CN107508902A - 一种物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统，包括：控制处理器模块，与控制处理器模块连接的网络管理接口模块、电压型采集电路和接口、电流型采集电路和接口、RS‑485总线模块和接口、RS‑232总线模块和接口、CAN总线模块和接口、RTC时钟模块、NANDFLASH存储器模块、SPI FLASH存储器模块和GPIO控制电路，与网络管理接口模块连接的通信调度控制管理模块，与通信调度控制管理模块连接的提供3G/4G和WIFI通信的3G\4G和WIFI通信服务接口模块、提供北斗短报文通信的北斗通信服务接口模块、提供海事卫星低速数据通信的海事卫星通信服务接口模块、提供固定网络通信和海事卫星宽带通信的卫星IP网络和固定网络服务接口模块。本发明通信传输可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域。更具体地，涉及一种物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统。
背景技术
物联网数据终端是结合地面移动通信技术和卫星通信技术在物联网方面的应用终端。在现有的通信技术手段中，物联网数据终端进行通信传输数据的主要方式有三种：一种是通过地面移动通信网络例如3G或4G网络；第二种是通过地面现有的固定网络；第三种是依靠北斗、VSAT或其它卫星通信网络。地面移动通信网络或地面固定网络具有网速快，应用成本低、网络传输延迟小等优势，因此大量应用。但是在实际应用过程中，有两种问题的出现不可避免。一是在出现灾害事件或突发事件的情况下，地面移动通信网络或地面固定网络往往会出现问题或遭受损坏，无法确保在紧要的关头，提供可靠的传输数据保障；二是部分地区的地面移动通信网络经常出现间歇性故障，在地面网络出现故障时，没有备用的通信手段保障可靠的通信。
因此，需要提供一种结合海事卫星、北斗通信卫星系统的传输通道优势，同时兼容地面3G、4G移动通信网络、兼容地面固定通信网络，通过多模式通信的物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统，以解决现有的物联网数据终端采集数据的通信传输可靠性低的问题。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统，该系统包括：控制处理器模块，与控制处理器模块连接的网络管理接口模块、电压型采集电路和接口、电流型采集电路和接口、RS-485总线模块和接口、RS-232总线模块和接口、CAN总线模块和接口、RTC时钟模块、NANDFLASH存储器模块、SPI FLASH存储器模块和GPIO控制电路，与网络管理接口模块连接的通信调度控制管理模块，与通信调度控制管理模块连接的提供3G/4G和WIFI通信的3G\4G和WIFI通信服务接口模块、提供北斗短报文通信的北斗通信服务接口模块、提供海事卫星低速数据通信的海事卫星通信服务接口模块、提供固定网络通信和海事卫星宽带通信的卫星IP网络和固定网络服务接口模块；
RTC时钟模块，为终端系统提供时钟信息；
控制处理器模块，在GPIO控制电路的控制下通过电压型采集电路和接口采集电压型模拟传感器的数据、通过电流型采集电路和接口采集电流型模拟传感器的数据、通过RS-485总线模块和接口采集485总线传感器的数据、通过RS-232总线模块和接口采集232总线传感器的数据、通过CAN总线模块和接口采集CAN总线传感器的数据，通过北斗通信服务接口模块从北斗卫星获取所有采集的数据的采集点的位置信息和时间信息，并将采集点的位置信息和时间信息的戳标记在采集的数据中；
NANDFLASH存储器模块，存储控制处理器模块采集的数据作为备份；
SPI FLASH存储器模块，存储终端系统的管理配置参数；
通信调度控制管理模块，根据管理配置参数中的通信模式优先级选择通信模式；
控制处理器模块，对采集的数据进行数据清洗和数据压缩的信息处理后，根据通信调度控制管理模块选择的通信模式将信息处理后的数据发送到物联网应用数据服务平台。
优选地，所述管理配置参数还包括：采集参数、通信传输和信息报告的频率参数、传输规则、传感器的数据规则。
优选地，所述通信调度控制管理模块还监测各通信模式的工作状态。
优选地，通信模式优先级由高到低依次为：3G/4G或WIFI通信、北斗短报文通信、固定网络通信或海事卫星宽带通信、海事卫星低速数据通信。
优选地，控制处理器模块，还提供用户对SPI FLASH存储器模块存储的终端系统的管理配置参数的根据通信调度控制管理模块选择的通信模式的远程配置。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案具有如下优点：
(1)依托卫星通信网络，稳定性可靠性高；
(2)不依赖监控点地面通信，可独立应用部署；
(3)支持双向数据通信，适用于远程监控和控制；
(4)环境适应性强，能在各种恶劣的环境条件下应用；
