CN109889581B - 一种基于北斗短报文的燃气智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于北斗短报文的燃气智能监控系统，解决现有远程监控缺乏可靠通信手段的技术问题。包括：燃气数据采集终端，用于按数据处理策略将采集的传感器数据通过与北斗卫星RDSS系统建立的短报文链路上传，并通过所述短报文链路更新所述数据处理策略；数据采集服务器，用于通过与所述北斗卫星RDSS系统建立的通信链路接收所述传感器数据，并响应传感器数据请求和终端控制请求。利用北斗卫星RDSS系统短报文信道组成点对多点的双向通信，在满足数据单向传输带宽的同时保证了双向通信的覆盖范围。可以大大缓解扩建的能源管网在偏远地域对通信公网的依赖，同时有利于对跨境能源管网的建设过程提供可靠的监控保障。

Description

一种基于北斗短报文的燃气智能监控系统

技术领域

本发明涉及远程监控技术领域，具体涉及一种基于北斗短报文的燃气智能监控系统。

背景技术

目前的燃气数据采集设备的数据上传与下载均通过公网通信基站而进行。而很多地域因野外公网的覆盖盲区会使得该地域的燃气数据采集终端无法上传或者下载数据。需要利用一种覆盖范围广阔且通信能耗满足终端设备自持要求的通信方式。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种基于北斗短报文的燃气智能监控系统，解决现有远程监控缺乏可靠通信手段的技术问题。

