CN117294346A - 数据传输方法、装置、采集终端及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数据传输方法、装置、采集终端及存储介质，涉及卫星通信技术领域，该方法应用于采集终端，该方法包括：确定所述采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道；通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据。该方法利用采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送时隙，确定目标卫星信道，以实现数据传输，整个过程在减少与其它采集终端发送数据时所产生的信道碰撞的同时，提高了信道利用率，进而有效提高了数据传输效率。

Description

数据传输方法、装置、采集终端及存储介质

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种数据传输方法、装置、采集终端及存储介质。

背景技术

随着科技的迅速发展，采集终端与卫星之间的数据传输也越来越频繁。采集终端在与卫星进行数据传输时往往会占用一个卫星信道（简称：信道），而一个信道只能由一个采集终端占用，直到这一个采集终端将数据向卫星发送完成。

相比于采集终端的数量，信道的数量十分有限，当存在大量采集终端同时向卫星发送数据时，必然会出现多个采集终端同时使用同一个信道的情况，造成信道使用碰撞。当某一时刻有大量数据上线，而另一时刻只有少数数据上行时，就会造成信道未被充分利用，导致所有信道的利用率较低。无论是信道使用碰撞，还是信道的利用率较低，都会使得采集终端向卫星发送数据时的传输效率较低。

发明内容

本发明提供一种数据传输方法、装置、采集终端及存储介质，用以解决现有技术中信道使用碰撞或信道的利用率较低所导致的采集终端向卫星发送数据时的传输效率较低的缺陷，实现利用采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送时隙，确定目标卫星信道，以实现数据传输，整个过程在减少与其它采集终端发送数据时所产生的信道碰撞的同时，提高了信道利用率，进而有效提高了数据传输效率。

本发明提供一种数据传输方法，应用于采集终端，该方法包括：

确定所述采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；

根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道；

通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据。

根据本发明提供的一种数据传输方法，所述根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道，包括：确定所述多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道；将多个卫星信道中随机选择的一个卫星信道，确定为所述采集终端对应的目标卫星信道。

根据本发明提供的一种数据传输方法，所述确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙，包括：接收所述卫星下发的卫星广播帧周期；针对各数据发送周期，根据数据发送周期和所述卫星广播帧周期，确定所述数据发送周期对应的数据发送时隙。

根据本发明提供的一种数据传输方法，所述根据所述数据发送周期和所述卫星广播帧周期，确定所述数据发送周期对应的数据发送时隙，包括：根据所述数据发送周期和所述卫星广播帧周期，确定所述数据发送周期对应的数据发送时段；获取所述采集终端发送所述传感器数据时的最大发送时间；根据所述最大发送时间和所述数据发送时段，确定所述数据发送时段对应的数据发送时隙。

根据本发明提供的一种数据传输方法，所述根据所述最大发送时间和所述数据发送时段，确定所述数据发送时段对应的数据发送时隙，包括：根据所述卫星广播帧周期，确定所述数据发送时段对应的预设发送时隙；根据所述最大发送时间和所述预设发送时隙，确定所述数据发送时隙。

根据本发明提供的一种数据传输方法，所述通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据，包括：确定所述目标卫星信道对应的数据发送时隙所对应的目标数据发送时段，以及所述目标数据发送时段的拥挤程度；若所述拥挤程度小于第一预设拥挤程度，则通过所述目标卫星信道，向所述卫星发送所述传感器数据；若所述拥挤程度大于等于所述第一预设拥挤程度，且其它采集终端在所述目标数据发送时段的拥挤程度小于第二预设拥挤程度，则借用所述其它采集终端在所述目标数据发送时段内的卫星信道，向所述卫星发送所述传感器数据，所述第二预设拥挤程度小于所述第一预设拥挤程度。

根据本发明提供的一种数据传输方法，所述方法还包括：接收数据处理平台发送的传感器配置信息和传感器驱动程序数据；根据所述传感器配置信息，确定目标传感器，并通过所述传感器驱动程序数据，驱动所述目标传感器，采集所述传感器数据。

本发明还提供一种数据传输装置，应用于采集终端，该装置包括：

处理器模块，用于确定所述采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道；

射频发送模块，用于通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据。

本发明还提供一种采集终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述数据传输方法。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述数据传输方法。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述数据传输方法。

