CN105353388A - 一种具有监控功能的多路输出转换系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,包括:协议转换多路输出设备和网管平台;所述协议转换多路输出设备包括主输入通道、备用输入通道、无源多路信号分配单元、无线通讯模块、中央处理单元、显示单元和供电模块,主输入通道包括射频开关、信号放大单元和协议转换模块,备用输入通道包括信号放大单元和协议转换模块,主输入通道和备用输入通道互为热备份;网管平台具有无线通讯接口、大容量存储器、网管中央处理单元、有线网接口和供电模块。本发明公开的具有监控功能的多路输出协议转换系统既实现了不同信号的转换,也实现了单路信号转为多路输出,还具有远程监控功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种多路输出协议转换系统,具体涉及到一种具有监控功能的多路输出协议转换系统。
背景技术
北斗卫星定位系统是我国自行研制具有独立知识产权的卫星定位系统,其授时和定位精度与GPS相当,完全可以取代GPS,但是目前我国的导航系统有90%使用的都是GPS,而GPS是受美国军方控制的,这对于我国在军事、通讯、电力、交通运输和水利等行业来说是非常危险的。
另一方面,移动通信领域的CDMA和、TD-SCDMA、LTE等技术均利用GPS提供同步校准信号,而目前的GPS天馈系统存在很大缺陷,例如:移动通信单个机房中通常有多台BBU,每台BBU需一对一建设GPS天馈系统,造成GPS天线及馈线众多,成本很高,尤其易引起业主或居民的抵触;GPS天面接收天线一般放置于楼顶露天处,不可遮挡,并且需要远离周围金属物,增大了施工难度,如果要在楼顶安装多个GPS天线,难度更大;GPS天馈系统接收的信号强度受到连接卫星数和周围环境的影响,为了保证BBU接收到的信号强度,天面接收天线与BBU之间的距离受到一定的限制,这对通信站点机房的选址和后续扩容带来很大难度;GPS天馈系统遍布全国乃至全球各地,地域广,数量大,哪些需要保养,那些出故障需要维修,施工方很难得知,管理成本很高。
发明内容
针对上述问题,本发明公开了一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,它可以把GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号转换为其中的任意一种,然后把转换后的信号分配为多路输出,既实现了不同类型信号的转换,也实现了一套天馈系统为多台BBU提供标准同步信号,另外这套系统还具有监控功能,可以实时监测设备自身的工作状态,施工方可以远程通过有线网或移动网络及时了解各地设备的当前状态,实现了对各地设备的统一管理,且成本低,操作简单。
本发明的技术方案是:一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,包括:协议转换多路输出设备和网管平台;
所述协议转换多路输出设备包括主输入通道、备用输入通道、无源多路信号分配单元、无线通讯模块、中央处理单元、显示单元和供电模块,主输入通道包括射频开关、信号放大单元和协议转换模块,备用输入通道包括信号放大单元和协议转换模块,主输入通道和备用输入通道互为热备份;
GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号通过射频开关传送给信号放大单元;
信号放大单元把信号进行放大并传送给协议转换模块;
协议转换模块对接收到的四种信号进行分析、选择并转换为管理员需要的信号,其中管理员需要的信号是GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号之一,通过本地拨码开关设定或无线通讯方式远程设定管理员需要的信号;
主输入通道和备用通道的协议转换模块的输出端通过信号合路单元合为一路信号输出给无源多路信号分配单元进行多路输出;
中央处理单元实时监测信号放大单元、协议转换模块、信号合路单元的工作状态,并且把工作状态信息通过无线通讯模块发给网管平台;
本地显示单元与中央处理单元输出端连接,用于对工作状态信息的显示;
所述网管平台包括无线通讯接口、有线接口、大容量存储器、网管中央处理单元和供电模块;
网管中央处理单元通过无线通讯接口给各地的协议转换多路输出设备发送命令,每隔五分钟发送一次;
各地的协议转换多路输出设备收到命令后把当前工作状态数据和自己的ID号打包并通过无线网络发给网管平台;
网管平台的无线通讯接口接收到各地的协议转换多路输出设备发来数据,转换为数字信号传送给网管中央处理单元;
网管中央处理单元对大容量存储器进行分区,每台协议转换多路输出设备的工作状态数据都有对应的存储区,网管中央处理单元接收到无线通讯接口传来的数字信号后,提取出协议转换多路输出设备的ID号和对应的工作状态数据并保存进对应的存储区;
