CN104954103A - 基于北斗通信系统的检测数据传输方法、发送端设备和接收端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于北斗通信系统的检测数据传输方法、发送端设备和接收端设备。其中，检测数据传输方法包括以下步骤：发送端获取检测数据，存储到缓冲区；发送端获取定位数据并存储到缓冲区；发送端将存储在缓冲区内的数据压缩打包，然后通过北斗卫星发送给接收端；发送端通过北斗卫星接收由接收端反馈的数据包；发送端判断反馈的数据包是否出错，如果出错则丢弃，如果正确，则判断反馈的是确认包还是错误通知包，如是确认包，发送端清除缓冲区内与确认包的发送顺序标签相同的数据包；如是错误通知包，则根据错误通知包的发送顺序标签判断缓冲区中哪几组数据包没有发送成功，重新发送。本发明提高了通信成功率，能够实现检测数据的可靠传输。
Description
技术领域
本发明涉及基于北斗通信系统的检测数据传输方法、发送端设备和接收端。
背景技术
随着移动通信技术的发展，GPRS、CMDA、GSM等无线传输技术日益成熟，使其在许多领域中得以应用，尤其为水质监测提供了一种无线数据传输手段。目前国内广泛使用GPRS/IP等无线通信技术建立水质监测系统，虽然这些通信服务费较低，但是掩盖不了它们固有的缺陷。我国是一个幅员辽阔、地理环境复杂的国家，很多地方通信信号特别不稳定，在一些地质条件不好的地方，甚至无法架设通信基站。在这些常规的通信手段无法发挥作用的时候，就需要更加稳定的通信手段来为水质监测系统服务。
我国自主开发的北斗卫星导航系统（BeiDou）计划可以全天候、全天时提供卫星导航信息的全球性导航系统，在全球范围内可以实现无缝隙覆盖，与GPS相比除了快速定位功能外还有简短数字报文通信和精密授时功能。北斗系统终端通信的频度设定为61秒，每次最大发送的数字短报文大小为78个字节。采用北斗卫星导航系统的简短数字报文通信（用户与用户、用户与地面控制中心之间进行双向数字报文通信）服务，可以实现水质数据的稳定传输。但是，其通信的成功率仅有95%左右，并不能满足数据可靠传输的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供通信成功率高、能够实现检测数据的可靠传输的传输方法、发送端设备和接收端设备。
本发明提供了基于北斗通信系统的检测数据传输方法，包括以下步骤：
发送端从检测设备获取检测数据，将获取的检测数据存储到缓冲区；
发送端通过北斗定位系统获取定位数据，将获取的定位数据存储到所述的缓冲区；
发送端将存储在所述缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，然后将压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端；该压缩打包后的数据包包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；
发送端通过北斗卫星接收由接收端反馈的数据包，该反馈的数据包包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息；
发送端检查反馈的数据包的校验信息，判断反馈的数据包是否出错，如果判断为出错则丢弃该反馈的数据包，如果判断为正确，则进一步判断该反馈的数据包是确认包还是错误通知包 ，如果是确认包，发送端清除所述缓冲区内与确认包的发送顺序标签相同的数据包；如果是错误通知包，则根据错误通知包的发送顺序标签判断所述缓冲区中哪几组数据包没有发送成功，重新发送没有发送成功的数据包。
本发明还提供了一种基于北斗通信系统的检测数据传输方法，包括：
接收端通过北斗卫星接收发送端发送的数据包，该数据包包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；
接收端检查接收的数据包的校验信息，判断接收的数据包是否出错，如果判断为正确，则计算当前接收到的数据包的顺序标签与接收端所存储的上一次接收到的数据包的发送顺序标签之间的差值S，如果S=1，则将存储的发送顺序标签更新为当前接收到的数据包的发送顺序标签，同时将数据包的数据部分进行存储和显示，并通过北斗卫星向发送端反馈确认包；如果判断接收的数据包出错，或者是计算出的S≥2，则接收端通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包；接收端反馈的确认包和错误通知包均包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息。
本发明提供了一种基于北斗卫星通信系统的发送端设备，包括：
检测数据获取单元，用于从检测设备获取检测数据，并将获取的检测数据存储到缓冲区；
定位数据获取单元，用于通过北斗定位系统获取定位数据，将获取的定位数据存储到所述的缓冲区；
缓冲区单元，用于提供所述的缓冲区；