本发明提供的数据传输方法、装置、采集终端及存储介质，通过确定所述采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道；通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据。该方法利用采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送时隙，确定目标卫星信道，以实现数据传输，整个过程在减少与其它采集终端发送数据时所产生的信道碰撞的同时，提高了信道利用率，进而有效提高了数据传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明提供的数据传输方法的场景示意图；

图2是本发明提供的数据传输方法的流程示意图；

图3是本发明提供的数据传输装置的结构示意图；

图4是本发明提供的采集终端的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。

为了更好地理解本发明实施例，首先对数据传输方法的使用场景进行详细阐述，如图1所示，是本发明提供的数据传输方法的场景示意图。该数据传输方法应用于数据传输系统，该数据传输系统可以包括：数据处理平台、地面站、卫星和采集终端。

其中，数据处理平台，用于生成采集终端所需的传感器配置信息和传感器驱动程序数据，并将这两个信息通过地面站向卫星发送，再通过卫星向采集终端发送。

地面站，用于卫星和数据处理平台之间的数据转发。

卫星，用于采集终端和地面站之间的数据转发。

采集终端，用于接收卫星下发的传感器配置信息和传感器驱动程序数据，并基于该传感器配置信息确定目标传感器，并基于该传感器驱动程序数据，驱动该目标传感器，采集传感器数据；再向卫星发送该传感器数据。

需要说明的是，上述目标传感器除了可以实现传感器数据的采集，还可以实现传感器状态的监控。可选的，传感器状态可以包括：工作状态和异常状态。

此外，上述采集终端能够接入不同协议接口类型的传感器，可选的，该协议接口类型可以包括以下至少一项：串行集成电路（Inter-Integrated Circuit，IIC/I2C）、通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART）、串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）和通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）等。该采集终端通过接收到的传感器配置信息和传感器驱动程序数据，能够完成传感器的适配、采集终端采集传感器数据时的策略限制及该采集终端对采集的传感器数据的处理。

可选的，地面站与数据处理平台之间、地面站与卫星之间、卫星与采集终端之间均可通过无线通信技术进行连接。

需要说明的是，本发明实施例涉及的执行主体可以是数据传输装置，也可以是采集终端，可选的，该采集终端可以包括：计算机、移动终端及可穿戴设备等。

下面以采集终端为例对本发明实施例进行进一步地说明。

如图2所示，是本发明提供的数据传输方法的流程示意图，可以包括：

201、确定采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙。

其中，传感器数据的数量和大小不限。可选的，该传感器数据可以包括：文字数据、图像数据、音频数据和视频数据等中的至少一种。

数据发送周期指的是所有类型的采集终端都发送一次数据的时间，按照这个周期在时间轴上循环发送数据。若30秒为1个周期，则1分钟内有2个周期，2分钟内有4个周期。

数据发送时隙指的是数据发送周期中的一小段时间，用于在该数据发送时隙内进行数据发送。

采集终端在向卫星发送传感器数据的过程中，可先确定该采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期；进而针对各数据发送周期，确定对应的数据发送时隙，即有多少个数据发送周期，就会确定多少个数据发送时隙，为后续确定目标卫星信道提供数据支撑。

可选的，采集终端确定采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，可以包括：采集终端根据预设时间段，确定采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期。

其中，预设时间段可以是采集终端出厂前设置的，也可以是用户自定义的，此处不作具体限定。

以1分钟作为预设时间段为例，采集终端可将这1分钟对应的60s进行划分，得到两个30s，这两个30s的划分逻辑是相同的，此时，将一个30s记为一个数据发送周期。也即，采集终端根据1分钟，能够确定该采集终端发送传感器数据时对应的两个数据发送周期。

在一些实施例中，采集终端确定多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙，可以包括：采集终端接收卫星下发的卫星广播帧周期；针对各数据发送周期，该采集终端根据数据发送周期和卫星广播帧周期，确定数据发送周期对应的数据发送时隙。

其中，卫星广播帧周期指的是卫星发射信号时所使用的帧间隔时间。该卫星广播帧周期的长度取决于所使用的编码方式和传输协议等因素。

卫星会周期性地下行发送卫星广播帧周期，采集终端在接收到卫星下发的卫星广播帧周期之后，可根据该卫星广播帧周期和各数据发送周期，确定各数据发送周期对应的数据发送时隙。其中，数据发送时段的长度和卫星广播帧周期的长度一样,数据发送周期包括多个数据发送时段,一个数据发送时段划分为多个数据发送时隙，对于一个采集终端来说,在不发生数据发送时段借用的情况下,在一个数据发送周期只有一个数据发送时隙,只发送一次传感器数据,在发生数据发送时段借用的情况下，则可能发送多次传感器数据。

在一些实施例中，采集终端根据数据发送周期和卫星广播帧周期，确定数据发送周期对应的数据发送时隙，可以包括：采集终端根据数据发送周期和卫星广播帧周期，确定数据发送周期对应的数据发送时段；该采集终端获取采集终端发送传感器数据时的最大发送时间；该采集终端根据最大发送时间和数据发送时段，确定数据发送时段对应的数据发送时隙。

其中，数据发送时段指的是以一个卫星广播帧周期为时间长度，可用N表示，N为大于1的整数。一个数据发送周期可以包括多个数据发送时段，一个数据发送周期内一个采集终端只有一个数据发送时段，其它数据发送时段与其它采集终端对应。

最大发送时间指的是采集终端发送一帧传感器数据时所需的最长时间，可用Q表示。

针对各数据发送周期均执行以下操作：采集终端根据数据发送周期和卫星广播帧周期，确定数据发送周期对应的数据发送时段，并结合采集终端发送传感器数据时的最大发送时间，确定该数据发送时段对应的数据发送时隙，以备后续采集终端可基于该数据发送时隙向卫星发送传感器数据。

示例性的，采集终端在根据数据发送周期和卫星广播帧周期，确定该数据发送周期对应的数据发送时段的过程中，先基于获取的卫星广播帧周期N，确定出1分钟对应的发送时段为0s~（N-1）s、Ns~29s、30s~（30+N-1）s及（30+N）s~59s；然后，结合上述两个数据发送周期，即两个30s，该采集终端再将首个数据发送周期30s中的发送时段为0s~（N-1）s和第二个数据发送周期30s中的发送时段为30s~（30+N-1）s，确定为这两个数据发送周期各自对应的数据发送时段。

需要说明的是，其它采集终端的数据发送时段的确定过程与该采集终端的数据发送时段的确定过程类似，此处不作具体赘述。其中，在N=10的情况下，1分钟对应的发送时段为0s~9s、10s~29s、30s~39s及40s~59s，此时，将发送时段为0s~9s和30s~39s，确定为该采集终端中两个数据发送周期各自对应的数据发送时段，并将发送时段为10s~29s和40s~59s确定为其它采集终端中两个数据发送周期各自对应的数据发送时段；在N=15的情况下，1分钟对应的发送时段为0s~14s、15s~29s、30s~44s及45s~59s，此时，将发送时段为0s~14s和30s~44s，确定为该采集终端中两个数据发送周期各自对应的数据发送时段，并将发送时段为15s~29s和45s~59s确定为其它采集终端中两个数据发送周期各自对应的数据发送时段。

在一些实施例中，采集终端根据最大发送时间和数据发送时段，确定数据发送时段对应的数据发送时隙，包括：采集终端根据卫星广播帧周期，确定数据发送时段对应的预设发送时隙；该采集终端根据最大发送时间和预设发送时隙，确定数据发送时隙。

其中，预设发送时隙指的是对数据发送时段进行划分，得到一定的时间长度，该时间长度小于采集终端发送一帧数据时对应的最大发送时间，该预设发送时隙的数量为多个。

采集终端在获取卫星广播帧周期和最大发送时间之后，可先基于该卫星广播帧周期，确定数据发送时段对应的预设发送时隙，进而结合该最大发送时间，确定该数据发送时段对应的数据发送时隙。

可选的，采集终端根据卫星广播帧周期，确定数据发送时段对应的预设发送时隙，可以包括：采集终端根据第一公式M=N/Q，确定数据发送时段对应的划分数量；该采集终端对该数据时段进行划分，得到该划分数量个预设发送时隙，M≥2。

采集终端在根据第一公式，确定出数据发送时段对应的划分数量之后，可判断该划分数量M是否为整数，若该划分数量M为整数，则可将该数据发送时段划分为M个预设发送时隙，即该数据发送时段对应M个数据发送时隙；若该划分数量M不为整数，则将该划分数量M向下取整。