通过无线网或有线网访问大容量存储器里的数据,获取各地协议转换多路输出设备的工作状态。
进一步地,所述协议转换多路输出设备的主输入通道的输入口设置射频开关,用于在设备断电时将主输入通道的输入信号旁路到多路信号输出单元。
进一步地,所述协议转换多路输出设备的主输入通道和备用输入通道都设置有协议转换模块,且协议转换模块包括信号接收单元、协议转换单元、信号模拟器和对外接口四个部分;具体为:
信号接收单元接收GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号并将其转换为分别包含有经度、纬度、海拔高度、搜星颗数信息的四种数字流;
协议转换单元读取信号接收单元转换的四种数字流,并对四种数字流进行比较选择,选取搜星数最多的数字流并对其转换为设定的数字流,然后传给信号模拟器;其中设定的数字流是GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号之一;
信号模拟器根据接收到的数字流,生成相应的射频信号。
进一步地,所述协议转换模块的对外接口与所述协议转换单元连接,所述协议转换单元通过对外接口与中央处理单元连接,所述协议转换单元将GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号转换为其中的哪一种信号通过对外接口设定,其中,对外接口为采用数字通信方式的接口。
进一步地,所述协议转换多路输出设备的无线通讯模块支持GSM、3G或4G通信制式,和手机通讯制式兼容。
进一步地,所述供电模块采用双备份冗余设计,包括主供电模块、备用供电模块、供电检测模块和二选一功率开关,所述主供电模块和备用供电模块的输出端连接二选一功率开关,所述供电检测模块的输入端与所述主供电模块和备用供电模块连接,所述供电检测模块的输出端连接二选一功率开关。
进一步地,所述网管平台的无线通讯接口支持GSM、3G或4G通信制式,和手机通讯制式兼容。
进一步地,所述工作状态数据包括:输入GPS/北斗/GALILEO/GLONASS信号的强弱、设备当前输出的信号类型、设备工作正常与否、设备的安装日期、何时需要保养、经度、维度、海拔高度、搜星颗数以及时间信息。
本发明的有益效果为:
1.实现了GPS/北斗/GALILEO/GLONASS信号的相互转换,保证了只支持GPS信号的通讯设备在GPS信号受限后仍然能正常使用,使我国的军事、通讯、电力等行业免受美国的限制;
2.实现了把单路GPS/北斗/GALILEO/GLONASS协议转换为多路信号输出,有效的减少了天馈系统数量、降低了施工难度和成本;
3.具有纠错功能,它能接收GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号,选择质量好的协议转换为需要的信号;
4.该设备具有旁路功能,即使该设备不供电,也能有多路信号输出;
5.实现了天馈系统的远程监控,管理简单,成本低;
6.实现了输入通道热备份,保持GPS信号不间断输出。
附图说明
图1为本发明提供的一种具有监控功能的多路输出协议转换系统的系统框图;
图2为本发明提供的所述协议转换多路输出设备原理框图;
图3为本发明提供的所述射频开关原理框图;
图4为本发明提供的所述协议转换单元原理框图;
图5为本发明提供的所述供电模块原理框图;
图6为本发明提供的所述网管平台原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的说明。
图1为本发明提供的一种具有监控功能的多路输出协议转换系统的系统框图。
参见图1,一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,包括:协议转换多路输出设备和网管平台;其中协议转换多路输出设备分布在世界各地,通过无线通讯方式和网管平台传输数据;
协议转换多路输出设备有两个输入通道、多路信号输出单元、无线通讯模块、中央处理单元、显示单元和供电模块,两个输入通道互为热备份,都支持GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号的输入,四种输入信号经过协议转换多路输出设备转换为其中一种并分配为多路输出。协议转换多路输出设备能监控自身的工作状态,并把工作状态数据通过无线通讯接口传送给网管平台,工作状态信息也能在本地显示单元显示出来。
网管平台具有无线通讯接口、大容量存储器、网管中央处理单元、有线网接口和供电模块,网管平台通过无线网络读取各地的协议转换多路输出设备的工作状态数据,保存在本地大容量存储器里,管理员可以通过有线网或无线网络远程访问网管平台,读取保存在大容量存储器里的工作状态数据。协议转换多路输出设备的无线通讯模块和网管平台的无线通讯接口,均可以支持GSM、3G或4G等通讯制式,和手机通讯制式兼容。