本发明实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统，包括：

燃气数据采集终端，用于按数据处理策略将采集的传感器数据通过与北斗卫星RDSS系统建立的短报文链路上传，并通过所述短报文链路更新所述数据处理策略；

数据采集服务器，用于通过与所述北斗卫星RDSS系统建立的通信链路接收所述传感器数据，并响应传感器数据请求和终端控制请求。

本发明一实施例中，所述燃气数据采集终端包括：

终端处理器，用于形成数据采集和数据发送的所述数据处理策略，并形成所述数据处理策略的更新；

北斗差分定位装置，用于接收北斗卫星差分信号形成坐标数据；

数据无线传输装置，用于与北斗卫星建立所述短报文链路；

数据采集装置，用于周期采集有线连接范围内各传感器的实时或缓存数据。

本发明一实施例中，所述终端处理器部署以下处理模块以完成相应的处理过程：

数据轮询采集模块，用于以时分复用方式采集各传感器不同量程内的传感器数据；

数据封装压缩模块，用于将采集的所述传感器数据与所述坐标数据绑定后进行无损压缩形成传感器压缩数据；

数据发送模块，用于将所述传感器压缩数据转换为对应的待发短报文序列通过所述短报文链路传输；

发送状态判断模块，用于对每个已发送短报文的送达信号做出判断识别未送达短报文；

数据发送计划模块，用于对所述待发短报文序列进行重新排序加入所述未送达短报文；

数据接收模块，用于通过所述短报文链路接收短报文及链路控制信号，识别所述已发送短报文的送达信号和控制数据的报文序列；

数据还原模块，用于从所述报文序列中解析合并形成控制数据；

数据执行模块，用于利用所述控制数据更新各模块的控制参数。

本发明一实施例中，所述数据采集服务器包括：

数据处理器，用于将短报文中的传感器数据形成对应燃气数据采集终端的监控数据，根据数据请求提供格式化数据，根据控制请求形成控制数据；

数据收发装置，用于根据请求类型建立向所述北斗卫星RDSS系统或浏览器终端间的数据传输，接收短报文数据；

数据存储装置，用于累积存储的监控数据，响应检索；

数据响应装置，用于接收业务请求并鉴别所述浏览器终端的业务权限。

本发明一实施例中，所述数据处理器包括：

地址解析模块，用于从所述短报文数据中解析所述燃气数据采集终端的坐标数据形成对应的设备编码；

数据解码模块，用于从短报文数据中解析所述传感器数据；

数据整合模块，用于根据所述设备编码将所述传感器数据形成对应燃气数据采集终端的所述监控数据；

数据写入模块，用于将所述监控数据写入所述数据存储装置。

本发明一实施例中，所述数据处理器还包括：

请求解析模块，用于识别业务请求类型和请求参数，确定数据流向；

数据查询模块，用于当是所述数据请求时根据请求参数形成对所述监控数据的检索。

数据格式化输出模块，用于将所述检索结果按请求参数格式化向浏览器终端输出。

本发明一实施例中，所述数据处理器包括：

数据封装模块，用于当是所述控制请求时根据请求参数形成对相应燃气数据采集终端的控制数据；

数据转发模块，用于将所述控制数据向北斗卫星RDSS系统输出。

本发明一实施例中，所述燃气数据采集终端包括容器，连接线缆通过所述容器侧壁通孔上共轴固定的螺纹紧固件进行单端固定，所述螺纹紧固件包括固定导向管、螺纹套管和弹性阻尼支撑环，所述固定导向管的固定端与所述侧壁通孔固定，所述侧壁通孔孔径与所述固定导向管的固定端内径相同，所述固定导向管的内径由中部向延伸端逐渐缩小，使得靠近所述延伸端的侧壁形成倾斜侧壁，同时所述固定导向管的所述延伸端端面向所述固定导向管的中心倾斜形成倾斜端面；

所述螺纹套管的内径与所述固定导向管的外径相同，所述固定导向管的外壁上设置外螺纹，与所述螺纹套管内壁上设置的的内螺纹适配，所述螺纹套管的内径在结合末端缩小，使得所述螺纹套管结合末端的通孔孔径接近所述固定导向管延伸端的通孔孔径；

所述弹性阻尼支撑环位于所述螺纹套管所述结合末端与所述固定导向管所述延伸端之间，所述弹性阻尼支撑环的内环表面为弧形，所述弹性阻尼支撑环的所述内环直径最小处小于所述螺纹套管所述结合末端的通孔孔径。

本发明实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统利用北斗卫星有源定位特性中的短报文功能形成短报文窄带通信模式，即利用北斗卫星 RDSS系统短报文信道组成点(数据采集服务器)对多点(燃气数据采集终端)的双向通信，在满足数据单向传输带宽的同时保证了双向通信的覆盖范围。可以大大缓解扩建的能源管网在偏远地域对通信公网的依赖，同时有利于对跨境能源管网的建设过程提供可靠的监控保障。

附图说明

图1所示为本发明一实施例基于北斗短报文的燃气智能监控系统的架构示意图。

图2所示为本发明一实施例基于北斗短报文的燃气智能监控系统中燃气数据采集终端架构示意图。

图3所示为本发明一实施例基于北斗短报文的燃气智能监控系统中终端处理器架构示意图。

图4所示为本发明一实施例基于北斗短报文的燃气智能监控系统中数据采集服务器架构示意图。

图5所示为本发明一实施例基于北斗短报文的燃气智能监控系统中数据处理器架构示意图。

图6所示为本发明一实施例基于北斗短报文的燃气智能监控系统中燃气数据采集终端连接结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

本发明一实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统如图1所示。在图1中，燃气智能监控系统包括：

燃气数据采集终端100，用于按数据处理策略将采集的传感器数据通过与北斗卫星RDSS系统400建立的短报文链路上传，并通过短报文链路更新数据处理策略；

数据采集服务器200，用于通过与北斗卫星RDSS系统建立的通信链路接收传感器数据，并响应传感器数据请求和终端控制请求。

传感器数据请求和终端控制请求通过浏览器终端300形成。

本发明实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统利用北斗卫星有源定位特性中的短报文功能形成短报文窄带通信模式，即利用北斗卫星 RDSS系统短报文信道组成点(数据采集服务器)对多点(燃气数据采集终端)的双向通信，在满足数据单向传输带宽的同时保证了双向通信的覆盖范围。可以大大缓解扩建的能源管网在偏远地域对通信公网的依赖，同时有利于对跨境能源管网的建设过程提供可靠的监控保障。