可选的，采集终端根据最大发送时间和预设发送时隙，确定数据发送时隙，可以包括：采集终端根据第二公式SN=ID%M+1，确定时隙序号；该采集终端根据该时隙序号，确定数据发送时隙。其中，SN表示时隙序号，用于表征M个预设发送时隙中的第SN个预设发送时隙，该第SN个预设发送时隙即为数据发送时隙；ID表示采集终端对应的编号/序号。

采集终端在根据第二公式，确定时隙序号SN的过程中，可基于编号ID，对划分数量M取余后加上一，得到的值即为时隙序号SN，该时隙序号隙SN的取值范围为1~M。此时，对于传感器数据进行发送的策略为：编号为ID的采集终端将M个预设发送时隙中的第SN个预设发送时隙确定为数据发送时隙，并在该数据发送时隙下向卫星发送传感器数据，同时，在该数据发送时隙下，其它采集终端不向卫星发送任何数据。

202、根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定采集终端对应的目标卫星信道。

其中，卫星信道指的是低速信道，目标卫星信道也是一种低速信道。多个数据发送时隙内任意两个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道可能是同一卫星信道，也可能是两个不同的卫星信道，此处不作具体限定。

采集终端在确定了多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道之后，可从所有卫星信道中，确定满足条件的目标卫星信道。

可选的，高速信道与低速信道的划分过程如下：由于卫星物联网的数据量相对较小，且大数据量的传输相对较少，因此，卫星中划分的高速信道较少，采集终端使用高速信道时就需要向卫星申请，并在申请成功后，通过高速信道立即连续地上行发送传感器数据。而低速信道无需申请，卫星可将该低速信道在时间上划分不同的时间段以供不同的采集终端使用。这样一来，在某类型采集终端的发送时段空闲的情况下，其它类型采集终端也可借用该发送时段向卫星发送传感器数据。

需要说明的是，在数据发送时隙下向卫星发送传感器数据的情况下，由于卫星对应的低速信道的数量为多个，所以，采集终端可从这多个低速信道中随机选择一个低速信道作为目标卫星信道，以实现传感器数据的发送；这样一来，可相对减少同尾号采集终端信道碰撞的概率。此外，其它采集终端的数据发送时隙的确定过程，与该采集终端的数据发送时隙的确定过程相同；其它采集终端的数据发送策略，与该采集终端的数据发送策略相同，此处不作具体赘述。

此外，卫星还可以对不同数据发送时段对应的拥挤程度进行设置。卫星的接收信道数是固定的，根据一个数据发送时段内接收的采集终端上传传感器数据的情况，可将该数据发送时段的拥挤等级划分为0、1、2和3。其中，随着拥挤程度的递增，0表示该数据发送时段内信道比较空闲，…，3表示该数据发送时段内信道比较拥挤。在多颗卫星同时过境的情况下，可将同一数据发送时段内同一信道的拥挤程度进行求和后计算平均值，并将该平均值确定为最终的拥挤程度，若该平均值不为整数，则将该平均值向上取整，并将取整后的数值确定为最终的拥挤程度，如平均值为2.5，取整后的数值则取3。

其中，拥挤程度指的是卫星在某一数据发送时段的接收信道的占用情况，在该数据发送时段内，若卫星接收信道被使用的情况，如卫星最大可以接收100帧数据，但实际只是接收了80帧数据，则表示针对该卫星在该数据发送时段的拥挤程度为3，拥挤程度由卫星广播帧下发，终端只能接收卫星广播帧数据，以得到该拥挤程度。

在一些实施例中，采集终端根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定采集终端对应的目标卫星信道，可以包括：采集终端确定多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道；该采集终端将多个卫星信道中随机选择的一个卫星信道，确定为采集终端对应的目标卫星信道。

采集终端在获取多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道之后，可从这多个卫星信道中随机选择一个卫星信道，并将随机选择的这个卫星信道确定为目标卫星信道，以备后续能够有效地向卫星发送传感器数据。

203、通过目标卫星信道，向卫星发送传感器数据。

采集终端在确定目标卫星信道之后，可直接通过该目标卫星信道，向卫星发送传感器数据。

在一些实施例中，采集终端通过目标卫星信道，向卫星发送传感器数据，包括：采集终端确定目标卫星信道对应的数据发送时隙所对应的目标数据发送时段，以及目标数据发送时段的拥挤程度；若拥挤程度小于第一预设拥挤程度，则该采集终端通过目标卫星信道，向卫星发送传感器数据；若拥挤程度大于等于第一预设拥挤程度，且其它采集终端在目标数据发送时段的拥挤程度小于第二预设拥挤程度，则该采集终端借用其它采集终端在目标数据发送时段内的卫星信道，向卫星发送传感器数据，第二预设拥挤程度小于第一预设拥挤程度。

其中，第一预设拥挤程度和第二预设拥挤程度可以是采集终端出厂前设置的，也可以是用户自定义的，此处不作具体限定。

采集终端在通过目标卫星信道，向卫星发送传感器数据的过程中，可先确定该目标卫星信道对应的数据发送时隙所对应的目标数据发送时段，并确定该目标数据发送时段的拥挤程度；然后，该采集终端将该拥挤程度与第一预设拥挤程度进行比较，若经比较确定该目标卫星信道的拥挤程度小于该第一预设拥挤程度，则说明该目标卫星信道较为空闲，此时，可直接通过该目标卫星信道，实现传感器数据的成功传输；若经比较确定该目标卫星信道的拥挤程度大于等于该第一预设拥挤程度，说明该目标卫星信道较为拥挤，此时，可将其它采集终端在该目标数据发送时段的拥挤程度小于第二预设拥挤程度进行比较：若经比较确定其它采集终端在该目标数据发送时段的拥挤程度小于该第二预设拥挤程度，则说明该其它采集终端在该目标数据发送时段的卫星信道比较空闲，此时，可借用该其它采集终端在该目标数据发送时段的卫星信道，实现传感器数据的成功传输；若经比较确定其它采集终端在该目标数据发送时段的拥挤程度大于等于该第二预设拥挤程度，则说明该其它采集终端在该目标数据发送时段的卫星信道比较拥挤，此时，采集终端无法借用其它采集终端在该目标数据发送时段的卫星信道。

上述整个信道借用过程，可充分利用所有卫星信道，提高卫星信道的利用率。

具体的，采集终端根据该采集终端中各数据发送时段的拥挤程度，决定是否可以借用其它采集终端的数据发送时段，以发送传感器数据。假设该采集终端的数据发送时段对应的拥挤程度为T1，其它采集终端的数据发送时段对应的拥挤程度为T2。在T1=3且T2<2的情况下，该采集终端可以借用其它采集终端的数据发送时段，以发送传感器数据，但同样需要遵从采集终端在数据发送时隙内的数据发送策略，并在该数据发送时隙内随机选择卫星信道，以发送传感器数据。同样，在T2=3且T1<2的情况下，其它采集终端可以借用该采集终端的数据发送时段，以发送传感器数据。在条件均不满足的情况下，采集终端停止借用其它采集终端的数据发送时段。这样在保证不同类型采集终端上行发送的情况下，可有效提高卫星信道的利用率。

具体的，采集终端发送失败后的策略为：在首个30s的数据发送时段内未成功发送传感器数据的情况下，若该采集终端的数据发送时段对应的拥挤程度T1<3，则采集终端在下一个30s的数据发送时段内继续发送该传感器数据；若T1=3，则该采集终端在下一个30s的数据发送时段内禁止发送该传感器数据，在下下个数据发送时段可以继续发送。该采集终端在借用其它采集终端的数据发送时段未成功发送传感器数据的情况下，若该采集终端在数据发送时段下的拥挤程度T1=3，其它采集终端在该数据发送时段下的拥挤程度T2<2，则直接禁止该采集终端在下一个数据发送时段对该其它采集终端的数据发送时段的借用，并在下下个数据发送时段解除禁止借用。整个过程，基于暂停一次数据发送，在一定程度上能够减少因为信道碰撞导致的采集终端在数据发送失败时所增加的使用功耗。

