CN113346943A - 岸控卫星通信收发机、卫星通信系统以及数据传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岸控卫星通信收发机、卫星通信系统以及数据传输方法岸控卫星通信收发机包括底板、网络交换机和至少一个通信扩展坞；网络交换机将多个通信扩展坞连接到配置有岸控中心服务器的局域网中；通信扩展坞包括：微处理器模块，用于接收和处理数据；串口通信模块，用于连接卫星通信模块，并通过卫星通信模块实现终端设备与微处理器模块之间的数据收发；网络通信模块，用于连接网络交换机，实现通信扩展坞与岸控中心服务器实现网络通信；电源模块，用于为通信扩展坞提供电源；存储器模块，用于存储配置信息和运行参数；网络交换和通信扩展坞安装在底板上。本收发机可实现岸控数据中心多台服务器同时对多台海洋观测设备实现并行监控。

Description

岸控卫星通信收发机、卫星通信系统以及数据传输方法
技术领域
本发明属于卫星通信技术领域，尤其涉及一种岸控卫星通信收发机、卫星通信系统以及数据传输方法。
背景技术
随着海洋科学研究的深入推进，海洋移动观测平台技术以及其它海洋探测技术快速发展。海洋观测设备包括水下滑翔机、水下自主潜航器(AUV)、Argo浮标等，目前，海洋观测设备均采用铱星、北斗、天通等卫星通信技术，实现与岸控数据中心的岸控中心服务器之间数据通信。
传统的卫星通信收发机只能实现与单台或较少数量海洋观测设备的数据通信。如果要实现大量海洋观测设备的同时监控，就需要在岸控数据中心同时布局大量卫星通信收发机。而随着海上海洋观测设备数量越来越多，大量卫星通信收发机的会令系统布局复杂度和且系统成本高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种解决因海洋观测设备数量增多而带来的岸控通信收发机布局复杂度和成本提高的问题的岸控卫星通信收发机、卫星通信系统以及数据传输方法。
本发明是这样实现的，一种岸控卫星通信收发机，其特征在于：包括底板、网络交换机和至少一个通信扩展坞；所述网络交换机将多个所述通信扩展坞连接到配置有岸控中心服务器的局域网中，用于实现岸控中心服务器对与所述通信扩展坞通讯连接的多台终端设备的并行监控；所述通信扩展坞包括：微处理器模块，用于接收和处理数据；串口通信模块，用于连接卫星通信模块，并通过卫星通信模块实现终端设备与微处理器模块之间的数据收发；网络通信模块，用于连接所述网络交换机，实现通信扩展坞与岸控中心服务器实现网络通信；电源模块，用于为通信扩展坞提供电源；存储器模块，用于存储配置信息和运行参数；网络交换和通信扩展坞安装在所述底板上。
在上述技术方案中，优选的，所述串口通信模块为RS232串口。
在上述技术方案中，优选的，所述网络通信模块为0/100M以太网接口。
在上述技术方案中，优选的，还包括机箱，所述底板设于所述机箱中，所述底板为具有通信功能的通信背板，通信背板设有与所述网络交换机和通信扩展坞适配的插线板接口。
本发明所述收发机的优点和效果是：
1.本发明所述的通讯收发机中的通信扩展坞，可以通过配置多个串口通信模块连接多路的卫星通信模块，且通过网络交换机将多个IP地址的通信扩展坞连接，大大提高了卫星通信模块的可扩展性。
2.本发明所述的通讯收发机通过网络交换机所构建的局域网技术将多个岸控中心服务器、卫星通信模块对应连接在一起，形成了一个多服务器、多终端设备的局域网拓扑结构，为实现了多服务器对多终端设备的并行监控提供基础。
3.本发明中通信扩展坞的串口通信模块可提供插线板接口，可以与卫星通信模块以插接形式连接。多个通信扩展坞又可以以插接形式连到同一个底板上，再加上网络交换机，所有设备集成在一个机箱内部，做到布局简单，携带和使用方便，且降低现场布防和安装的复杂度和成本。
4.本发明涉及的通信扩展坞支持多种不同类型的卫星通信模块同时运行，提高了卫星通信方式的兼容性。
一种岸控卫星通信系统，其特征在于：所述控卫星通信系统包括上述岸控卫星通信收发机，所述岸控卫星通信收发机包括多个所述通信扩展坞，所述岸控卫星通信收发机通过网络交换机连接与通信扩展坞通信连接的所述岸控中心服务器，所述通信扩展坞通过串口通信模块连接多个卫星通信模块。
一种岸控卫星通信收发机上行数据传输方法，本数据传输方法基于上述通信收发机，其特征在于：
所述卫星通信收发机收到卫星通信模块的上行数据，并对所述上行数据进行数据校验；
将校验通过的所述上行数据存入数据队列，并在数据队列出口将数据帧打包，通过TCP或UDP协议根据配置信息单发或群发给指定的一个或多个岸控中心服务器；
岸控中心服务器对所述数据帧进行处理；
一种岸控卫星通信收发机下行数据传输方法，本数据传输方法基于上述通信收发机，其特征在于：
岸控中心服务器向指定IP地址的所述卫星通信收发机的通信扩展坞发出指令数据，相应IP地址的通信扩展坞接收到所述指令数据后，将指令数据存入数据发送缓冲区队列；
在数据发送缓冲区队列出口处，通信扩展坞内的处理程序从当前指令数据中提取出目标终端设备编号，并根据自身的配置信息，匹配对应的串口通信模块；通过串口通信模块将指令数据发送给终端设备。
附图说明
图1是本发明中岸控卫星通信收发机的工作系统构成示意图；
图2是本发明中通信扩展坞的硬件构成示意图；
图3是本发明中岸控卫星通信收发机上行数据传输方法流程图；
图4是本发明中岸控卫星通信收发机下行数据传输方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为解决因海洋观测设备数量增多而带来的岸控通信收发机布局复杂度和成本提高的问题，本发明特提供一种岸控卫星通信收发机、卫星通信系统以及数据传输方法。为了进一步说明本发明的结构，结合附图详细说明书如下：
实施例一
请参阅图1和图2，一种岸控卫星通信收发机，包括底板、网络交换机和至少一个通信扩展坞。
网络交换机，具有多个与通信扩展坞通信连接的以太网端口，以及多个与岸控中心服务器通讯连接的以太网端口，每个以太网端口连接一台岸控中心服务器。网络交换机将多个通信扩展坞连接到配置有岸控中心服务器的局域网中，用于实现岸控中心服务器对与通信扩展坞通讯连接的多台终端设备的并行监控。
本实施例中，网络交换机通过以太网端口连接10个通信扩展坞，网络交换机通过以太网端口连接3台岸控中心服务器。
通信扩展坞包括：微处理器模块、串口通信模块、网络通信模块、电源模块和存储器模块。
微处理器模块，用于接收和处理数据，负责数据传输方法控制以及实现和对其他模块的控制等。
串口通信模块，用于连接卫星通信模块，并通过卫星通信模块实现终端设备与微处理器模块之间的数据收发。本实施例中，串口通信模块为多路标准RS232串口。
网络通信模块，用于连接网络交换机，实现通信扩展坞与岸控中心服务器实现网络通信。网络通信模块为0/100M以太网接口。
电源模块，用于为通信扩展坞提供电源，为其他模块提供所需要的工作电压。
存储器模块，用于存储配置信息和运行参数。
网络交换和通信扩展坞安装在所述底板上。具体的，本信息收发机的外侧为机箱，底板设于机箱中，底板为具有通信功能的通信背板，通信背板设有与网络交换机和通信扩展坞适配的插线板接口。
实施例二
请参阅图1，一种岸控卫星通信系统，包括实施例一所述的岸控卫星通信收发机以及与岸控卫星通信收发机通过以太网连接的三个岸控中心服务器。通信扩展坞通过串口通信模块连接多个卫星通信模块，本实施例中，具体的，卫星通信模块包括铱星通信模块、北斗通信模块、天通通信模块。
实施例三
一种岸控卫星通信收发机数据传输方法，本数据传输方法基于上述通信收发机，包括上行上行数据传输方法和下行数据传输方法。
上行数据传输方法为：
请参阅图3，卫星通信收发机收到卫星通信模块的上行数据，并对所述上行数据进行数据校验。将校验通过的上行数据存入数据队列，并在数据队列出口将数据帧打包，通过TCP或UDP协议根据配置信息单发或群发给指定的一个或多个岸控中心服务器。岸控中心服务器对数据帧进行处理。
具体的，首先通信扩展坞检测到其某一个RS232端口接收到来自卫星通信模块的一帧数据，后将数据写入接收数据缓冲区队列。在通信扩展坞队列出队检测程序中，检测到接收数据缓冲区队列中有数据，则执行出队操作，并从数据中提取出目标服务器编号。然后根据自身配置信息和目标服务器编号找出目标IP地址，将数据通过TCP或UDP协议发往指定IP地址网络设备。岸控数据中心服务器接收到数据后做进一步解析。
下行数据传输方法为：
请参阅图4，岸控中心服务器向指定IP地址的卫星通信收发机的通信扩展坞发出指令数据，相应IP地址的通信扩展坞接收到指令数据后，将指令数据存入数据发送缓冲区队列。在数据发送缓冲区队列出口处，通信扩展坞内的处理程序从当前指令数据中提取出目标终端设备编号，并根据自身的配置信息，匹配对应的串口通信模块。通过串口通信模块将指令数据发送给终端设备。
具体的，首先岸控中心服务器发出指令数据给指令IP地址的通信扩展坞。相应IP地址的通信扩展坞收到指令数据后，将数据写入发送数据缓冲区队列。在通信扩展坞队列出队检测程序中，检测到发送数据缓冲区队列中有数据，则执行出队操作，并从数据中提取出目标终端设备编号。然后根据自身配置信息和目标终端设备编号找出RS232端口号，将数据通过指定的RS232端口发往卫星通信模块。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种岸控卫星通信收发机，其特征在于：包括底板、网络交换机和至少一个通信扩展坞；
所述网络交换机将多个所述通信扩展坞连接到配置有岸控中心服务器的局域网中，用于实现岸控中心服务器对与所述通信扩展坞通讯连接的多台终端设备的并行监控；
所述通信扩展坞包括：
微处理器模块，用于接收和处理数据；
串口通信模块，用于连接卫星通信模块，并通过卫星通信模块实现终端设备与微处理器模块之间的数据收发；
网络通信模块，用于连接所述网络交换机，实现通信扩展坞与岸控中心服务器实现网络通信；
电源模块，用于为通信扩展坞提供电源；
存储器模块，用于存储配置信息和运行参数；
网络交换和通信扩展坞安装在所述底板上。
2.根据权利要求1所述的岸控卫星通信收发机，其特征在于：所述串口通信模块为RS232串口。
3.根据权利要求2所述的岸控卫星通信收发机，其特征在于：所述网络通信模块为0/100M以太网接口。
4.根据权利要求3所述的岸控卫星通信收发机，其特征在于：还包括机箱，所述底板设于所述机箱中，所述底板为具有通信功能的通信背板，通信背板设有与所述网络交换机和通信扩展坞适配的插线板接口。
5.一种岸控卫星通信系统，其特征在于：所述控卫星通信系统包括权利要求1-3所述的岸控卫星通信收发机，所述岸控卫星通信收发机包括多个所述通信扩展坞，所述岸控卫星通信收发机通过网络交换机连接与通信扩展坞通信连接的所述岸控中心服务器，所述通信扩展坞通过串口通信模块连接多个卫星通信模块。
6.一种岸控卫星通信收发机上行数据传输方法，本数据传输方法基于权利要求1-3任一所述通信收发机，其特征在于：
所述卫星通信收发机收到卫星通信模块的上行数据，并对所述上行数据进行数据校验；
将校验通过的所述上行数据存入数据队列，并在数据队列出口将数据帧打包，通过TCP或UDP协议根据配置信息单发或群发给指定的一个或多个岸控中心服务器；
岸控中心服务器对所述数据帧进行处理；
7.一种岸控卫星通信收发机下行数据传输方法，本数据传输方法基于权利要求1-3任一所述通信收发机，其特征在于：
岸控中心服务器向指定IP地址的所述卫星通信收发机的通信扩展坞发出指令数据，相应IP地址的通信扩展坞接收到所述指令数据后，将指令数据存入数据发送缓冲区队列；
在数据发送缓冲区队列出口处，通信扩展坞内的处理程序从当前指令数据中提取出目标终端设备编号，并根据自身的配置信息，匹配对应的串口通信模块；通过串口通信模块将指令数据发送给终端设备。
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