CN111934741A - 背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统及方法，背夹式卫星通信终端在大数据模式下不间断上报本通信终端的各类运行数据信息(比如位置经纬度，电池电量，入网时间等)，这类数据信息经过通信中继卫星转发给卫星通信地面管理站，卫星通信地面管理站接收数据后送给大数据处理模块分析计算，最后将数据的计算结果在指控中心以图形化形式实时在前端界面展示，即做到利用大数据技术实现对背夹式卫星通信终端用户的监测需求(比如用户的具体位置信息)，从而解决在紧急情况下应急管理部门因缺乏有效定位信息而无法采取果断行动的问题。

Description

背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统及方法

技术领域

本发明涉及背夹式卫星终端通信技术、大数据技术，具体涉及一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统及方法。

背景技术

面对突发的灾害诸如地震救灾或海上救援等紧急情况，应急管理部门需要使用各类资源居中指挥调度，其中卫星通信保障作为一项重要的通信手段不可或缺。通过卫星终端进行有效通信，可以解决在运营商基站信号失能的情况下还能实现及时对外进行信息沟通的目的。

目前，卫星终端已经实现发送卫星短信和拨打卫星电话的通信功能。但存在的问题是：用以支撑卫星通信业务的卫星通信地面管理站，由于因缺乏详细的卫星终端运行数据，从技术上来说卫星通信地面管理站无法准确获取卫星终端的运行状态，从应用场景上说紧急情况下应急管理部门则无法准确定位卫星终端用户的具体位置，不利于展开有效行动。

发明内容

为了解决上述问题，本发明将结合大数据技术和卫星通信技术，提供一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统，包括背夹式卫星通信终端、卫星通信地面管理站大数据处理模块和通信中继卫星；所述背夹式卫星通信终端用于在大数据模式下不间断向通信中继卫星上报本通信终端的各类运行数据信息，通信中继卫星用于将这类数据信息转发给卫星通信地面管理站，卫星通信地面管理站用于接收数据后送给大数据处理模块分析计算，并将数据的计算结果在指控中心以图形化形式实时在前端界面展示。

进一步的，所述背夹式卫星通信终端包括卫星背夹扩展硬件模块和用于承载卫星通信软件的手持终端，两者通过专用通信串口连接；所述卫星背夹扩展硬件模块硬件部分包括依次连接的电源模块、主控模块、射频模块以及天线；所述手持终端卫星通信软件部分包括依次连接的前端UI模块、业务功能模块、终端大数据模块，以及数据库模块，数据库模块分别连接终端大数据模块和业务功能模块。

进一步的，所述卫星通信地面管理站大数据处理模块包括依次连接的数据预处理模块、大数据Hadoop/Spark模块和数据前端界面应用模块。

进一步的，所述大数据Hadoop/Spark模块包括MapReduce、Hdfs、SparkStreaming、Spark Engine。

基于上述系统的通信监测方法，包括如下步骤：

步骤1：在背夹式卫星扩展模块中插入卫星sim卡、保密卡；

步骤2：用专用串口线连接背夹式卫星扩展模块和手持终端，组成背夹式卫星通信终端，按电源键对背夹式卫星扩展模块和手持终端分别开机；

步骤3：是否同时通过卫星背夹扩展模块与手持终端的匹配验证和接入卫星网络权限验证；

步骤4：背夹式卫星通信终端进入待机状态；

步骤5：打开专用卫星通信软件，进行具体业务以拨打卫星电话为例说明；

步骤6：用户从专用卫星通信软件的拨号界面输入所要拨打的号码，经过软件话音业务处理后，接下去会产生话音通道流程和数据通道流程两个分支流程；

步骤7：此处对于话音通道流程，直接通过专用串口线，经过卫星背夹模块，进行话音业务；

步骤8：此处对于数据通道流程，专用卫星通信软件的大数据模块首先记录下当前背夹卫星通信终端的系统信息和用户信息；其中，系统信息包含位置经纬度、卫星信号强度、电池电量；用户信息包含主叫号码、被叫号码、通话时间长、以及用户最后一次拨打电话的时间和位置信息；其次，大数据模块把记录下来的系统数据和用户数据添加到待发送的消息队列，等待发送出去；

步骤9：设定一定的数据发送条件，判断是否满足，若满足则将消息队列的数据发送出去；若不满足条件，则认为不符合数据发送条件，则将消息队列进行本地缓存，待条件满足后，再发送出去；