数据打包发送单元，用于将存储在所述缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，将压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端；该压缩打包后的数据包的格式包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；
接收单元，用于通过北斗卫星接收由接收端反馈的数据包，该反馈的数据包包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息；
反馈处理单元，用于检查反馈的数据包的校验信息，判断反馈的数据包是否出错，如果判断出错则丢弃该反馈的数据包，如果判断正确，则进一步判断该反馈的数据包是确认包还是错误通知包，如果是确认包，清除所述缓冲区内与确认包的发送顺序标签相同的数据包；如果是错误通知包，则根据错误通知包的发送顺序标签判断所述缓冲区中哪几组数据包没有发送成功，通知所述的数据打包发送单元重新发送没有发送成功的数据包。
本发明提供了一种基于北斗卫星通信系统的接收端设备，包括：
存储单元；
显示单元；
接收单元，用于通过北斗卫星接收发送端发送的数据包，该数据包包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；
反馈信息发送单元，用于检查接收的数据包的校验信息，判断接收的数据包是否出错，如果判断为正确，则计算当前接收到的数据包的顺序标签与存储于所述存储单元的上一次接收到的数据包的发送顺序标签之间的差值S，如果S=1，则将存储单元存储的发送顺序标签更新为当前接收到的数据包的发送顺序标签，同时将数据包的数据部分传送给所述的存储单元和显示单元，并通过北斗卫星向发送端反馈确认包；如果判断接收的数据包出错，或者是计算出的S≥2，则接收端通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包；接收端反馈的确认包和错误通知包均包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息。
采用上述技术方案后，在利用北斗通信系统实现数据传输的过程中实现了数据包的检错以及有效确认，一旦出现发送或者接收出错，数据发送端会自动重发，从而保证了数据传输的可靠性。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的基于北斗通信系统的检测数据传输方法的流程示意图。
图2是根据本发明一实施例的水质检测数据的数据包的格式示意图。
图3是根据本发明又一实施例的基于北斗通信系统的检测数据传输方法的流程示意图。
图4是根据本发明一实施例的基于北斗通信系统的发送端设备的方框图。
图5是根据本发明一实施例的基于北斗通信系统的接收端设备的方框图。
图6是是根据本发明一实施例的基于北斗通信系统的接收端设备的界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明做出进一步说明。
图1是根据本发明一实施例的基于北斗通信系统的检测数据传输方法的流程示意图。如图1所示，该实施例的检测数据传输方法的执行主体为一发送端。本实施例的检测数据传输方法包括以下步骤：
发送端从检测设备获取检测数据，将获取的检测数据存储到缓冲区；
发送端通过北斗定位系统获取定位数据，将获取的定位数据存储到缓冲区；
发送端将存储在缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，然后将压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端；该压缩打包后的数据包包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；所述的数据部分含有上述的检测数据和定位数据；发送端通过北斗卫星接收由接收端反馈的数据包，该反馈的数据包包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息；由于北斗终端通信时间极短，在接收端收到数据处理完毕后，会在极短的时间里反馈数据包，这个过程最多只需要3秒；
发送端检查反馈的数据包的校验信息，判断反馈的数据包是否出错，如果判断为出错则丢弃该反馈的数据包，如果判断为正确，则进一步判断该反馈的数据包是确认包还是错误通知包，如果是确认包，发送端清除所述缓冲区内与确认包的发送顺序标签相同的数据包，然后等待下一次发送时间的到来，接着发送；如果是错误通知包，则根据错误通知包的发送顺序标签判断所述缓冲区中哪几组数据包没有发送成功，重新发送没有发送成功的数据包。举例而言，发送端收到的错误通知包的发送顺序标签为5，而缓冲区内最新的一组数据包的发送顺序标签为7，则发送端可以判断出两组数据包未发送成功，即发送顺序标签为6和7的两组数据包没有发送成功，要重新发送该两组数据包。在一个具体的是实施例中，接收端反馈的数据包的包头部分具有ACKN指令和LOSE指令，发送端根据ACKN和LOSE的值来判断接收的是何种数据包，若反馈的数据包中的ACKN=1，发送端判断反馈的数据包为确认包；若LOSE=1，则发送端判断反馈的数据包时错误通知包。
