CN117713907A - 一种基于天通卫星的边缘通信装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于天通卫星的边缘通信装置，包括：局部通信连接模块，用于与外部设备建立通信连接；卫星通信模块，用于与天通卫星建立通信连接，并通过短数据传输方式在所述天通卫星和所述装置之间传输数据。一种基于天通卫星的通信系统，包括所述的装置，还包括：第一通信设备和第二通信设备；所述第一通信设备与所述装置之间通信连接；所述第一通信设备与所述第二通信设备之间通过所述装置和所述天通卫星建立通信连接。本发明通过天通卫星，可以有效地提高传输的带宽、大的提高了传输信息的种类，实现了天通卫星与现有设备之间的数据交互。

Description

一种基于天通卫星的边缘通信装置及系统

技术领域

本发明涉及卫星通信，特别涉及一种基于天通卫星的边缘通信装置及系统。

背景技术

物联网的发展为实时数据传输提供了广泛的应用场景。然而，在某些无地面网络覆盖的区域，如何实现实时监测数据传输仍然是一个挑战。传统的解决方案通常依赖于大型卫星通信设施或北斗卫星短报文，但大型卫星设施存在建设、使用、维护成本高的问题，而北斗短报文存在短时间内发送次数和单次发送内容受限等问题。因此，需要一种能够在低成本的情况下，在荒野地区实现监测数据传输的技术方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于天通卫星的边缘通信装置及系统，具体的技术方案如下：

本发明提供一种基于天通卫星的边缘通信装置，包括：

局部通信连接模块，用于与外部设备建立通信连接；

卫星通信模块，用于与天通卫星建立通信连接，并通过短数据传输方式在所述天通卫星和所述装置之间传输数据。

在本技术方案中，相对于传统的通过北斗短报文的方式进行传输，通过天通卫星，可以有效的提高传输的带宽，同时可以从原有的仅仅能发送如短信等信息，提高到可以传输如语音通话等，极大的提高了传输信息的种类；可以有效的解决现有的设备没有天通模块的技术问题，相当于通过外置的天通模块，实现了天通卫星与现有设备之间的数据交互。

优选地，还包括数据转换模块，用于将所述外部设备传输的信号转换为串口信号，并将所述卫星通信模块传输的串口信号转换为所述外部设备可识别的信号。

在本技术方案中，通过串口转换的方式，解决了现有的智能设备的数据不能传输串口数据，无法直接与天通卫星进行通信的技术问题，提高了设备的通用性。

优选地，还包括数据队列传输模块，用于接收所述外部设备传输给所述装置的局部数据，并以数据服务队列的方式进行存储，并将所述局部数据依次发送给所述卫星通信模块以传输给所述天通卫星。

在本优选的技术方案中，通过采用数据队列的方式，解决了天通卫星通信中，上传数据的带宽严重不足与数据在时空上的不均匀分布的问题，缓解了带宽的压力。

优选地，所述局部通信连接模块为路由器或者交换机。所述外部设备通过包括WIFI、蓝牙、2.4G的方式与所述局部通信连接模块建立通信。

在本优选的技术方案中，采用通用的连接方式，一方面降低了天通卫星的应用成本，另一方面也可以增加装置的通用性，适配于绝大多数的设备。

优选地，还包括外部设备控制模块，用于向所述外部设备发送从所述天通卫星发送的控制指令，发送给所述外部设备以控制所述外部设备的运行。

在本优选的技术方案中，通过设置外部设备控制模块，从而能够实现对于远程设备的管控，从而一方面适配实际需要，另一方面提高了安全性。

另一方面，提供一种基于天通卫星的通信系统，包括所述的装置，还包括：第一通信设备和第二通信设备；

所述第一通信设备与所述装置之间通信连接；

所述第一通信设备与所述第二通信设备之间通过所述装置和所述天通卫星建立通信连接。

优选地，所述第一通信设备为传感器；还包括串口信号服务器，用于将所述第一通信设备所产生的串口信号转换为所述装置可识别的信号并发送给所述装置，并将所述装置发送的信号转换为串口信号并发送给所述第一通信设备。

优选地，所述第二通信设备通过天通服务平台与所述天通卫星通信连接。

优选地，所述第二通信设备还用于将经由所述天通卫星传输的数据存储到数据存储库中。

优选地，还包括：第三通信设备，与所述第二通信设备通信连接，用于展示所述数据存储库的数据。

优选地，所述第二通信设备还用于，经由所述天通卫星和所述装置，向所述第一通信设备发送控制指令，以控制所述第一通信设备的运行。

本发明至少包括以下一项技术效果：

(1)相对于传统的通过北斗短报文的方式进行传输，通过天通卫星，可以有效的提高传输的带宽，同时可以从原有的仅仅能发送如短信等信息，提高到可以传输如语音通话等，极大的提高了传输信息的种类；可以有效的解决现有的设备没有天通模块的技术问题，相当于通过外置的天通模块，实现了天通卫星与现有设备之间的数据交互。

(2)通过串口转换的方式，解决了现有的智能设备的数据不能传输串口数据，无法直接与天通卫星进行通信的技术问题，提高了设备的通用性。

(3)通过采用数据队列的方式，解决了天通卫星通信中，上传数据的带宽严重不足与数据在时空上的不均匀分布的问题，缓解了带宽的压力。

(4)采用通用的连接方式，一方面降低了天通卫星的应用成本，另一方面也可以增加装置的通用性，适配于绝大多数的设备。

(5)通过设置外部设备控制模块，从而能够实现对于远程设备的管控，从而一方面适配实际需要，另一方面提高了安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

天通卫星的边缘通信装置100；卫星通信模块101；数据队列传输模块102；

数据转换模块103；局部通信连接模块104；

天通卫星200；

第一通信设备300\外部设备300；

第二通信设备400；

天通服务平台500；

第三通信设备600。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘出了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，并获得其他的实施方式。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种基于天通卫星的边缘通信装置，包括：

局部通信连接模块104，用于与外部设备300建立通信连接；

卫星通信模块101，用于与天通卫星200建立通信连接，并通过短数据传输方式在所述天通卫星200和所述装置100之间传输数据。

物联网的发展为实时数据传输提供了广泛的应用场景。然而，在某些无地面网络覆盖的区域，如何实现实时监测数据传输仍然是一个挑战。传统的解决方案通常依赖于大型卫星通信设施或北斗卫星短报文，但大型卫星设施存在建设、使用、维护成本高的问题，而北斗短报文存在短时间内发送次数和单次发送内容受限等问题。

故在本实施例中，通过可以部署在局部的，低功率、低成本、低规模的局部通信连接模块104替代原有的大型卫星通信设施，通过与天通卫星200之间通过短数据传输的卫星通信模块101来替代北斗卫星短报文。

具体而言，一般将边缘通信装置100设置在基站难以铺设的区域，用于补充蜂窝网络，在使用过程中，通过将需要建立通信传输的设备，如手机、智能手表、传感器等连接到局部通信连接模块104上，然后通过卫星通信模块101来与天通卫星200进行连接，从而建立从外部设备300、局部通信连接模块104、卫星通信模块101、天通卫星200之间的连接，进而实现外部设备300与天通卫星200的数据交互，从而实现外部设备300的入网通信。

相对于传统的通过北斗短报文的方式进行传输，通过天通卫星200，可以有效的提高传输的带宽，同时可以从原有的仅仅能发送如短信等信息，提高到可以传输如语音通话等，极大的提高了传输信息的种类。

同时，通过本实施例的装置100进行中继，也可以有效地解决现有的设备没有天通模块的技术问题，相当于通过外置的天通模块，实现了天通卫星200与现有设备之间的数据交互。

优选地，还包括数据转换模块103，用于将所述外部设备300传输的信号转换为串口信号，并将所述卫星通信模块101传输的串口信号转换为所述外部设备300可识别的信号。

在本优选的实施例中，由于接入天通卫星200系统网络进行通信需要通过串口通信的方式才能进行通信，而往往外部设备300的通信方式并非串口通信，故在本实施例中，要额外设置有数据转换模块103，把外部设备300的信号转换为串口信号，从而建立二者的通信连接。

本优选的实施例通过串口转换的方式，解决了现有的智能设备的数据不能传输串口数据，无法直接与天通卫星200进行通信的技术问题，提高了设备的通用性。

优选地，还包括数据队列传输模块102，用于接收所述外部设备300传输给所述装置100的局部数据，并以数据服务队列的方式进行存储，并将所述局部数据依次发送给所述卫星通信模块101以传输给所述天通卫星200。