(5)应用建设投入成本低，安装部署简单。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；
图1示出物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统的示意图。
图2示出物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统的应用方案示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
如图1和图2所示，本发明公开的物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统，包括：控制处理器模块，与控制处理器模块连接的网络管理接口模块、电压型采集电路和接口、电流型采集电路和接口、RS-485总线模块和接口、RS-232总线模块和接口、CAN总线模块和接口、RTC时钟模块、NANDFLASH存储器模块、SPI FLASH存储器模块和GPIO控制电路，与网络管理接口模块连接的通信调度控制管理模块，与通信调度控制管理模块连接的提供3G/4G和WIFI通信的3G\4G和WIFI通信服务接口模块、提供北斗短报文通信的北斗通信服务接口模块、提供海事卫星低速数据通信的海事卫星通信服务接口模块、提供固定网络通信和海事卫星宽带通信的卫星IP网络和固定网络服务接口模块；
RTC时钟模块，为物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统提供时钟信息；
控制处理器模块，在GPIO控制电路的控制下通过电压型采集电路和接口采集电压型模拟传感器的数据、通过电流型采集电路和接口采集电流型模拟传感器的数据、通过RS-485总线模块和接口采集485总线传感器的数据、通过RS-232总线模块和接口采集232总线传感器的数据、通过CAN总线模块和接口采集CAN总线传感器的数据，通过北斗通信服务接口模块从北斗卫星获取所有采集的数据的采集点的位置信息和时间信息，并将采集点的位置信息和时间信息的戳标记在采集的数据中；
NANDFLASH存储器模块，存储控制处理器模块采集的数据作为备份；
SPI FLASH存储器模块，存储物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统的管理配置参数，管理配置参数包括：通信模式优先级、采集参数、通信传输和信息报告的频率参数、传输规则、传感器的数据规则等；
通信调度控制管理模块，按照管理配置参数选择通信模式，具体是根据管理配置参数中的通信模式优先级选择最佳性价比的通信模式。通信调度控制管理模块监测各通信模式的工作状态，当高性价比优先级的通信中断时通信调度控制管理模块可以自动的切换到下一个优先级的通信模式，当高优先级的通信恢复时通信调度控制管理模块可以自动的切换回到高优先级的通信模式。优选的，通信模式优先级由高到低依次为：3G/4G或WIFI通信、北斗短报文通信、固定网络通信或海事卫星宽带通信、海事卫星低速数据通信；
控制处理器模块，对采集的数据进行数据清洗和数据压缩的信息处理后，根据通信调度控制管理模块选择的通信模式将信息处理后的数据发送到物联网应用数据服务平台；
控制处理器模块，还提供用户对SPI FLASH存储器模块存储的物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统的管理配置参数的根据通信调度控制管理模块选择的通信模式的远程配置，以适应多样化的应用。
物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统通过内部的通信调度控制管理模块，按照通信模式优先级选择最佳性价比的通信模式。在使用一种通信模式进行数据传输的过程中，通信管理模块能够同时监测其它通信模式的工作状态，为通信调度管理提供实时数据支持。以便随时根据通信的变化做出最佳的选择。物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统采集的数据通过不同模式的通信，最终都提交到物联网应用数据服务平台存储记录，并面向不同行业的用户，依照前端传感器采集的数据信息物理量，提供各种采集数据信息的还原和虚拟仪表可视化展示。
物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统还包括接入外部供电并由电源管理模块进行监测管理的电源。
本发明公开的物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统的主要功能如下：
(1)位置、速度、方向等状态信息的采集和传输；
(2)位移触发、速度触发、转向触发、电子围栏；
(3)远程控制和设置采集、回传的时间间隔和参数；
(4)远程采集数据具有时间和地理位置的戳；
(5)采集数据信息处理及本地存储记录；