图2是本发明提供的所述协议转换多路输出设备原理框图,它包括两个信号放大单元,两个协议转换模块,一个信号合路单元,一个无源多路信号分配单元,一个射频开关,一个中央处理单元,一个拨码开关,一个无线通讯模块、一个显示单元和一个供电模块,所述的射频开关与外接的GPS/北斗/GALILEO/GLONASS天线相连,射频开关有两路输出,一路连接到信号放大单元,另一路连接到无源多路信号分配单元,信号放大单元有两路输出,一路接到协议转换模块,另一路接到中央处理单元,协议转换模块有两路输出,一路连接到信号合路单元,另一路连接到中央处理单元,信号合路单元有两路输出,一路连接到中央处理单元,另一路连接到无源多路信号分配单元,无源多路信号分配单元输出多路信号,中央处理单元的六个输入端分别连接到两个信号放大单元、两个信号类型转换模块、一个信号合路单元和拨码开关,中央处理单元有四路输出,分别连接到两个协议转换模块、无线通讯模块和显示单元,无线通讯模块的输出连接到无线通讯天线。供电模块用于把输入的220V交流电或48V直流电转换为5V/3.3V/1.8V直流电给整个电路供电。
协议转换多路输出设备具体的工作步骤如下:
第一步:GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号通过射频开关传送给信号放大单元;
第二步:信号放大单元把信号进行放大,以提高信号质量,放大后的信号传送给协议转换模块;
第三步:协议转换模块对接收到的四种信号进行分析,选择优质的信号转换为管理员需要的信号,管理员需要的信号可以是GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号之一,通过本地拨码开关设定或无线通讯方式远程设定管理员需要的信号;
第四步:主备通道协议转换模块的输出信号通过信号合路单元合为一路信号送给无源多路信号分配单元,然后分配为多路输出;
第五步:中央处理单元实时监测信号放大单元、协议转换模块、信号合路单元的工作状态,然后把工作状态数据通过无线通讯模块发给网管平台。工作状态信息同时也在本地显示单元显示。
两个通道的输出信号连接到信号合路单元合为一路信号输出,这样只要有一个通道的信号正常,信号合路单元就会有正确的信号输出,这个信号经无源多路分配单元分配为多路输出,实现了两个通到中只要有一个正常,设备就能输出多路信号,即两个通道热备份。
主输入通道的入口处有一个射频开关,其原理框图如图3所示,由单刀双掷开关和控制器组成,IN是输入端,A和B是两个输出端,在控制器不供电时,IN和B连通,控制器供电时,IN和A连通。射频开关在主通道入口处的作用是:当设备不供电时,输入信号被旁路到无源多路分配单元,分配为多路输出,实现了即使不供电,设备也能有正确的多路信号输出。
两个输入通道都有协议转换模块,GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号的相互转换以及相互纠错是由该模块完成的。图4是为本发明提供的所述协议转换单元原理框图,它由信号接收单元、协议转换单元、信号模拟器和对外接口四个单元组成。GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种输入信号连接到信号接收单元的输入端,信号接收单元的输出端连接到协议转换单元的输入端,协议转换单元的输出端连接到信号模拟器,信号模拟器输出GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号,协议转换单元有一个双向接口,连接到对外接口单元,对外接口单元连接到其它具有相同接口的智能控制器。
协议转换模块的工作步骤如下:
第一步:信号接收单元接收GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号,转换为包含有经度、纬度、海拔高度、搜星颗数等信息的数字流。
第二步:协议转换单元读取信号接收单元的数字流,选择四种数字流里面搜星最数多信号的数字流,转换为设定的数字流,并传给信号模拟器。设定的数字流是GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号之一。
第三步:信号模拟器根据接收到的数字流,生成相应的射频信号。
协议转换单元的核心芯片是DSP(数字信号处理器),采用软件实现多协议转换功能和多协议纠错功能。
协议转换单元把GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号转换为其中的哪一种信号,通过对外接口进行设定。在该实施例中,对外接口与中央处理单元相连,由中央处理单元设定协议转单元的信号转换类型。该对外接口指采用数字通信方式的接口,包括且不限于串口、并口等数字接口,凡是采用数字通信方式的接口都在本发明保护范围。
在该实施例中,信号转换类型的设定方法有两种:拨码开关设置和无线通讯设置。