为了防止有时因某种原因，接收端不能在每次发送数据后反馈回数据包，优选地，发送端对成功发送数据包的次数Sendtimes和接收到由接收端反馈的数据包的次数FKtimes进行统计。当发送端通过北斗卫星向接收端发送数据包后经过预定的时间（该预定的时间通常设为90秒）后没有收到接收端反馈的数据包，则发送端比较判断Sendtimes是否等于FKtimes，如果相等，则将下一组存储在缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，然后将该压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端，如果不等，则以Sendtimes和FKtimes 的差值作为没有发送成功的次数M，然后将缓冲区内的最新的M个数据包发送给接收端。
在本实施例中，检测数据为水质检测数据。发送端可从水质检测设备实时采集检测数据。压缩的方法可采用霍夫曼编码压缩，压缩后的数据大小一般在40～45个字节。如图2所示，该水质检测数据的数据包的格式包括：水质检测数据的获取时间；发送顺序标签，用于指示该数据包的发送顺序（即是被第几个发送的数据包）；数据部分，由水质数据（ph值、温度、溶解氧、浊度、电导率等）和定位数据（经度、纬度、精度系数等）组成；以及奇偶校验位，用于校验该数据包的字节是否正确。
图3是根据本发明又一实施例的基于北斗通信系统的检测数据传输方法的流程示意图。如图3所示，该实施例的检测数据传输方法的执行主体为一接收端。本实施例的检测数据传输方法包括以下步骤：
接收端通过北斗卫星接收发送端发送的数据包，该数据包包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；
接收端检查接收的数据包的校验信息，判断接收的数据包是否出错，如果判断为正确，则计算当前接收到的数据包的顺序标签与接收端所存储的上一次接收到的数据包的发送顺序标签之间的差值S（默认的接收端存储的发送顺序标签的初始值为零），如果S=1，则将存储的发送顺序标签更新为当前接收到的数据包的发送顺序标签，同时将数据包的数据部分进行存储和显示，并通过北斗卫星向发送端反馈确认包；如果判断接收的数据包出错，或者是计算出的S≥2，则接收端通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包；接收端反馈的确认包和错误通知包均包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息。
优选地，接收端从接收到发送端发送的数据包时起开始计时，从计时开始经过预定的时间（该预定的时间通常设为90秒）仍未收到下一数据包，则接收端通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包。
如图4所示，根据本发明一实施例的发送端设备包括：检测数据获取单元11、定位数据获取单元12、缓冲区单元13、数据打包发送单元14、接收单元15、反馈处理单元16和统计处理单元17。
其中，检测数据获取单元11用于从检测设备获取检测数据，并将获取的检测数据存储到缓冲区。定位数据获取单元12用于通过北斗定位系统获取定位数据，将获取的定位数据存储到所述的缓冲区。缓冲区单元13用于提供所述的缓冲区。数据打包发送单元14用于将存储在所述缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，将压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端；该压缩打包后的数据包的格式包括发送顺序标签、数据部分和校验信息。接收单元15用于通过北斗卫星接收由接收端反馈的数据包，该反馈的数据包包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息。反馈处理单元16用于检查反馈的数据包的校验信息，判断反馈的数据包是否出错，如果判断出错则丢弃该反馈的数据包，如果判断正确，则进一步判断该反馈的数据包是确认包还是错误通知包，如果是确认包，清除所述缓冲区内与确认包的发送顺序标签相同的数据包；如果是错误通知包，则根据错误通知包的发送顺序标签判断所述缓冲区中哪几组数据包没有发送成功，通知所述的数据打包发送单元重新发送没有发送成功的数据包。统计处理单元17用于对成功发送数据包的次数Sendtimes和接收到由接收端反馈的数据包的次数FKtimes进行统计；当数据打包发送单元14通过北斗卫星向接收端发送数据包后经过预定的时间后接收单元15没有收到接收端反馈的数据包，该统计处理单元17比较判断Sendtimes是否等于FKtimes，如果相等，则通知数据打包发送单元14将下一组存储在缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，然后将该压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端，如果不等，则通知数据打包发送单元14以Sendtimes和FKtimes 的差值作为没有发送成功的次数M，然后将缓冲区内的最新的M个数据包发送给接收端。
如图5所示，根据本发明一实施例的接收端设备包括：存储单元21、显示单元22、接收单元23、反馈信息发送单元24和计时单元25。
其中，接收单元23用于通过北斗卫星接收发送端发送的数据包，该数据包包括发送顺序标签、数据部分和校验信息。反馈信息发送单元24用于检查接收的数据包的校验信息，判断接收的数据包是否出错，如果判断为正确，则计算当前接收到的数据包的顺序标签与存储于存储单元21的上一次接收到的数据包的发送顺序标签之间的差值S，如果S=1，则将存储单元21存储的发送顺序标签更新为当前接收到的数据包的发送顺序标签，同时将数据包的数据部分传送给存储单元21和显示单元22，并通过北斗卫星向发送端反馈确认包；如果判断接收的数据包出错，或者是计算出的S≥2，则通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包；所反馈的确认包和错误通知包均包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息。计时单元25用于从接收到发送端发送的数据包时起开始计时，从计时开始经过预定的时间仍未收到下一数据包，则通知反馈信息发送单元24通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包。显示单元22用于对接收到的数据包的数据部分进行处理，以使该数据部分显示于显示屏上。
对于接受端设备而言，启动之后会处于一个等待接收的状态，但是一旦有数据包到来，计时单元25就会启动，并开始计时，在下次数据包到来之后，会再次重启启动，重新开始计时，这里的时钟设置的时间为90秒，即接收端在上次收到数据包之后，超过90秒没有数据包到来，则会发送错误通知包。在接收的数据包没有错误的情况下，更新本地存储的发送顺序标签。所以，在数据出错或是数据包中的发送顺序标签不对的情况下，接收端的发送顺标签不会更新，而且还会发送一个错误通知包给发送端。在大多数时间里，发送顺序标签都会得到更新，说明数据没有错误，可以进行对数据的存储和显示，同时发送确认包给发送端。这种机制可以确保接收端存储的数据始终是紧挨着上次的数据，不会出现跳跃，也不会出现丢失，从而弥补了北斗通信数据丢失的缺陷。
图6是是根据本发明一实施例的基于北斗通信系统的接收端设备的界面示意图，其中，示出了水质数据以及定位数据。本发明的基于北斗通信系统的检测数据传输方法的数据传输成功率可达到98%以上。该数据传输处理方法不仅可以用于水质数据的传输，还可以用于其他海洋数据等大容量数据的传输。
Claims (9)
1.基于北斗通信系统的检测数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
发送端从检测设备获取检测数据，将获取的检测数据存储到缓冲区；
发送端通过北斗定位系统获取定位数据，将获取的定位数据存储到所述的缓冲区；
发送端将存储在所述缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，然后将压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端；该压缩打包后的数据包包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；
发送端通过北斗卫星接收由接收端反馈的数据包，该反馈的数据包包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息；
发送端检查反馈的数据包的校验信息，判断反馈的数据包是否出错，如果判断为出错则丢弃该反馈的数据包，如果判断为正确，则进一步判断该反馈的数据包是确认包还是错误通知包 ，如果是确认包，发送端清除所述缓冲区内与确认包的发送顺序标签相同的数据包；如果是错误通知包，则根据错误通知包的发送顺序标签判断所述缓冲区中哪几组数据包没有发送成功，重新发送没有发送成功的数据包。
2.如权利要求1所述的检测数据传输方法，其特征在于，所述的发送端对成功发送数据包的次数Sendtimes和接收到由接收端反馈的数据包的次数FKtimes进行统计；当所述发送端通过北斗卫星向接收端发送数据包后经过预定的时间后没有收到接收端反馈的数据包，则发送端比较判断Sendtimes是否等于FKtimes，如果相等，则将下一组存储在所述缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，然后将该压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端，如果不等，则以Sendtimes和FKtimes 的差值作为没有发送成功的次数M，然后将所述缓冲区内的最新的M个数据包发送给接收端。
3.如权利要求1或2所述的检测数据传输方法，其特征在于，所述的检测数据为水质检测数据，该水质检测数据的数据包的格式包括：
