CN108134835A - 一种物联网数据采集传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物联网数据采集传输系统及方法，其中，系统包括：由多个物联网卫星组成的物联网星座、地面中心和地面终端；物联网卫星上安装有DCS、AIS、ADS‑B、ARGOS等多种载荷，用于接收地面终端所发送的各类物联网数据，并将物联网数据发送至地面中心；地面终端用于进行数据采集，并将采集到的数据发送至物联网卫星；地面中心用于接收物联网卫星发送的数据，并将数据进行处理后分发至用户端。本发明所提供的系统和方法使用物联网卫星进行物联网数据的采集与传输，具有可覆盖地面网络无法覆盖的海上、空中及偏远地区、抗地面灾害能力强的积极效果。

Description

一种物联网数据采集传输系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体而言，涉及一种物联网数据采集传输系统及方法。

背景技术

近年来，随着物联网技术的不断发展，物联网系统得到了广泛的应用，物联网系统不仅仅被应用于人们的生活中，也被应用到海洋、航空器等领域的设备中，发明人研究发现，对于占据地球表面大部分区域的海洋、航空器飞行的航空空域、部分偏远地区和突发自然灾害的区域，地面网络难以实现可靠覆盖，对实现物联网“万物互联”造成一定困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供物联网数据采集传输系统及方法，以实现对地面物联网终端的全球无间断覆盖。

第一方面，本发明实施例提供了一种物联网数据采集传输系统，包括：由多个物联网卫星组成的物联网星座、地面中心和地面终端；

所述物联网卫星上安装有多种载荷，所述多种载荷分别用于接收所述地面终端所发送的数据，并将所述数据发送至所述地面中心；

所述地面终端用于进行数据采集，并将采集到的数据发送至物联网卫星；

所述地面中心用于将接收所述物联网卫星发送的数据，并将数据进行处理后分发至用户端。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述多种载荷为：数据采集系统DCS载荷、船舶自动识别系统AIS载荷、海洋浮标ARGOS载荷、广播式自动相关监视ADS-B载荷。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述地面终端包括：DCS终端、AIS终端、ARGOS终端和ADS-B终端。

第二方面，本发明实施例还提供了一种物联网数据采集传输方法，包括：

地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据上传至物联网卫星；

所述物联网卫星接收所述各类传感器数据以后，在所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述各类传感器数据发送至所述地面中心；

所述地面中心接收所述各类传感器数据，通过地面网络将所述各类传感器数据分发至对应的用户端。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据上传至物联网卫星，包括：

所述地面终端采集通用DCS系统的各类传感器数据、面向船舶的AIS系统的船舶基本信息、运动信息及航程信息数据、面向航空器的ADS-B系统的位置、速度、航向、识别号数据、面向海洋浮标的ARGOS系统的温度、盐度、位置数据，将所述通用DCS系统的各类传感器数据、面向船舶的AIS系统的船舶基本信息、运动信息及航程信息数据、面向航空器的ADS-B系统的位置、速度、航向、识别号数据、面向海洋浮标的ARGOS系统的温度、盐度、位置数据上传至物联网卫星。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据上传至物联网卫星，还包括：

所述地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据按预定时间上传至物联网卫星。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述物联网卫星接收所述各类传感器数据以后，还包括：

所述物联网卫星对所述各类传感器数据进行存储。

第三方面，本发明实施例提供了一种物联网控制数据传输方法，包括：

用户端通过地面网络发送控制指令数据至地面中心；

所述地面中心接收所述控制指令数据后，将所述控制指令数据上传至物联网卫星；

所述物联网卫星接收到所述地面中心上传的控制指令数据后，对所述控制指令数据进行存储，并当所述物联网卫星运行至被控地面终端上方时，将所述控制指令数据下发至所述地面终端。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

所述地面终端接收所述物联网卫星下发的控制指令数据后，对所述控制指令数据进行解析，响应于解析后得到控制指令执行相应的操作。

本发明实施例提供的一种物联网数据采集传输系统及方法，其中系统中包含了由多个物联网卫星组成的星座、地面中心和地面终端，其中，该物联网卫星上安装有多种载荷，该多种载荷用于接收地面终端所发送的数据，并将该数据进一步发送至地面中心，地面中心接收物联网卫星所发送的数据以后，对该数据进行处理，并将进行处理后的数据分发至对应的用户端；本发明实施例中，使用物联网卫星对物联网系统中的数据进行采集和传输，相对于现有技术中的数据采集、传输方式，具有可覆盖地面网络无法覆盖区域和抗地面灾害能力强的积极效果。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明一个实施例所提供的一种物联网数据采集传输系统的结构示意图；