码开关可以输出00、01、10、11四组数据,00代表信号转换为GPS信号,01代表信号转换为北斗信号,10代表信号转换为GALILEO信号,11代表信号转换为GLONASS信号。拨码开关设置信号转换类型的步骤是:
第一步:管理员根据需要把拨码开关设置为00、01、10或11;
第二步:中央处理单元读取码开关的值,分析出信号转换类型是GPS、北斗、GALILEO还是GLONASS;
第三步:中央处理单元根据分析结果设置协议转换模块。协议转换模块有对外接口,中央处理单元通过该对外接口对协议转换模块进行设置。
第四步:协议转换模块根据中央处理单元的设置把GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号转换为需要的信号。
通过无线通讯方式设置信号转换类型的步骤是:
第一步:管理员通过手机、PAD等终端对信号类型转换多路输出设备发送信号转换类型设置命令;
第二步:信号类型转换多路输出设备的无线通讯模块解调出管理员发出的命令,转换为数字信号送给中央处理单元;
第三步:中央处理单元根据命令设置协议转换模块。协议转换模块有对外接口,中央处理单元通过该对外接口对协议转换模块进行设置。
第四步:协议转换模块根据中央处理单元的设置把GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号转换为需要的信号。
图5是供电模块的原理框图,包括:主供电模块、备用供电模块、供电检测模块和二选一功率开关。供电检测模块实时监测主供电模块和备用供电模块的输出电压,一旦发现主供电模块的输出电压失常,立即将二选一功率开关切换到备用供电通路。这种设计提高了供电电路的可靠性。供电模块的输入电压是220V交流或48V直流,输出电压是5V/3.3V/1.8V直流。
协议转换多路输出设备具有本地显示单元,该显示单元和中央处理单元相连,受中央处理单元的控制,能显示设备的工作状态信息,显示单元是指能和人产生视觉交流的显示部件,包括发光二极管、LED显示屏、LCD显示屏等,所有能和人产生交流的显示部件都在本发明保护范围。
协议转换多路输出设备的无线通讯模块支持GSM、3G或4G等通讯制式,和手机通讯制式兼容,该无线通讯模块有两个功能:
第一:协议转换多路输出设备把自身的工作状态数据通过无线网络传送给远程的网管平台;
第二:管理员通过手机、PAD等无线通讯终端设备远程设置协议转换多路输出设备的信号转换类型。
图6是网管平台的工作原理框图,它包括:无线通讯接口、中央处理单元、大容量存储器、有线网接口和供电模块。所述的中央处理单元与无线通讯接口、大容量存储器以及有线网接口相连,无线通讯接口与外界的无线通讯天线相连,有线网接口与有线网络相连。供电模块用于把220V交流电转换为5V/3.3V/1.8V电压,给无线通讯接口、中央处理单元、大容量存储器和有线网接口供电。
网管平台的工作步骤是:
第一步:网管中央处理单元通过无线通讯接口给各地的协议转换多路输出设备发送命令,每隔五分钟发送一次;
第二步:各地的协议转换多路输出设备收到命令后把当前工作状态数据和自己的ID号打包并通过无线网络发给网管平台;
第三步:网管平台的无线通讯接口接收到各地的协议转换多路输出设备发来数据,转换为数字信号传送给网管中央处理单元;
第四步:网管中央处理单元对大容量存储器进行分区,每台协议转换多路输出设备的工作状态数据都有对应的存储区,网管中央处理单元接收到无线通讯接口传来的数字信号后,提取出协议转换多路输出设备的ID号和对应的工作状态数据,把工作状态数据保存进对应的存储区;
第五步:管理员通过无线网或有线网访问大容量存储器里的数据,获取各地协议转换多路输出设备的工作状态。
网管平台的有线网接口指的是物理连线网络接口,可以是点对点的连线,也可以连接到局域网、城域网、以太网等。凡是通过物理连线和本网管平台通信的方式都在本发明保护范围。
网管平台的无线通讯接口支持GSM、3G或4G等通讯制式,和手机通讯制式兼容,该无线通讯模块有两个功能:
第一:管理员通过手机、PAD等无线通讯终端远程访问网管平台大容量存储器里的工作状态数据;
第二:网管平台通过无线通讯接口读取各地协议转换多路输出设备的工作状态数据。
以上对本发明进行了详细介绍,但是本发明不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本发明不限于特定的实施方式,本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (8)
1.一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,其特征在于,包括:协议转换多路输出设备和网管平台;
所述协议转换多路输出设备包括主输入通道、备用输入通道、无源多路信号分配单元、无线通讯模块、中央处理单元、显示单元和供电模块,主输入通道包括射频开关、信号放大单元和协议转换模块,备用输入通道包括信号放大单元和协议转换模块,主输入通道和备用输入通道互为热备份;
GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号通过射频开关传送给信号放大单元;
信号放大单元把信号进行放大并传送给协议转换模块;
协议转换模块对接收到的四种信号进行分析、选择并转换为管理员需要的信号,其中管理员需要的信号是GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号之一,通过本地拨码开关设定或无线通讯方式远程设定管理员需要的信号;
主输入通道和备用通道的协议转换模块的输出端通过信号合路单元合为一路信号输出给无源多路信号分配单元进行多路输出;
中央处理单元实时监测信号放大单元、协议转换模块、信号合路单元的工作状态,并且把工作状态信息通过无线通讯模块发给网管平台;
本地显示单元与中央处理单元输出端连接,用于对工作状态信息的显示;
所述网管平台包括无线通讯接口、有线接口、大容量存储器、网管中央处理单元和供电模块;
网管中央处理单元通过无线通讯接口给各地的协议转换多路输出设备发送命令,每隔五分钟发送一次;
各地的协议转换多路输出设备收到命令后把当前工作状态数据和自己的ID号打包并通过无线网络发给网管平台;
网管平台的无线通讯接口接收到各地的协议转换多路输出设备发来数据,转换为数字信号传送给网管中央处理单元;
网管中央处理单元对大容量存储器进行分区,每台协议转换多路输出设备的工作状态数据都有对应的存储区,网管中央处理单元接收到无线通讯接口传来的数字信号后,提取出协议转换多路输出设备的ID号和对应的工作状态数据并保存进对应的存储区;
通过无线网或有线网访问大容量存储器里的数据,获取各地协议转换多路输出设备的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,其特征在于,所述协议转换多路输出设备的主输入通道的输入口设置射频开关,用于在设备断电时将主输入通道的输入信号旁路到多路信号输出单元。
3.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,其特征在于,所述协议转换多路输出设备的主输入通道和备用输入通道都设置有协议转换模块,且协议转换模块包括信号接收单元、协议转换单元、信号模拟器和对外接口四个部分;具体为:
信号接收单元接收GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号并将其转换为分别包含有经度、纬度、海拔高度、搜星颗数信息的四种数字流;
协议转换单元读取信号接收单元转换的四种数字流,并对四种数字流进行比较选择,选取搜星数最多的数字流并对其转换为设定的数字流,然后传给信号模拟器;其中设定的数字流是GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号之一;
信号模拟器根据接收到的数字流,生成相应的射频信号。
4.根据权利要求3所述的一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,其特征在于,所述协议转换模块的对外接口与所述协议转换单元连接,所述协议转换单元通过对外接口与中央处理单元连接,所述协议转换单元将GPS/北斗/GALILEO/GLONASS四种信号转换为其中的哪一种信号通过对外接口设定,其中,所述对外接口为采用数字通信方式的接口。
5.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,其特征在于,所述协议转换多路输出设备的无线通讯模块支持GSM、3G或4G通信制式,和手机通讯制式兼容。
6.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,其特征在于,所述协议转换多路输出设备的供电模块采用双备份冗余设计,包括主供电模块、备用供电模块、供电检测模块和二选一功率开关,所述主供电模块和备用供电模块的输出端连接二选一功率开关,所述供电检测模块的输入端与所述主供电模块和备用供电模块连接,所述供电检测模块的输出端连接二选一功率开关。
7.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,其特征在于,所述网管平台的无线通讯接口支持GSM、3G或4G通信制式,和手机通讯制式兼容。
8.根据权利要求1所述的一种具有监控功能的多路输出协议转换系统,其特征在于,所述工作状态数据包括:输入GPS/北斗/GALILEO/GLONASS信号的强弱、设备当前输出的信号类型、设备工作正常与否、设备的安装日期、何时需要保养、经度、维度、海拔高度、搜星颗数以及时间信息。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160224 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |