强度值。进一步地，所述LORA模块，用于在温度超过阈值，供电电压低于电压阈值，存储模块的占用空间超过剩余空间阈值以及4G网络信号的强度值低于强度阈值时发出相应的报警信号至所述监测通信中心。
[0020]进一步地，所述处理器的初始化包括：
[0021]终端加电开机后，GNSS模块接收北斗、GPS和GLONASS的卫星信号；
[0022]卫星信号锁定稳定后，各频点的星历接收完毕，获取原始RTCM观测数据和星历数据；所述处理器有存储模块中读取配置参数进行终端配置；如果接收到所述监测通信中心发送配置参数，则更新终端配置。
[0023]进一步地，所述配置参数包括：RTCM观测数据采样频率、RTCM观测数据上传频率和星历参数上传频率；读取所述RTCM观测数据采样频率配置所述控制器的采样频率，读取所述RTCM观测数据上传频率和星历参数上传频率配置所述4G网络模块的工况信息和星历参数上传频率。
[0024]进一步地，所述处理器将接收到的RTCM观测数据，压入GNSS RTCM数据队列，按照配置的RTCM观测数据上传频率由所述4G网络模块上传至所述监测通信中心；将接收到的星历数据压入到星历数据队列，按照配置的星历参数上传频率由所述4G网络模块上传至所述监测通信中心。进一步地，上传协议包括TCP、UDP、NTRIP和/或MQTT协议。
[0025]进一步地，一个终端作为基准终端，位置固定；基准终端通过其LORA模块播发RTCM观测数据，由卫星转发至待定位终端，待定位终端通过其LORA模块接收RTCM观测数据，所述GNSS模块进行RTK解算定位，获得定位结果。
[0026]进一步地，所述一体化天线集成了GNSS天线、WIFI天线和4G天线，通过三根射频线缆分别连接GNSS模块、WIFI模块和4G网络模块；进一步地，终端的壳体设置用于安装所述LORA外置天线的LORA外置天线接口。
[0027]进一步地，还包括电源电路包括外部电源供电电路以及电池；当外部电源供电电路断开后切换为电池供电，并通过所述4G网络模块上报至所述监测通信中心。
[0028]进一步地，所述处理器通过分别通过GPIO接口连接4G网络模块、WIFI模块、LORA模块以及GNSS模块；根据工作状态和上传数据的频率，通过高低电平控制4G网络模块、WIFI模块、LORA模块以及GNSS模块关闭或打开。进一步地，所述WIFI模块用于接收手机APP发送的
查询信息或配置信息，向手机APP反馈查询信息对应的查询结果或配置信息对应的配置结果反馈。
[0029]另一方面提供一种采用所述的北斗监测终端进行监测的方法，包括：
[0030]终端加电开机后，GNSS模块接收北斗、GPS和GLONASS的卫星信号；
[0031]GNSS模块初始化，卫星信号锁定稳定后，各频点的星历接收完毕，获取原始RTCM观测数据和星历数据；所述处理器有存储模块中读取配置参数进行终端配置；如果接收到所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种北斗监测终端，其特征在于，包括：一体化天线、LORA外置天线、4G网络模块、WIFI模块、LORA模块、GNSS模块、MEMS传感器以及处理器；所述一体化天线，集成了GNSS天线、WIFI天线和4G天线；所述4G网络模块，通过所述一体化天线收发信号，与监测通信中心远距离通讯；所述WIFI模块，通过所述一体化天线收发信号，实现近距离通信；所述LORA模块，通过所述LORA外置天线收发信号，实现近中距离通信，接收RTCM观测数据，并发送给所述GNSS模块；所述GNSS模块，通过所述一体化天线接收卫星信号；接收RTCM观测数据进行RTK解算定位；所述MEMS传感器，用于检测终端的位置；所述处理器，通过所述4G网络模块接收所述监测通信中心远距离通讯的配置信息，配置终端的采用频率和上传频率；检测工况信息，通过所述4G网络模块向上传至所述监测通信中心；接收所述MEMS传感器检测终端的位置，当终端的位置发生变化时，启动所述LORA模块接收RTCM观测数据，开始RTK差分定位，并将定位结果通过所述4G网络模块发送至监测通信中心。2.根据权利要求1所述的北斗监测终端，其特征在于，还包括温度传感器模块、存储模块以及状态指示灯模块；所述温度传感器模块用于检测温度数据；所述存储模块用于存储终端数据和配置信息；所述状态指示灯模块包括多个指示灯，指示电源工作状态、4G网络模块通讯工作状态、存储模块工作状态以及GNSS模块定位工作状态；所述处理器通过I2C接口同所述MEMS传感器、所述温度传感器模块进行连接通信；通过SDIO接口连接存储模块进行数据的存储和导出；通过GPIO接口连接状态指示灯展示终端的工作状态。3.根据权利要求2所述的北斗监测终端，其特征在于，所述处理器检测的工况信息包括：供电电压值、工作温度、存储模块的占用空间以及4G网络信号的强度值。进一步地，所述LORA模块，用于在温度超过阈值，供电电压低于电压阈值，存储模块的占用空间超过剩余空间阈值以及4G网络信号的强度值低于强度阈值时发出相应的报警信号至所述监测通信中心。4.根据权利要求1或2所述的北斗监测终端，其特征在于，所述处理器的初始化包括：终端加电开机后，GNSS模块接收北斗、GPS和GLONASS的卫星信号；卫星信号锁定稳定后，各频点的星历接收完毕，获取原始RTCM观测数据和星历数据；所述处理器有存储模块中读取配置参数进行终端配置；如果接收到所述监测通信中心发送配置参数，则更新终端配置。5.根据权利要求4所述的北斗监测终端，其特征在于，所述配置参数包括：RTCM观测数据采样频率、RTCM观测数据上传频率和星历参数上传频率；读取所述RTCM观测数据采样频率配置所述控制器的采样频率，读取所述RTCM观测数据上传频率和星历参数上传频率配置所述4G网络模块的工况信息...

【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：