图2示出了本发明另一个实施例所提供的一种物联网数据采集传输方法的流程示意图；

图3示出了本发明另一个实施例所提供的一种物联网控制数据传输方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

考虑到现有技术中，针对于海洋、空中飞行器等所在物联网系统中，使用地面网络进行数据采集和传输具有一定难度；基于此，本发明实施例提供了一种物联网数据采集传输系统及方法，下面通过实施例进行描述。

本发明的一个实施例中提供了一种物联网数据采集传输系统，参照图1所示，该系统包括：由多个物联网卫星101组成的物联网星座、地面中心103和地面终端102；

上述的物联网卫星101上安装有多种载荷，该多种载荷分别用于接收地面终端所发送的数据，并将该数据发送至地面中心；具体的，上述多种载荷为：数据采集系统DCS载荷、船舶自动识别系统AIS载荷、海洋浮标ARGOS载荷、广播式自动相关监视ADS-B载荷。

上述的物联网星座是由多颗物联网卫星在轨组网构成的，优选地，该星座采用Walker布局，在该布局下，卫星轨道是圆形轨道，各轨道平面平均分布，而且轨道平面中的卫星均匀分布时的星座排布，可实现全球覆盖，并且星座的每颗物联网卫星均同时装载DCS、AIS、ARGOS、ADS-B载荷，在轨同时工作，提供数据传输服务。

上述的地面终端102用于进行数据采集，该数据主要是各类传感器数据，并将采集到的数据发送至物联网卫星101；其中，该物联网卫星为移动至该地面终端上方的物联网卫星，在物联网卫星101移动至地面终端的上方时，将采集的各类传感器数据通过电磁波上传至物联网卫星101。

相应的，上述地面终端102包括：DCS终端(通用终端，可根据应用场景定制，提供标准化接口)、AIS终端(船舶专用终端)、ARGOS终端(海洋浮标专用终端)和ADS-B终端(航空器专用终端)，具体的，DCS终端用于采集DCS系统中的传感器数据，AIS终端用于采集船舶系统中的传感器数据，ARGOS终端用于采集海洋浮标系统的传感器数据，ADS-B终端用于采集航空系统中的传感器数据。

上述的地面中心103用于接收物联网卫星101发送的数据，并将该数据进行处理后分发至用户端104。

地面中心103与用户端104之间通过地面网络进行通信连接，该地面网络可以是有线电缆，也可以是无线通信方式进行通信连接。

本实施例中所提供的一种物联网数据采集传输系统，通过使用物联网卫星进行组网，能够实现全球覆盖，采集分散于全球的物联网数据，下传至地面中心，并通过地面网络分发至用户端，系统可同时实现对DCS系统数据(通用数据)、AIS系统数据(针对船舶)、ARGOS系统数据(针对海洋浮标)、ADS-B系统数据(针对航空器)进行采集和传输，具有集成度高、覆盖面广的优点，解决了地面网络无法覆盖区域的物联网数据传输问题；可满足军队、政府、行业、个人用户对于航空、海事、林业、地震、水利、环保、气象、海洋等军民应用方向的海量数据广域采集需求，市场应用前景广阔。同时，因为每颗物联网卫星均同时装载多种载荷，极大拓展了星座应用。

本发明的另一个实施例中提供了一种物联网数据采集传输方法，参照图2所示的实施例，该方法包括如下步骤：

S201、地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据上传至物联网卫星；

优选地，上述的地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据按预定时间上传至物联网卫星。

具体的，上述地面终端采集通用DCS系统的传感器数据、面向船舶的AIS系统的传感器数据、面向航空器的ADS-B系统的传感器数据、面向海洋浮标的ARGOS系统的传感器数据，将所述通用DCS系统的传感器数据、面向船舶的AIS系统的传感器数据、面向航空器的ADS-B系统的传感器数据、面向海洋浮标的ARGOS系统的传感器数据上传至物联网卫星。

上述的地面终端在物联网卫星移动至地面终端的上方时，将采集的各类传感器数据上传至物联网卫星。

S202、所述物联网卫星接收所述各类传感器数据以后，在所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述各类传感器数据发送至所述地面中心；

具体的，上述物联网卫星接收所述各类传感器数据以后，可以先对所述各类传感器数据进行存储，在所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述各类传感器数据发送至所述地面中心。