综上，示例性的，假设卫星广播帧周期N=10s，采集终端的数据发送时段为0s~9s和30s~39s，该采集终端发送一帧传感器数据时的最大发送时间的最大发送时间Q=1s，此时，预设发送时隙的个数为M=N/Q=10/1=10；假设该采集终端的编号ID=16777214，该采集终端的数据发送时隙的序号为SN=ID%M+1=16777214%10+1=5，表示编号为16777214的采集终端在0s~9s和30s~39s这两个数据发送时段的10个发送时隙的第5个时隙可向卫星发送传感器数据，且随机选择一个低速信道进行发送，其它数据发送时隙不能发送。若在数据发送失败，如在0s~9s这个数据发送时段内数据发送失败，则根据下个数据发送周期的30s~39s这个数据发送时段的拥挤程度，决定是否继续进行数据发送，若拥挤程度T1<3，则可以发送；反之，则暂停本次发送。若发生数据发送时段的借用，如借用其它采集终端的数据发送时段10s~19s，则在该数据发送时段的第5个数据发送时隙进行发送，其它数据时隙不能发送。若借用数据发送时段且数据发送失败，则在下一数据发送周期的该数据发送时段禁止借用，即在40s~49s这个数据发送时段，无论拥挤程度如何，采集终端不能借用该数据发送时段。在下下个数据发送周期解除禁止借用，即接下来的10s~19s这个数据发送时段不禁止借用。

可选的，采集终端通过目标卫星信道，向卫星发送传感器数据，可以包括：采集终端接收卫星下发的卫星信号，并确定该卫星信号的信号质量；若该信号质量大于预设信号质量阈值，则开启上行发送，并通过目标卫星信道，向卫星发送传感器数据。

采集终端在通过目标卫星信道，向卫星发送传感器数据的过程中，在确定了卫星信号的信号质量的情况下，可将该信号质量与预设质量阈值进行比较：若该信号质量大于该预设质量阈值，则说明该卫星信号的质量较佳，此处，可直接开启上行发送，并通过目标卫星信道，向卫星发送传感器数据；反之，则说明该卫星信号的质量较差，此时，数据能够成功发送的概率较低，该采集终端则不向卫星发送传感器数据，这样可防止其它采集终端进行数据发送，同时减少该采集终端本身因为无效发送导致的功耗。

在本发明实施例中，确定采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定采集终端对应的目标卫星信道；通过目标卫星信道，向卫星发送传感器数据。该方法利用采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送时隙，确定目标卫星信道，以实现数据传输，整个过程在减少与其它采集终端发送数据时所产生的信道碰撞的同时，提高了信道利用率，进而有效提高了数据传输效率。

为进一步理解本发明实施例，在执行上述数据传输方法之前，该方法还可以包括：采集终端接收数据处理平台发送的传感器配置信息和传感器驱动程序数据；该采集终端根据传感器配置信息，确定目标传感器，并通过传感器驱动程序数据，驱动目标传感器，采集传感器数据。

其中，传感器配置信息指的是数据处理平台为采集终端配置的传感器信息，如待接入传感器的类型和数量。

传感器驱动程序数据指的是可执行传感器相关文件的代码数据，可以包括：目标传感器的驱动程序和传感器数据处理算法。

数据处理平台可为采集终端配置传感器信息，生成对应的传感器配置信息和传感器驱动程序数据，并通过地面站和卫星向采集终端转发该传感器配置信息和该传感器驱动程序数据。该采集终端在接收到卫星下发的该传感器配置信息和该传感器驱动程序数据之后，可基于该传感器配置信息，配置待接入传感器的类型和数量，得到目标传感器；再将该传感器驱动程序数据加载到预留的驱动加载地址，实现对该目标传感器的驱动，以有效采集传感器数据。

可选的，在采集终端不再接入目标传感器的情况下，可将传感器驱动程序数据进行卸载擦除。如针对采集终端所在的数据传输系统为微控制单元（Micro Control Unit，MCU）系统的情况，该采集终端可先将接收到的传感器配置信息和传感器驱动程序数据保存到片外闪存（flash），再将该传感器驱动程序数据写到片内flash上预留的接口地址，若该采集终端不再接入目标传感器，则可直接擦除片内flash上对应的传感器驱动程序数据，以提高资源存储空间。

上述整个数据采集过程，由于卫星通信具备速率低、带宽低等优点，所以，动态加载目标传感器的传感器驱动程序数据相较于对采集终端的在线（Over the Air，OTA）升级，可有效减少卫星通信的传输数据量，并节省了卫星通信的有限资源。

可选的，采集终端驱动目标传感器，采集传感器数据，可以包括以下至少一种实现方式：

实现方式1：采集终端驱动目标传感器，采集初始传感器数据；该采集终端对该初始传感器数据进行预处理，得到传感器数据。

其中，在初始传感器数据为六轴/九轴加速度计陀螺仪传感器采集的速度相关数据的情况下，基于传感器配置信息中的处理策略，预处理为数据计算；在初始传感器数据为摄像装置采集的图像数据的情况下，基于传感器配置信息中的处理策略，预处理为图像压缩。所有处理策略均在传感器驱动程序数据中体现。

采集终端在驱动目标传感器，采集了初始传感器数据之后，由于该初始传感器数据的信号质量不佳，所以，该采集终端可对该初始传感器数据进行预处理，得到信号质量较佳的传感器数据，为后续提供数据支撑。

实现方式2：采集终端驱动目标传感器，采用预设数据采集策略，采集传感器数据。

其中，预设数据采集策略可以包括以下其中一种：定时数据采集、数据异常采集和卫星指令采集等。

采集终端在驱动目标传感器的过程中，可基于传感器配置信息，采用预设数据采集策略，设置开启/关闭数据采集的时间间隔，和/或，设置数据采集过程涉及的时间间隔，以采集传感器数据。

通常情况下，在采用的预设数据采集策略为定时数据采集的情况下，采集终端判断采集的传感器数据是否存在异常，若存在异常，如该传感器数据的数据量大于预设数量阈值，则会减小时间间隔，进行多次数据采集；若不存在异常，则会增大时间间隔，减少数据采集次数，以提高资源利用率，同时节省采集终端的使用功耗。在采用的预设数据采集策略为卫星指令采集的情况下，该采集终端可直接接收卫星下发的采集指令，并根据该采集指令，对传感器数据进行采集。

其中，预设数量阈值可以是采集终端出厂前设置的，也可以是用户自定义的，此处不作具体限定。

需要说明的是，现有技术中，在现场布设时，采集终端接入的传感器所对应的驱动程序已经是写死的，也就是说，该采集终端可以接入的传感器是固定的。这样一来，该采集终端只能驱动固定接入的传感器，若接入其它传感器，则由于写死的驱动程序与该其它传感器不匹配，导致该其它传感器无法工作，此时就需要重新更新该驱动程序，实现该其它传感器正常工作，整个过程中，采集终端对于传感器的适配就很不灵活。而在本发明实施例中，采集终端可基于卫星下发的传感器配置信息，灵活配置该采集终端所需的目标传感器，无需更新驱动程序，而是通过卫星下发的传感器驱动程序数据，能够直接对该目标传感器进行驱动，即可有效采集传感器数据，提高了数据采集效率。

可选的，在采集终端驱动目标传感器，采集传感器数据之后，该方法还可以包括：采集终端向卫星发送传感器数据。

采集终端在向卫星发送传感器数据的过程中，可先确定传感器数据的数据量和/或重要性，进而采用不同的发送策略，向卫星发送该传感器数据。其中，数据量指的是数据大小，重要性指的是数据的紧急程度。

针对数据量，在数据量较大的情况下，如图像数据，则需要向卫星申请高速信道以发送该图像数据，若申请成功，则通过高速信道立即连续地上行发送该图像数据，若申请失败，则不对该图像数据进行任何操作；在数据量较小的情况下，通过低速信道直接向卫星发送该传感器数据。

针对重要性，采集终端先确定传感器数据是否存在异常，在该传感器数据存在异常的情况下，生成报警数据，并立即向卫星发送该报警数据；在该传感器数据不存在异常的情况下，根据采集终端中已划分后的发送时间窗口，向卫星发送该传感器数据。

下面对本发明提供的数据传输装置进行描述，下文描述的数据传输装置与上文描述的数据传输方法可相互对应参照。

如图3所示，是本发明提供的数据传输装置的结构示意图，应用于采集终端，该装置可以包括：

处理器模块301，用于确定该采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定该多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定该采集终端对应的目标卫星信道；

射频发送模块302，用于通过该目标卫星信道，向卫星发送该传感器数据。

可选的，处理器模块301，具体用于确定该多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道；将多个卫星信道中随机选择的一个卫星信道，确定为该采集终端对应的目标卫星信道。

可选的，处理器模块301，具体用于接收该卫星下发的卫星广播帧周期；针对各数据发送周期，根据数据发送周期和该卫星广播帧周期，确定该数据发送周期对应的数据发送时隙。

可选的，处理器模块301，具体用于根据该数据发送周期和该卫星广播帧周期，确定该数据发送周期对应的数据发送时段；获取该采集终端发送该传感器数据时的最大发送时间；根据该最大发送时间和该数据发送时段，确定该数据发送时段对应的数据发送时隙。

