CN111983643A - 一种基于北斗定位的通信验证系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于北斗定位的通信验证系统，包括显示控制单元和双模定位通信单元，所述显示控制单元包括云平台、若干网关设备和多个监测终端设备之间相互连接，所述双模定位通信单元包括北斗单元、密码单元和通讯单元依次连接，所述云平台包括北斗高精度定位芯片和移动通信芯片的车载终端，所述网关设备包括定位终端、发卡设备制作身份识别卡，所述监测终端设备包括北斗定位模块和蓝牙模块，所述密码单元包括电磁屏蔽外壳和北斗接收机板，所述通讯单元包括控制模块、安全模块SAM、射频模块、接口模块和天线分别和通讯单元连接。并通过与现有的业务系统进行数据交互，实现数据电文(电子票据、电子发票、业务信息)等的在线签名。

Description

一种基于北斗定位的通信验证系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体为一种基于北斗定位的通信验证系统。
背景技术
对于车辆、船舶、航空器等移动载体，因其运动的需要，一方面要实现定位，获悉自己的当前位置和运动轨迹等信息；另一方面对于移动载体的管理部门，通常还需要对这些移动载体进行监控，或者为其提供其它服务。因而，对于海洋上的船舶等远离陆地的移动载体而言，除应准确知道自己的当前位置经纬度，航向和航速等信息外，还应将这些信息上报给管理中心。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种基于北斗定位的通信验证系统。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于北斗定位的通信验证系统，包括显示控制单元和双模定位通信单元，所述显示控制单元包括云平台、若干网关设备和多个监测终端设备之间相互连接，所述双模定位通信单元包括北斗单元、密码单元和通讯单元依次连接，所述云平台包括北斗高精度定位芯片和移动通信芯片的车载终端，所述网关设备包括定位终端、发卡设备制作身份识别卡，所述监测终端设备包括北斗定位模块和蓝牙模块，所述密码单元包括电磁屏蔽外壳和北斗接收机板，所述通讯单元包括控制模块、安全模块SAM、射频模块、接口模块和天线分别和通讯单元连接。
可选的，所述车载终端输入输出端与安全模块SAM的输入输出端相连，天线的输出端与射频模块的输入端相连，所述射频模块的输出端与控制模块输入端相连，所述接口模块的输入输出端与控制模块的输入输出端相连，所述身份证识别器的接口模块与北斗模块相连，将北斗模块接收到的位置信息传输到控制模块，所述的控制模块的输出端与终端显示屏的输入端相连，所述天线的输出端与接口模块的输入端相连，所述安全模块SAM和射频模块的输入输出端分别与控制模块的输入输出端相连。
可选的，所述定位终端在正常运行的定位终端利用内部的定位模块得到第一位置数据，并将所述第一位置数据发送至定位基站；所述定位基站从定位卫星获取第二位置数据，基于所述第一位置数据和所述第二位置数据进行误差计算，从而得到改正数据，并将所述改正数据发送至相应定位终端；所述定位终端利用所述改正数据调整所述第一位置数据，以得到北斗差分定位数据，并将所述北斗差分定位数据进行存储。
可选的，所述身份识别卡为每张身份识别卡分别设置第二编号，且所述第二编号与所述第一编号之间存在一一对应的关系，从而令一张身份识别卡对应一个定位终端，并根据各张身份识别卡对应的定位终端分别向各张身份识别卡内写入数据；
可选的，所述北斗定位模块和短报文通信模块用以获取测试点的位置信息并将测试点位置信息发送至主控制器，以及接收主控制器发出的打包信息并进行短报文发送，与北斗卫星通信，所述主控制器分别与所述空气细颗粒物监测模块和北斗定位和短报文通信模块连接，用以控制所述空气细颗粒物监测模块的工作状态，并将接收到的监测数据和测试点位置信息打包后发送至北斗定位和短报文通信模块。
可选的，所述蓝牙模块用于进行GPS的实时定位或北斗的请求定位，并对所接收的定位信息进行分析、过滤、验证、打包处理；还用于与北斗卫星进行通信，向北斗卫星发送定位请求，将获得的定位信息打包发送至北斗卫星，再转发给地面控制中心，还用于接收地面控制中心经北斗卫星转发的控制指令、文字通信信息。
可选的，所述射频模块输入输出端与微控制单元的输入输出端相连；微控制单元的输入端与北斗定位模块的输出端相连，北斗定位模块的输入输出端与服务器输入输出端相连；所述微控制单元的输出端与蓝牙模块的输入端相连，所述蓝牙模块的输出端与移动终端的输入端相连；所述微控制单元的输出端与报警联动设备的输入端相连。
可选的，所述接口模块主控计算机、以太网交换机、岸上无线通信模块以及船载无线通信模块接收来自应急遥控手柄的手动操纵控制信号，使用者通过应急遥控手柄手动操纵缩尺船模的运动，所述的主控计算机接收来自船载计算机的缩尺船模实际运动状态信息，包括缩尺船模位置和艏向，并通过人机交互界面以历时曲线及动画形式同时显示实验结果，并保存实验结果。
可选的，所述通讯单元用于为用户提供显示界面以便显示地面控制中心的指令信息，将定位信息、地面控制中心的文字短信、告警信息进行显示，为用户显示航海地图、导航信息、天气信息以及潮汐信息之一或它们的组合，还用于将用户的报警、通信、开关机报告信息发送给双模定位通信单元经北斗卫星转播给地面控制中心。
可选的，所述系统还包括警报器，所述警报器与短报文通信模块进行连接，所短报文通信模块在接收到监测数据和测试点位置信息后，按照预设确定方法将其转换为警报控制指令传送给警报器，警报器发出相应的警报，所述预设确定方法的具体步骤如下：
A1，根据以下公式空气细颗粒物的浓度：
Figure BDA0002633996090000031
其中，ρ代表空气密度，C代表空气细颗粒的浓度，k代表空气细颗粒的渗透率，α代表扩散系数，v代表流动速度，q代表空气动力学系数，exp代表指数函数；
A2，根据步骤A1求出的空气细颗粒的浓度C与预设浓度值进行比较，当空气细颗粒的浓度C大于预设浓度值时，将其转化为警报控制指令传送给警报器，警报器发出的警报，当空气细颗粒的浓度C小于预设浓度值时，警报器不发出警报。
本发明提供了一种基于北斗定位的通信验证系统，具备以下有益效果：
1、本发明的空气细颗粒物(PM2.5)监测终端通过北斗短报文进行信息上报，突破网络施工的问题和对移动蜂窝网络的依赖，能够执行野外监测的任务，适用范围广泛且通信稳定。
2、时对数据电文的操作实体进行身份认证、时间认证、位置认证，并通过与现有的业务系统进行数据交互，实现数据电文(电子票据、电子发票、业务信息)等的在线签名。
3、通过移动用户终端分别与北斗定位子系统、小区数据服务器和导航子系统进行网络通信连接，便于获得用户的位置信息及小区信息，具有反应速度快、准确性高的特点；通过小区数据服务器对小区进行分类，便于用户对小区按照条件进行筛选，为用户提供更多的选择条件，大大节约用户筛选小区的时间。
4、对拥堵路段进行车辆分流引导，对拥堵路况进行提前预报；目前ETC用户数已经超过5000多万，如何对高速公路通行车辆进行交通监管，如何对重点营运车辆进行联网监控和调度指挥等交通管理服务，都是未来智能交通系统急需解决的问题。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、显示控制单元；2、双模定位通信单元；3、云平台；4、网关设备；5、监测终端设备；6、密码单元；7、车载终端；8、定位终端；9、身份识别卡；10、北斗定位模块；11、蓝牙模块；12、射频模块；13、接口模块；14、通讯单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于北斗定位的通信验证系统，包括显示控制单元1和双模定位通信单元2，显示控制单元1包括云平台3、若干网关设备4和多个监测终端设备5之间相互连接，双模定位通信单元2包括北斗单元、密码单元6和通讯单元14依次连接，云平台3包括北斗高精度定位芯片和移动通信芯片的车载终端7，网关设备4包括定位终端8、发卡设备制作身份识别卡9，监测终端设备5包括北斗定位模块10和蓝牙模块11，密码单元6包括电磁屏蔽外壳和北斗接收机板，通讯单元14包括控制模块、安全模块SAM、射频模块12、接口模块13和天线分别和通讯单元14连接。