水质检测数据的获取时间；
发送顺序标签，用于指示该数据包的发送顺序；
数据部分，由水质数据和定位数据组成；以及
奇偶校验位，用于校验该数据包的字节是否正确。
4.基于北斗通信系统的检测数据传输方法，其特征在于，包括：
接收端通过北斗卫星接收发送端发送的数据包，该数据包包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；
接收端检查接收的数据包的校验信息，判断接收的数据包是否出错，如果判断为正确，则计算当前接收到的数据包的顺序标签与接收端所存储的上一次接收到的数据包的发送顺序标签之间的差值S，如果S=1，则将存储的发送顺序标签更新为当前接收到的数据包的发送顺序标签，同时将数据包的数据部分进行存储和显示，并通过北斗卫星向发送端反馈确认包；如果判断接收的数据包出错，或者是计算出的S≥2，则接收端通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包；接收端反馈的确认包和错误通知包均包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息。
5.如权利要求4所述的检测数据传输方法，其特征在于，接收端从接收到发送端发送的数据包时起开始计时，从计时开始经过预定的时间仍未收到下一数据包，则接收端通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包。
6.基于北斗卫星通信系统的发送端设备，其特征在于，所述的发送端设备包括：
检测数据获取单元，用于从检测设备获取检测数据，并将获取的检测数据存储到缓冲区；
定位数据获取单元，用于通过北斗定位系统获取定位数据，将获取的定位数据存储到所述的缓冲区；
缓冲区单元，用于提供所述的缓冲区；
数据打包发送单元，用于将存储在所述缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，将压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端；该压缩打包后的数据包的格式包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；
接收单元，用于通过北斗卫星接收由接收端反馈的数据包，该反馈的数据包包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息；
反馈处理单元，用于检查反馈的数据包的校验信息，判断反馈的数据包是否出错，如果判断出错则丢弃该反馈的数据包，如果判断正确，则进一步判断该反馈的数据包是确认包还是错误通知包，如果是确认包，清除所述缓冲区内与确认包的发送顺序标签相同的数据包；如果是错误通知包，则根据错误通知包的发送顺序标签判断所述缓冲区中哪几组数据包没有发送成功，通知所述的数据打包发送单元重新发送没有发送成功的数据包。
7.如权利要求6所述的发送端设备，其特征在于，所述的发送端设备包括：
统计处理单元，用于对成功发送数据包的次数Sendtimes和接收到由接收端反馈的数据包的次数FKtimes进行统计；当所述的数据打包发送单元通过北斗卫星向接收端发送数据包后经过预定的时间后所述的接收单元没有收到接收端反馈的数据包，该统计处理单元比较判断Sendtimes是否等于FKtimes，如果相等，则通知数据打包发送单元将下一组存储在所述缓冲区内的检测数据和定位数据压缩打包，然后将该压缩打包后的数据包通过北斗卫星发送给接收端，如果不等，则通知数据打包发送单元以Sendtimes和FKtimes 的差值作为没有发送成功的次数M，然后将所述缓冲区内的最新的M个数据包发送给接收端。
8.基于北斗卫星通信系统的接收端设备，其特征在于，所述的接收端设备包括：
存储单元；
显示单元；
接收单元，用于通过北斗卫星接收发送端发送的数据包，该数据包包括发送顺序标签、数据部分和校验信息；
反馈信息发送单元，用于检查接收的数据包的校验信息，判断接收的数据包是否出错，如果判断为正确，则计算当前接收到的数据包的顺序标签与存储于所述存储单元的上一次接收到的数据包的发送顺序标签之间的差值S，如果S=1，则将存储单元存储的发送顺序标签更新为当前接收到的数据包的发送顺序标签，同时将数据包的数据部分传送给所述的存储单元和显示单元，并通过北斗卫星向发送端反馈确认包；如果判断接收的数据包出错，或者是计算出的S≥2，则通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包；所反馈的确认包和错误通知包均包括接收端当前存储的发送顺序标签和校验信息。
9.如权利要求8所述的接收端设备，其特征在于，所述的接收端设备包括：
计时单元，用于从接收到发送端发送的数据包时起开始计时，从计时开始经过预定的时间仍未收到下一数据包，则通知所述的反馈信息发送单元通过北斗卫星向发送端反馈错误通知包。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150930 |