步骤10：卫星通行地面管理站大数据模块接收到来自背夹卫星终端大数据模块经数据通道发送过来的数据，作为Hadoop/Spark集群的数据源进行本地数据缓存；

步骤11：把缓存的数据送给Hadoop/Spark集群处理，处理之后会产生用户想要的信息输出；

步骤12：对大数据Hadoop/Spark集群的输出数据做具体数据应用。

有益效果：本发明利用大数据技术实现对背夹式卫星通信终端用户的监测需求(比如用户的具体位置信息)，从而解决在紧急情况下应急管理部门因缺乏有效定位信息而无法采取果断行动的问题。

附图说明

图1为实施例中背夹式卫星通信终端与卫星通信地面管理站交互示意图。

图2为实施例中背夹式卫星通信终端软、硬件设计示意图。

图3为实施例中卫星通信地面管理站大数据业务模块设计示意图。

图4为实施例中基于大数据的背夹式卫星通信终端监测方法流程图。

具体实施例

下面结合具体的附图和实施例对本发明作进一步解释说明，实施方法中不包含异常处理部分。

如图1所示，所述系统主要包括：背夹式卫星通信终端，卫星通信地面管理站大数据处理模块，通信中继卫星(用于信号转发不详细讨论)。

背夹式卫星通信终端在大数据模式下不间断上报本通信终端的各类运行数据信息(比如位置经纬度，电池电量，入网时间等)，这类数据信息经过通信中继卫星转发给卫星通信地面管理站，卫星通信地面管理站接收数据后送给大数据处理模块分析计算，最后将数据的计算结果在指控中心以图形化形式实时在前端界面展示，即做到利用大数据技术实现对背夹式卫星通信终端用户的监测需求(比如用户的具体位置信息)，从而解决在紧急情况下应急管理部门因缺乏有效定位信息而无法采取果断行动的问题。

如图2所示，背夹式卫星通信终端主要由卫星背夹扩展硬件模块和用于承载卫星通信软件的手持终端两部分组成，两者通过专用通信串口连接。其中，卫星背夹扩展硬件模块硬件部分主要包括：电源模块，主控模块(主要是基带和卫星卡、保密卡、串口、USB等外设接口)，射频模块以及天线部分；手持终端卫星通信软件部分主要包括：前端UI模块，业务功能模块，终端大数据模块，数据库模块。具体的，背夹式卫星通信终端按电源键开机，待正确入网进入待机状态，此时启动专用卫星通信软件，则可以进行拨打卫星电话或发送卫星短信等业务。以拨打卫星电话为例，用户在卫星通信软件输入号码，经话音业务模块处理后，除了进行正常语音业务之外，终端大数据模块会记录下卫星终端的系统数据(经纬度、终端工作状态等)和用户数据(比如电话业务、呼出时间、号码等)，接着对这类数据进行封装，做本地数据库存储，并添加到待发送消息队列。消息队列里的数据经过专用串口发送给卫星背夹扩展模块，经过该模块的数据通道将数据发送出去。

如图3所示，卫星通信地面管理站大数据模块主要包括三个部分：分别是数据预处理模块，大数据Hadoop/Spark模块(主要由MapReduce、Hdfs、Spark Streaming、SparkEngine组成)，数据前端界面应用模块。具体的，首先，数据预处理模块接收通信卫星转发过来的卫星终端上报的背夹式为卫星终端数据，本地缓存后组成待处理的消息队列，将此队列里的数据送给大数据处理模块作为其数据源。接着，大数据处理模块由负责处理此类数据，并将处理后的数据交给前端界面应用模块。最后，前端界面应用模块对接收的数据进行界面展示，例如在界面上显示背夹式卫星通行终端的位置经纬度轨迹、工作状态等。

如图4所示，公开一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测方法具体实施例(所述均为正常流程，不包含异常处理部分)，包括以下步骤：

401在背夹式卫星扩展模块中插入卫星sim卡、保密卡。

402用专用串口线连接背夹式卫星扩展模块和手持终端，组成背夹式卫星通信终端，按电源键对背夹式卫星扩展模块和手持终端分别开机。

403是否同时通过卫星背夹扩展模块与手持终端的匹配验证和接入卫星网络权限验证。

404背夹式卫星通信终端进入待机状态。

405打开专用卫星通信软件，进行具体业务(拨打卫星电话、发送卫星短信等)。

以拨打卫星电话为例说明。

406用户从专用卫星通信软件的拨号界面输入所要拨打的号码，经过软件话音业务处理后，接下去会产生两个分支流程。

407此处对于话音通道流程，直接通过专用串口线，经过卫星背夹模块，进行话音业务。(话音流程不属于本文讨论重点，略过)