进一步地，车载终端7输入输出端与安全模块SAM的输入输出端相连，天线的输出端与射频模块12的输入端相连，射频模块12的输出端与控制模块输入端相连，接口模块13的输入输出端与控制模块的输入输出端相连，身份证识别器的接口模块13与北斗模块相连，将北斗模块接收到的位置信息传输到控制模块，的控制模块的输出端与终端显示屏的输入端相连，天线的输出端与接口模块13的输入端相连，安全模块SAM和射频模块12的输入输出端分别与控制模块的输入输出端相连。
进一步地，定位终端8在正常运行的定位终端8利用内部的定位模块得到第一位置数据，并将第一位置数据发送至定位基站；定位基站从定位卫星获取第二位置数据，基于第一位置数据和第二位置数据进行误差计算，从而得到改正数据，并将改正数据发送至相应定位终端8；定位终端8利用改正数据调整第一位置数据，以得到北斗差分定位数据，并将北斗差分定位数据进行存储。
进一步地，身份识别卡9为每张身份识别卡9分别设置第二编号，且第二编号与第一编号之间存在一一对应的关系，从而令一张身份识别卡9对应一个定位终端8，并根据各张身份识别卡9对应的定位终端8分别向各张身份识别卡9内写入数据；
进一步地，北斗定位模块10和短报文通信模块用以获取测试点的位置信息并将测试点位置信息发送至主控制器，以及接收主控制器发出的打包信息并进行短报文发送，与北斗卫星通信，主控制器分别与空气细颗粒物监测模块和北斗定位和短报文通信模块连接，用以控制空气细颗粒物监测模块的工作状态，并将接收到的监测数据和测试点位置信息打包后发送至北斗定位和短报文通信模块。
进一步地，蓝牙模块11用于进行GPS的实时定位或北斗的请求定位，并对所接收的定位信息进行分析、过滤、验证、打包处理；还用于与北斗卫星进行通信，向北斗卫星发送定位请求，将获得的定位信息打包发送至北斗卫星，再转发给地面控制中心，还用于接收地面控制中心经北斗卫星转发的控制指令、文字通信信息。
进一步地，射频模块12输入输出端与微控制单元的输入输出端相连；微控制单元的输入端与北斗定位模块10的输出端相连，北斗定位模块10的输入输出端与服务器输入输出端相连；微控制单元的输出端与蓝牙模块11的输入端相连，蓝牙模块11的输出端与移动终端的输入端相连；微控制单元的输出端与报警联动设备的输入端相连。
进一步地，接口模块13主控计算机、以太网交换机、岸上无线通信模块以及船载无线通信模块接收来自应急遥控手柄的手动操纵控制信号，使用者通过应急遥控手柄手动操纵缩尺船模的运动，的主控计算机接收来自船载计算机的缩尺船模实际运动状态信息，包括缩尺船模位置和艏向，并通过人机交互界面以历时曲线及动画形式同时显示实验结果，并保存实验结果。进一步地，通讯单元14用于为用户提供显示界面以便显示地面控制中心的指令信息，将定位信息、地面控制中心的文字短信、告警信息进行显示，为用户显示航海地图、导航信息、天气信息以及潮汐信息之一或它们的组合，还用于将用户的报警、通信、开关机报告信息发送给双模定位通信单元2经北斗卫星转播给地面控制中心。
进一步地，所述系统还包括警报器，所述警报器与短报文通信模块进行连接，所短报文通信模块在接收到监测数据和测试点位置信息后，按照预设确定方法将其转换为警报控制指令传送给警报器，警报器发出相应的警报，所述预设确定方法的具体步骤如下：
A1，根据以下公式空气细颗粒物的浓度：
Figure BDA0002633996090000071
其中，ρ代表空气密度，C代表空气细颗粒的浓度，k代表空气细颗粒的渗透率，α代表扩散系数，v代表流动速度，q代表空气动力学系数，exp代表指数函数；
A2，根据步骤A1求出的空气细颗粒的浓度C与预设浓度值进行比较，当空气细颗粒的浓度C大于预设浓度值时，将其转化为警报控制指令传送给警报器，警报器发出的警报，当空气细颗粒的浓度C小于预设浓度值时，警报器不发出警报。
有益效果：通过以上技术计算空气细颗粒物的浓度，根据空气细颗粒物的浓度进行监测，当空气细颗粒的浓度大于预设浓度值时，将其转化为警报控制指令传送给警报器，警报器发出的警报，当空气细颗粒的浓度小于预设浓度值时，警报器不发出警报，警报器连接短报文通信模块，通过警报器的预警加强了检测的效果，实时将空气细颗粒物的浓度展示于显示控制单元1，做到可视化的效果，所述计算空气细颗粒物的浓度，通过全方面，多因素的考虑，计算结果更具有精确性，具有准确的衡量标准，减少了误差效果。