可选的，处理器模块301，具体用于根据该卫星广播帧周期，确定该数据发送时段对应的预设发送时隙；根据该最大发送时间和该预设发送时隙，确定该数据发送时隙。

可选的，处理器模块301，具体用于确定该目标卫星信道对应的数据发送时隙所对应的目标数据发送时段，以及该目标数据发送时段的拥挤程度；

射频发送模块302，具体用于若该拥挤程度小于第一预设拥挤程度，则通过该目标卫星信道，向该卫星发送该传感器数据；若该拥挤程度大于等于该第一预设拥挤程度，且其它采集终端在该目标数据发送时段的拥挤程度小于第二预设拥挤程度，则借用该其它采集终端在该目标数据发送时段内的卫星信道，向该卫星发送该传感器数据，该第二预设拥挤程度小于该第一预设拥挤程度。

可选的，射频接收模块，还用于接收数据处理平台发送的传感器配置信息和传感器驱动程序数据；

处理器模块301，还用于根据该传感器配置信息，确定目标传感器，并通过该传感器驱动程序数据，驱动该目标传感器，采集该传感器数据。

可选的，该装置还可以包括：天线模块、数据采集协议接口模块、低功耗模块及存储模块等。

其中，数据采集协议接口模块用于采集传感器数据。

如图4所示，是本发明提供的采集终端的结构示意图，该采集终端可以包括：处理器（processor）410、通信接口（Communications Interface）420、存储器（memory）430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行数据传输方法，应用于采集终端，该方法包括：确定所述采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道；通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据。

此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的数据传输方法，应用于采集终端，该方法包括：确定所述采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道；通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的数据传输方法，应用于采集终端，该方法包括：确定所述采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道；通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种数据传输方法，其特征在于，应用于采集终端，所述方法包括：

确定所述采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；

根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道；

通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道，包括：

确定所述多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道；

将多个卫星信道中随机选择的一个卫星信道，确定为所述采集终端对应的目标卫星信道。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙，包括：

接收所述卫星下发的卫星广播帧周期；

针对各数据发送周期，根据数据发送周期和所述卫星广播帧周期，确定所述数据发送周期对应的数据发送时隙。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据发送周期和所述卫星广播帧周期，确定所述数据发送周期对应的数据发送时隙，包括：

根据所述数据发送周期和所述卫星广播帧周期，确定所述数据发送周期对应的数据发送时段；

获取所述采集终端发送所述传感器数据时的最大发送时间；

根据所述最大发送时间和所述数据发送时段，确定所述数据发送时段对应的数据发送时隙。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大发送时间和所述数据发送时段，确定所述数据发送时段对应的数据发送时隙，包括：

根据所述卫星广播帧周期，确定所述数据发送时段对应的预设发送时隙；

根据所述最大发送时间和所述预设发送时隙，确定所述数据发送时隙。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据，包括：

确定所述目标卫星信道对应的数据发送时隙所对应的目标数据发送时段，以及所述目标数据发送时段的拥挤程度；

若所述拥挤程度小于第一预设拥挤程度，则通过所述目标卫星信道，向所述卫星发送所述传感器数据；

若所述拥挤程度大于等于所述第一预设拥挤程度，且其它采集终端在所述目标数据发送时段的拥挤程度小于第二预设拥挤程度，则借用所述其它采集终端在所述目标数据发送时段内的卫星信道，向所述卫星发送所述传感器数据，所述第二预设拥挤程度小于所述第一预设拥挤程度。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

接收数据处理平台发送的传感器配置信息和传感器驱动程序数据；

根据所述传感器配置信息，确定目标传感器，并通过所述传感器驱动程序数据，驱动所述目标传感器，采集所述传感器数据。

8.一种数据传输装置，其特征在于，应用于采集终端，所述装置包括：

处理器模块，用于确定所述采集终端发送传感器数据时对应的多个数据发送周期，并确定所述多个数据发送周期各自对应的数据发送时隙；根据多个数据发送时隙内各自随机选择的卫星信道，确定所述采集终端对应的目标卫星信道；

射频发送模块，用于通过所述目标卫星信道，向卫星发送所述传感器数据。

9.一种采集终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述数据传输方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述数据传输方法。