(6)采集记录数据信息的远程查询和调取；
(7)载体平台设备总线的数据采集和传输；
(8)传感器供电、远程数据采集和传输；
(9)数据采集、信号调理、数据处理；
(10)可连接各类数字总线和模拟传感器；
(11)支持多种模式陆地网络和卫星网络通信；
(12)按照优先级(性价比)自适应选择最佳通信方式。
本发明公开的物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统的主要技术指标如下：
(1)电源：
直流供电：DC9V–DC36V适合宽电压工作；
电源功耗：峰值小于15W，平均功率低于10W。
(2)通信接口：
WIFI网络：可连PDA终端或智能手机；
3G/4G通信：可以连接不同运营商的网络提供3G/4G通信服务；
RI45网络：可连接海事卫星IP终端，通过指令控制海事卫星终端通信；
北斗通信：提供一路通信，使用北斗短报文通信；
海事低速通信：连接海事卫星IsatData Pro终端，提供低速数据通信。
(3)数据采集：
232总线接口：1路，可配置波特率1200bps-115200bps；
CAN总线：1路，可连接32个采集点，可配置速率为500K、250K、100K；
485总线：1路，可各连接32个采集节点，可配置波特率1200bps-115200bps；
I/O输入采集：4路光隔离输入(可采集4路开关量)；
I/O输出控制：输出2路继电器开关量和4路光隔离输出量；
ADC采集：6路12位高速ADC采集，3路支持0-500mA的各种电流型传感器，3路支持0-80V电压型传感器，可以采集温度、湿度、气压、风速等传感器信息和设备的电流、电压信息等；
内置北斗模块：定位精度15米以内，提供精确的实时时钟。
(4)环境指标：
工作温度：-45∽85℃；
设备重量：小于1.5Kg；
外形尺寸：160×130×60mm；
密封等级：整体IP67。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统，其特征在于，该系统包括：控制处理器模块，与控制处理器模块连接的网络管理接口模块、电压型采集电路和接口、电流型采集电路和接口、RS-485总线模块和接口、RS-232总线模块和接口、CAN总线模块和接口、RTC时钟模块、NANDFLASH存储器模块、SPI FLASH存储器模块和GPIO控制电路，与网络管理接口模块连接的通信调度控制管理模块，与通信调度控制管理模块连接的提供3G/4G和WIFI通信的3G\4G和WIFI通信服务接口模块、提供北斗短报文通信的北斗通信服务接口模块、提供海事卫星低速数据通信的海事卫星通信服务接口模块、提供固定网络通信和海事卫星宽带通信的卫星IP网络和固定网络服务接口模块；
RTC时钟模块，为终端系统提供时钟信息；
控制处理器模块，在GPIO控制电路的控制下通过电压型采集电路和接口采集电压型模拟传感器的数据、通过电流型采集电路和接口采集电流型模拟传感器的数据、通过RS-485总线模块和接口采集485总线传感器的数据、通过RS-232总线模块和接口采集232总线传感器的数据、通过CAN总线模块和接口采集CAN总线传感器的数据，通过北斗通信服务接口模块从北斗卫星获取所有采集的数据的采集点的位置信息和时间信息，并将采集点的位置信息和时间信息的戳标记在采集的数据中；
NANDFLASH存储器模块，存储控制处理器模块采集的数据作为备份；
SPI FLASH存储器模块，存储终端系统的管理配置参数；
通信调度控制管理模块，根据管理配置参数中的通信模式优先级选择通信模式；
控制处理器模块，对采集的数据进行数据清洗和数据压缩的信息处理后，根据通信调度控制管理模块选择的通信模式将信息处理后的数据发送到物联网应用数据服务平台。
2.根据权利要求1所述的物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统，其特征在于，所述管理配置参数还包括：采集参数、通信传输和信息报告的频率参数、传输规则、传感器的数据规则。
3.根据权利要求1所述的物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统，其特征在于，所述通信调度控制管理模块还监测各通信模式的工作状态。
4.根据权利要求1所述的物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统，其特征在于，通信模式优先级由高到低依次为：3G/4G或WIFI通信、北斗短报文通信、固定网络通信或海事卫星宽带通信、海事卫星低速数据通信。
5.根据权利要求1所述的物联网数据采集和卫星多模传输控制终端系统，其特征在于，控制处理器模块，还提供用户对SPI FLASH存储器模块存储的终端系统的管理配置参数的根据通信调度控制管理模块选择的通信模式的远程配置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171222 |