综上，该基于北斗定位的通信验证系统的工作原理：
S1：与北斗卫星进行通信，向北斗卫星发送定位请求、将获得的定位信息打包后发送至北斗卫星，由北斗卫星转发给地面控制中心，并接收地面控制中心经北斗卫星转发来的控制指令、数据信息；
S2：船舶运动控制实验系统初始化，包括主控计算机人机交互界面初始化、主控计算机及船载计算机输入输出接口配置初始化、历史实验数据的清理；
S3：船载计算机接收来自北斗定位系统和船用罗经的缩尺船模实际运动状态信息，包括缩尺船模的位置、艏向信息，通过船载无线通信模块、岸上无线通信模块和以太网交换机发送给主控计算机和学习计算机模块，并在主控计算机和各学习计算机上显示；
S4：北斗高精度定位管理平台通过获取的车辆位置信息，可以在GIS平台上实时显示跟踪车辆的位置，查询车辆的历史运行轨迹；当车辆驶入高速公路收费入口时平台自动标记高速起始点，当车辆驶出高速公路收费出口时平台自动标记高速结束点，用于收费站联网收费系统按照实际行驶路径进行收费；通过北斗高精度定位芯片的差分信号输入，北斗高精度定位管理平台监控到车辆所在的车道，判别并记录车辆是否占用应急车道、是否违规停车/越线等行为；同时，高速公路管理部门利用北斗高精度定位管理平台，对通行车辆进行监控、车流量分析、拥堵预警和拥堵治理的交通管理服务，以及实现对高速公路上通行的重点营运车辆进行实时监控和调度指挥。
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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：包括显示控制单元(1)和双模定位通信单元(2)，所述显示控制单元(1)包括云平台(3)、若干网关设备(4)和多个监测终端设备(5)之间相互连接，所述双模定位通信单元(2)包括北斗单元、密码单元(6)和通讯单元(14)依次连接，所述云平台(3)包括北斗高精度定位芯片和移动通信芯片的车载终端(7)，所述网关设备(4)包括定位终端(8)、发卡设备制作身份识别卡(9)，所述监测终端设备(5)包括北斗定位模块(10)和蓝牙模块(11)，所述密码单元(6)包括电磁屏蔽外壳和北斗接收机板，所述通讯单元(14)包括控制模块、安全模块SAM、射频模块(12)、接口模块(13)和天线分别和通讯单元(14)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：所述车载终端(7)输入输出端与安全模块SAM的输入输出端相连，天线的输出端与射频模块(12)的输入端相连，所述射频模块(12)的输出端与控制模块输入端相连，所述接口模块(13)的输入输出端与控制模块的输入输出端相连，所述身份证识别器的接口模块(13)与北斗模块相连，将北斗模块接收到的位置信息传输到控制模块，所述的控制模块的输出端与终端显示屏的输入端相连，所述天线的输出端与接口模块(13)的输入端相连，所述安全模块SAM和射频模块(12)的输入输出端分别与控制模块的输入输出端相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：所述定位终端(8)在正常运行的定位终端(8)利用内部的定位模块得到第一位置数据，并将所述第一位置数据发送至定位基站；所述定位基站从定位卫星获取第二位置数据，基于所述第一位置数据和所述第二位置数据进行误差计算，从而得到改正数据，并将所述改正数据发送至相应定位终端(8)；所述定位终端(8)利用所述改正数据调整所述第一位置数据，以得到北斗差分定位数据，并将所述北斗差分定位数据进行存储。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：所述身份识别卡(9)为每张身份识别卡(9)分别设置第二编号，且所述第二编号与所述第一编号之间存在一一对应的关系，从而令一张身份识别卡(9)对应一个定位终端(8)，并根据各张身份识别卡(9)对应的定位终端(8)分别向各张身份识别卡(9)内写入数据。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：所述北斗定位模块(10)和短报文通信模块用以获取测试点的位置信息并将测试点位置信息发送至主控制器，以及接收主控制器发出的打包信息并进行短报文发送，与北斗卫星通信，所述主控制器分别与所述空气细颗粒物监测模块和北斗定位和短报文通信模块连接，用以控制所述空气细颗粒物监测模块的工作状态，并将接收到的监测数据和测试点位置信息打包后发送至北斗定位和短报文通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：所述蓝牙模块(11)用于进行GPS的实时定位或北斗的请求定位，并对所接收的定位信息进行分析、过滤、验证、打包处理；还用于与北斗卫星进行通信，向北斗卫星发送定位请求，将获得的定位信息打包发送至北斗卫星，再转发给地面控制中心，还用于接收地面控制中心经北斗卫星转发的控制指令、文字通信信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：所述射频模块(12)输入输出端与微控制单元的输入输出端相连；所述微控制单元的输入端与北斗定位模块(10)的输出端相连，所述北斗定位模块(10)的输入输出端与服务器输入输出端相连；所述微控制单元的输出端与蓝牙模块(11)的输入端相连，所述蓝牙模块(11)的输出端与移动终端的输入端相连；所述微控制单元的输出端与报警联动设备的输入端相连。
8.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：所述接口模块(13)主控计算机、以太网交换机、岸上无线通信模块以及船载无线通信模块接收来自应急遥控手柄的手动操纵控制信号，使用者通过应急遥控手柄手动操纵缩尺船模的运动，所述的主控计算机接收来自船载计算机的缩尺船模实际运动状态信息，包括缩尺船模位置和艏向，并通过人机交互界面以历时曲线及动画形式同时显示实验结果，并保存实验结果。
9.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：所述通讯单元(14)用于为用户提供显示界面以便显示地面控制中心的指令信息，将定位信息、地面控制中心的文字短信、告警信息进行显示，为用户显示航海地图、导航信息、天气信息以及潮汐信息之一或它们的组合，还用于将用户的报警、通信、开关机报告信息发送给双模定位通信单元(2)经北斗卫星转播给地面控制中心。
10.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位的通信验证系统，其特征在于：所述系统还包括警报器，所述警报器与短报文通信模块进行连接，所短报文通信模块在接收到监测数据和测试点位置信息后，按照预设确定方法将其转换为警报控制指令传送给警报器，警报器发出相应的警报，所述预设确定方法的具体步骤如下：
A1，根据以下公式空气细颗粒物的浓度：
Figure FDA0002633996080000031
其中，ρ代表空气密度，C代表空气细颗粒的浓度，k代表空气细颗粒的渗透率，α代表扩散系数，v代表流动速度，q代表空气动力学系数，exp代表指数函数；
A2，根据步骤A1求出的空气细颗粒的浓度C与预设浓度值进行比较，当空气细颗粒的浓度C大于预设浓度值时，将其转化为警报控制指令传送给警报器，警报器发出的警报，当空气细颗粒的浓度C小于预设浓度值时，警报器不发出警报。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113985264A (zh) * 2021-09-30 2022-01-28 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种基于定位的隔离开关动作状态监测装置

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CN113985264A (zh) * 2021-09-30 2022-01-28 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种基于定位的隔离开关动作状态监测装置

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