本实施例中，上述物联网卫星上装载有多种载荷，具体的包括：数据采集系统DCS载荷、船舶自动识别系统AIS载荷、海洋浮标ARGOS载荷、广播式自动相关监视ADS-B载荷；分别对应的接收地面终端所发送的DCS系统的传感器数据、AIS系统的传感器数据、ARGOS系统的传感器数据和ADS-B系统的传感器数据。

S203、所述地面中心接收所述各类传感器数据，通过地面网络将所述各类传感器数据分发至对应的用户端。

本方法中通过使用物联网卫星组成的星座进行物联网数据的采集与传输，具有覆盖面广的优点，解决了地面网络无法覆盖区域的物联网数据传输问题。

本发明的又一个实施例中，提供了一种物联网控制数据传输方法，参照图3所示的实施例，该方法包括如下步骤：

S301、用户端通过地面网络发送控制指令数据至地面中心；

上述的控制指令数据，例如可以是某个传感器的配置参数、开关命令等，用户端将该配置参数、开关命令通过地面网络发送至地面中心。

S302、所述地面中心接收所述控制指令数据后，将所述控制指令数据上传至物联网卫星；

S303、所述物联网卫星接收到所述地面中心上传的控制指令数据后，对所述控制指令数据进行存储，并当所述物联网卫星运行至被控地面终端上方时，将所述控制指令数据下发至所述地面终端。

进而地面终端接收所述物联网卫星下发的控制指令数据后，对所述控制指令数据进行解析，响应于解析后得到控制指令执行相应的操作，该操作例如可以是对自身进行参数更新，也可以是对被控目标进行参数配置等，进而实现对被控目标的远程管理。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种物联网数据采集传输系统，其特征在于，包括：由多个物联网卫星组成的物联网星座、地面中心和地面终端；

所述物联网卫星上安装有多种载荷，所述多种载荷分别用于接收所述地面终端所发送的数据，并将所述数据发送至所述地面中心；

所述地面终端用于进行数据采集，并将采集到的数据发送至物联网卫星；

所述地面中心用于接收所述物联网卫星发送的数据，并将数据进行处理后分发至用户端。

2.根据权利要求1所述的物联网数据采集传输系统，其特征在于，所述多种载荷为：数据采集系统DCS载荷、船舶自动识别系统AIS载荷、海洋浮标ARGOS载荷、广播式自动相关监视ADS-B载荷。

3.根据权利要求2所述的物联网数据采集传输系统，其特征在于，所述地面终端包括：DCS终端、AIS终端、ARGOS终端和ADS-B终端。

4.一种物联网数据采集传输方法，其特征在于，包括：

地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据上传至物联网卫星；

所述物联网卫星接收所述各类传感器数据以后，在所述物联网卫星运行至地面中心上方时，将所述各类传感器数据发送至所述地面中心；

所述地面中心接收所述各类传感器数据，通过地面网络将所述各类传感器数据分发至对应的用户端。

5.根据权利要求4所述的物联网数据采集传输方法，其特征在于，所述地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据上传至物联网卫星，包括：

所述地面终端采集通用DCS系统的各类传感器数据、面向船舶的AIS系统的船舶基本信息、运动信息及航程信息数据、面向航空器的ADS-B系统的位置、速度、航向、识别号数据、面向海洋浮标的ARGOS系统的温度、盐度、位置数据，将所述通用DCS系统的各类传感器数据、面向船舶的AIS系统的船舶基本信息、运动信息及航程信息数据、面向航空器的ADS-B系统的位置、速度、航向、识别号数据、面向海洋浮标的ARGOS系统的温度、盐度、位置数据上传至物联网卫星。

6.根据权利要求4或5所述的物联网数据采集传输方法，其特征在于，所述地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据上传至物联网卫星，还包括：

所述地面终端采集各类传感器数据，将所述各类传感器数据按预定时间进行上传至物联网卫星。

7.根据权利要求4所述的物联网数据采集传输方法，其特征在于，所述物联网卫星接收所述各类传感器数据以后，还包括：

所述物联网卫星对所述各类传感器数据进行存储。

8.一种物联网控制数据传输方法，其特征在于，包括：

用户端通过地面网络发送控制指令数据至地面中心；

所述地面中心接收所述控制指令数据后，将所述控制指令数据上传至物联网卫星；

所述物联网卫星接收到所述地面中心上传的控制指令数据后，对所述控制指令数据进行存储，并当所述物联网卫星运行至被控地面终端上方时，将所述控制指令数据下发至所述地面终端。

9.根据权利要求8所述的物联网控制数据传输方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述地面终端接收所述物联网卫星下发的控制指令数据后，对所述控制指令数据进行解析，响应于解析后得到控制指令执行相应的操作。