本发明一实施例的燃气数据采集终端架构如图2所示。在图2中，燃气数据采集终端包括：

终端处理器110，用于形成数据采集和数据发送的数据处理策略，并形成数据处理策略的更新。

北斗差分定位装置120，用于接收北斗卫星差分信号形成坐标数据。

数据无线传输装置130，用于与北斗卫星建立短报文链路。

数据采集装置140，用于周期采集有线连接范围内各传感器的实时或缓存数据。

本发明实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统利用北斗卫星可以形成燃气数据采集终端的自动识别和自动数据采集，可以有效适应施工和维护过程，数据设置环节简单可靠。

本发明一实施例的终端处理器架构如图3所示。在图3中，终端处理器部署以下处理模块以完成相应的处理过程：

数据轮询采集模块111，用于以时分复用方式采集各传感器不同量程内的传感器数据。

数据封装压缩模块112，用于将采集的传感器数据与坐标数据绑定后进行无损压缩形成传感器压缩数据。

数据发送模块113，用于将传感器压缩数据转换为对应的待发短报文序列通过短报文链路传输。

发送状态判断模块114，用于对每个已发送短报文的送达信号做出判断识别未送达短报文。

数据发送计划模块115，用于对待发短报文序列进行重新排序加入未送达短报文。

数据接收模块116，用于通过短报文链路接收短报文及链路控制信号，识别已发送短报文的送达信号和控制数据的报文序列。

数据还原模块117，用于从报文序列中解析合并形成控制数据。

数据执行模块118，用于利用控制数据更新各模块的控制参数。

本发明实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统通过北斗卫星 RDSS北斗系统对北斗终端设备的识别自动建立短报文链路，利用终端处理器自动形成燃气数据采集终端与服务器间的数据同步过程，极大简化了设备初始化配置过程，降低了现场施工调测成本。

本发明一实施例的数据采集服务器的架构如图4所示。在图4中，数据采集服务器包括：

数据处理器210，用于将短报文中的传感器数据形成对应燃气数据采集终端的监控数据，根据数据请求提供格式化数据，根据控制请求形成控制数据。

数据收发装置220，用于根据请求类型建立向北斗卫星RDSS系统或浏览器终端间的数据传输，接收短报文数据。

数据存储装置230，用于累积存储的监控数据，响应检索。

数据响应装置240，用于接收业务请求并鉴别浏览器终端的业务权限。

本发明实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统利用北斗卫星 RDSS系统建立集中监控数据业务的可伸缩业务通道，利用每个燃气数据采集终端的短报文链路实现分布式采集和集中监控，实现了监控网络了快速部署。

本发明一实施例的数据处理器架构如图5所示。在图5中，数据处理器部署以下处理模块以完成相应的处理过程：

地址解析模块211，用于从短报文数据中解析燃气数据采集终端的坐标数据形成对应的设备编码。

数据解码模块212，用于从短报文数据中解析传感器数据。

数据整合模块213，用于根据设备编码将传感器数据形成对应燃气数据采集终端的监控数据。

数据写入模块214，用于将监控数据写入数据存储装置。

本发明实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统实现了分布式燃气数据采集终端的传感器数据离散式汇集过程中的有效处理效率，保证了监控数据形成的稳定性。

在本发明一实施例中，如图5所示，数据处理器还部署以下处理模块以完成相应的处理过程：

请求解析模块215，用于识别业务请求类型和请求参数，确定数据流向。

数据查询模块216，用于当是数据请求时根据请求参数形成对监控数据的检索。

数据格式化输出模块217，用于将检索结果按请求参数格式化向浏览器终端输出。

本发明实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统提供了必要的数据检索接口保证了与上位系统的数据访问通用性。