408此处对于数据通道流程，专用卫星通信软件的大数据模块首先记录下当前背夹卫星通信终端的系统信息和用户信息。其中，系统信息主要包含位置经纬度、卫星信号强度、电池电量等信息；用户信息主要包含主叫号码、被叫号码、通话时间长、以及用户最后一次拨打电话的时间和位置信息等。其次，大数据模块把记录下来的系统数据和用户数据添加到待发送的消息队列，等待发送出去。

409设定一定的数据发送条件，判断是否满足，若满足则将消息队列的数据发送出去；若不满足条件，比如电池电量低于10％或者数据传输速率低于4.8kbps，则认为不符合数据发送条件，则将消息队列进行本地缓存，待条件满足后，在发送出去。

410卫星通行地面管理站大数据模块接收到来自背夹卫星终端大数据模块经数据通道发送过来的数据，作为Hadoop/Spark集群的数据源进行本地数据缓存。

411把缓存的数据送给Hadoop/Spark集群处理，处理之后会产生用户想要的信息输出，比如说背夹卫星终端的位置经纬度信息、用户的通话主、被叫信息以及通话时长等。

412对大数据Hadoop/Spark集群的输出数据做具体数据应用，比如以图表形式呈现背夹卫星终端的位置经纬度信息，历史移动轨迹等。

综上所述，本发明提供了一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测方法。以上所述仅为本发明的设计说明和实施方式，并不用于限制本发明。因此，在本发明限定的原则和精神之内做的任何修改或等同替换，均视为在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统，其特征在于，包括背夹式卫星通信终端、卫星通信地面管理站大数据处理模块和通信中继卫星；所述背夹式卫星通信终端用于在大数据模式下不间断向通信中继卫星上报本通信终端的各类运行数据信息，通信中继卫星用于将这类数据信息转发给卫星通信地面管理站，卫星通信地面管理站用于接收数据后送给大数据处理模块分析计算，并将数据的计算结果在指控中心以图形化形式实时在前端界面展示。

2.根据权利要求1所述的一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统，其特征在于，所述背夹式卫星通信终端包括卫星背夹扩展硬件模块和用于承载卫星通信软件的手持终端，两者通过专用通信串口连接；所述卫星背夹扩展硬件模块硬件部分包括依次连接的电源模块、主控模块、射频模块以及天线；所述手持终端卫星通信软件部分包括依次连接的前端UI模块、业务功能模块、终端大数据模块，以及数据库模块，数据库模块分别连接终端大数据模块和业务功能模块。

3.根据权利要求1所述的一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统，其特征在于，所述卫星通信地面管理站大数据处理模块包括依次连接的数据预处理模块、大数据Hadoop/Spark模块和数据前端界面应用模块。

4.根据权利要求3所述的一种背夹式卫星终端在大数据模式下的通信监测系统，其特征在于，所述大数据Hadoop/Spark模块包括MapReduce、Hdfs、Spark Streaming、SparkEngine。

5.基于权利要求1所述系统的通信监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在背夹式卫星扩展模块中插入卫星sim卡、保密卡；

步骤2：用专用串口线连接背夹式卫星扩展模块和手持终端，组成背夹式卫星通信终端，按电源键对背夹式卫星扩展模块和手持终端分别开机；

步骤3：是否同时通过卫星背夹扩展模块与手持终端的匹配验证和接入卫星网络权限验证；

步骤4：背夹式卫星通信终端进入待机状态；

步骤5：打开专用卫星通信软件，进行具体业务，以拨打卫星电话为例说明；

步骤6：用户从专用卫星通信软件的拨号界面输入所要拨打的号码，经过软件话音业务处理后，接下去会产生话音通道流程和数据通道流程两个分支流程；

步骤7：对于话音通道流程，直接通过专用串口线，经过卫星背夹模块，进行话音业务；

步骤8：对于数据通道流程，专用卫星通信软件的大数据模块首先记录下当前背夹卫星通信终端的系统信息和用户信息；其中，系统信息包含位置经纬度、卫星信号强度、电池电量；用户信息包含主叫号码、被叫号码、通话时间长、以及用户最后一次拨打电话的时间和位置信息；其次，大数据模块把记录下来的系统数据和用户数据添加到待发送的消息队列，等待发送出去；

步骤9：设定一定的数据发送条件，判断是否满足，若满足则将消息队列的数据发送出去；若不满足条件，则认为不符合数据发送条件，则将消息队列进行本地缓存，待条件满足后，再发送出去；

步骤10：卫星通行地面管理站大数据模块接收到来自背夹卫星终端大数据模块经数据通道发送过来的数据，作为Hadoop/Spark集群的数据源进行本地数据缓存；

步骤11：把缓存的数据送给Hadoop/Spark集群处理，处理之后会产生用户想要的信息输出；

步骤12：对大数据Hadoop/Spark集群的输出数据做具体数据应用。

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