在本发明一实施例中数据处理器部署以下处理模块以完成相应的处理过程：

数据封装模块218，用于当是控制请求时根据请求参数形成对相应燃气数据采集终端的控制数据。

数据转发模块219，用于将控制数据向北斗卫星RDSS系统输出。

本发明实施例的基于北斗短报文的燃气智能监控系统提供了上位系统控制确定燃气数据采集终端或确定范围内燃气数据采集终端的有效控制手段，保证了控制的实时性和可靠性。

本发明实施例中的数据处理器或终端处理器可以采用DSP(Digital SignalProcessing)数字信号处理器、FPGA(Field-Programmable Gate Array) 现场可编程门阵列、MCU(Microcontroller Unit)系统板、SoC(system on a chip)系统板或包括I/O的PLC(Programmable Logic Controller)最小系统。

本发明一实施例的燃气数据采集终端连接结构如图6所示。在图6中，包括容纳终端处理器、北斗差分定位装置、数据无线传输装置和数据采集装置的容器，数据采集装置与各传感器间的螺纹紧固件包括固定导向管10、螺纹套管20和弹性阻尼支撑环30，固定导向管10的固定端与侧壁通孔端部固定，侧壁通孔孔径与固定导向管10的固定端内径相同，固定导向管10 的内径由中部向延伸端逐渐缩小，使得在靠近延伸端的侧壁形成倾斜侧壁11，同时，固定导向管10的延伸端端面向固定导向管10的中心倾斜形成倾斜端面12。

螺纹套管20的内径与固定导向管10的外径相同，固定导向管10的外壁上设置外螺纹，与螺纹套管20内壁上设置的的内螺纹适配(附图中未示出)，螺纹套管20的内径在结合末端21缩小，使得螺纹套管20结合末端的通孔孔径接近固定导向管10延伸端的通孔孔径。

弹性阻尼支撑环30位于螺纹套管20结合末端与固定导向管10延伸端之间，弹性阻尼支撑环30的内环表面为弧形31，弹性阻尼支撑环30的内环直径最小处小于螺纹套管20结合末端的通孔孔径。

在本发明一实施例中，弹性阻尼支撑环30的外径与螺纹套管20的内径相同，且内径与固定导向管10延伸端的通孔孔径相同。

在本发明一实施例中，弹性阻尼支撑环30与固定导向管10延伸端接触端面的弹性模量大于弹性阻尼支撑环30与螺纹套管20结合末端接触端面的弹性模量。

实际应用中，连接线缆通过螺纹紧固件伸出容器，固定导向管10与螺纹套管20通过螺纹适配旋紧固定的过程中螺纹套管20结合末端接近固定导向管10延伸端同时挤压弹性阻尼支撑环30，由于弹性阻尼支撑环30两侧的挤压表面不平行(存在倾斜端面12)使得弹性阻尼支撑环30更易向固定导向管10中部方向变形，同时受接触端面弹性模量的影响，使得弹性阻尼支撑环30的变形部分集中在固定导向管10延伸端的通孔外侧的同时内应力更集中，持久抱紧连接线缆，保证了容器的气密性和水密性。

本发明一实施例中，数据采集装置140采用通用物理接口的多协议转换电路连接传感器的输出端，例如采用RS485接口连接各传感器的输出端。根据收发特定字节判断传感器类型和数据传输状态。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于北斗短报文的燃气智能监控系统，其特征在于，包括：

燃气数据采集终端，用于按数据处理策略将采集的传感器数据通过与北斗卫星RDSS系统建立的短报文链路上传，并通过所述短报文链路更新所述数据处理策略；

数据采集服务器，用于通过与所述北斗卫星RDSS系统建立的通信链路接收所述传感器数据，并响应传感器数据请求和终端控制请求；

所述燃气数据采集终端包括容器，连接线缆通过所述容器侧壁通孔上共轴固定的螺纹紧固件进行单端固定，所述螺纹紧固件包括固定导向管、螺纹套管和弹性阻尼支撑环，所述固定导向管的固定端与所述侧壁通孔固定，所述侧壁通孔孔径与所述固定导向管的固定端内径相同，所述固定导向管的内径由中部向延伸端逐渐缩小，使得靠近所述延伸端的侧壁形成倾斜侧壁，同时所述固定导向管的所述延伸端端面向所述固定导向管的中心倾斜形成倾斜端面；

所述螺纹套管的内径与所述固定导向管的外径相同，所述固定导向管的外壁上设置外螺纹，与所述螺纹套管内壁上设置的的内螺纹适配，所述螺纹套管的内径在结合末端缩小，使得所述螺纹套管结合末端的通孔孔径接近所述固定导向管延伸端的通孔孔径；

所述弹性阻尼支撑环位于所述螺纹套管所述结合末端与所述固定导向管所述延伸端之间，所述弹性阻尼支撑环的内环表面为弧形，所述弹性阻尼支撑环的所述内环直径最小处小于所述螺纹套管所述结合末端的通孔孔径，所述弹性阻尼支撑环与所述固定导向管延伸端接触端面的弹性模量大于所述弹性阻尼支撑环与所述螺纹套管结合末端接触端面的弹性模量。

2.如权利要求1所述的基于北斗短报文的燃气智能监控系统，其特征在于，所述燃气数据采集终端包括：

终端处理器，用于形成数据采集和数据发送的所述数据处理策略，并形成所述数据处理策略的更新；

北斗差分定位装置，用于接收北斗卫星差分信号形成坐标数据；

数据无线传输装置，用于与北斗卫星建立所述短报文链路；

数据采集装置，用于周期采集有线连接范围内各传感器的实时或缓存数据。

3.如权利要求2所述的基于北斗短报文的燃气智能监控系统，其特征在于，所述终端处理器部署以下处理模块以完成相应的处理过程：

数据轮询采集模块，用于以时分复用方式采集各传感器不同量程内的传感器数据；

数据封装压缩模块，用于将采集的所述传感器数据与所述坐标数据绑定后进行无损压缩形成传感器压缩数据；

数据发送模块，用于将所述传感器压缩数据转换为对应的待发短报文序列通过所述短报文链路传输；

发送状态判断模块，用于对每个已发送短报文的送达信号做出判断识别未送达短报文；

数据发送计划模块，用于对所述待发短报文序列进行重新排序加入所述未送达短报文；

数据接收模块，用于通过所述短报文链路接收短报文及链路控制信号，识别所述已发送短报文的送达信号和控制数据的报文序列；

数据还原模块，用于从所述报文序列中解析合并形成控制数据；

数据执行模块，用于利用所述控制数据更新各模块的控制参数。

4.如权利要求1所述的基于北斗短报文的燃气智能监控系统，其特征在于，所述数据采集服务器包括：

数据处理器，用于将短报文中的传感器数据形成对应燃气数据采集终端的监控数据，根据数据请求提供格式化数据，根据控制请求形成控制数据；

数据收发装置，用于根据请求类型建立向所述北斗卫星RDSS系统或浏览器终端间的数据传输，接收短报文数据；

数据存储装置，用于累积存储的监控数据，响应检索；

数据响应装置，用于接收业务请求并鉴别所述浏览器终端的业务权限。

5.如权利要求4所述的基于北斗短报文的燃气智能监控系统，其特征在于，所述数据处理器包括：

地址解析模块，用于从所述短报文数据中解析所述燃气数据采集终端的坐标数据形成对应的设备编码；

数据解码模块，用于从短报文数据中解析所述传感器数据；

数据整合模块，用于根据所述设备编码将所述传感器数据形成对应燃气数据采集终端的所述监控数据；

数据写入模块，用于将所述监控数据写入所述数据存储装置。

6.如权利要求5所述的基于北斗短报文的燃气智能监控系统，其特征在于，所述数据处理器还包括：

请求解析模块，用于识别业务请求类型和请求参数，确定数据流向；

数据查询模块，用于当是所述数据请求时根据请求参数形成对所述监控数据的检索；

数据格式化输出模块，用于将所述检索结果按请求参数格式化向浏览器终端输出。

7.如权利要求4所述的基于北斗短报文的燃气智能监控系统，其特征在于，所述数据处理器包括：

数据封装模块，用于当是所述控制请求时根据请求参数形成对相应燃气数据采集终端的控制数据；

数据转发模块，用于将所述控制数据向北斗卫星RDSS系统输出。

Images