由于在实际的工作过程中，往往会出现外部设备300输入的数据流的带宽要远远多于向天通卫星200发送的数据流的带宽，换句话说出现了吞吐处理能力不足的情况，因此，还设置有数据队列传输模块102，根据预先设置的优先级程序，将数据依次入队，然后再依次出队，从而实现信号的传输。一般而言，涉及到如传感器等需要高实时性的数据，会优先进行传输。在具体的队列存储方式上，会采用Json文件的方式进行队列存储，队列中存储的文件为Json格式。

在本优选的实施例中，通过采用数据队列的方式，解决了天通卫星200通信中，上传数据的带宽严重不足与数据在时空上的不均匀分布的问题，缓解了带宽的压力。

优选地，所述局部通信连接模块104为路由器或者交换机；所述外部设备300通过包括WIFI、蓝牙、2.4G的方式与所述局部通信连接模块104建立通信。

在具体的通信过程中，一般采用将路由器或者交换机作为局部通信连接模块104进行使用，相对于其他的方式，使用路由器或者交换机可以有效地使用现有的成熟技术，不需要额外进行研发，另一方面通过WIFI、蓝牙、2.4G的方式建立通信连接，也可以有效适用于现有的设备。同时在连接过程中，一般通过设置在手机或者其他设备上的APP以实现连接过程，具体而言，通过手机APP输入密码或者指纹等方式来鉴权，从而实现具体的连接过程。

在本优选的实施例中，采用通用的连接方式，一方面降低了天通卫星200的应用成本，另一方面也可以增加装置100的通用性，以适配于绝大多数的智能设备。

优选地，还包括外部设备控制模块，用于向所述外部设备300发送从所述天通卫星200发送的控制指令，发送给所述外部设备300以控制所述外部设备300的运行。

在本进一步优选的实施例中，在实际的应用过程中，经常性需要根据实际的需要调整传感器等物联网设备的配置等，故同时设置了外部设备控制模块，进而实现在互联网端远程控制物联网设备。

在本优选的实施例中，通过设置外部设备控制模块，从而能够实现对于远程设备的管控，从而一方面适配实际需要，另一方面提高了安全性。

实施例2：

如图2所示，本实施例提供一种基于天通卫星的通信系统，包括实施例1所述的装置100，还包括：第一通信设备300和第二通信设备400；所述第一通信设备300与所述装置100之间通信连接；所述第一通信设备300与所述第二通信设备400之间通过所述装置100和所述天通卫星200建立通信连接。

在本实施例中，系统应用于在荒野地区的物联网传感器的信号传输。具体而言，对于某些人迹罕至的荒野地区，由于光纤和基站的铺设成本较高且利用率过低，第一通信设备300系设置在难以与天通卫星200进行直接联络，或者第一通信设备300不具有天通通信模块，故其需要通过基于天通卫星200的通信装置100作为中继器将数据传输给天通卫星200，再由天通卫星200将数据传输给第二通信设备400。而第二通信设备400则是处于便于与天通卫星200进行联络的区域或者本身就具有天通通信模块的设备，其既可以通过本身就具有天通通信模块进行通信，也可以接入如天通服务平台500等进行通信。

优选地，所述第一通信设备300为传感器；还包括串口信号服务器，用于将所述第一通信设备300所产生的串口信号转换为所述装置100可识别的信号并发送给所述装置100，并将所述装置100发送的信号转换为串口信号并发送给所述第一通信设备300。

在本优选的实施例中，由于路由器往往采用WIFI、蓝牙、2.4G等信号传输方式，但是传感器等物联网设备，往往输出的却是串口数据，故会在现场设置有串口的转换装置100，将串口数据转换为路由器等设备可以识别的数据类型，从而实现第一通信设备300与装置100的连接。

优选地，所述第二通信设备400通过天通服务平台500与所述天通卫星200通信连接。

在本优选的实施例中，天通服务平台500系由电信服务提供商提供的电信服务，其利用现有的网络设施获取第二通信设备400的发送的数据，然后通过电信服务商的天通信关站，通过大功率设备将数据传输给天通卫星200。该平台与所述装置100的主要区别在于功率与服务能力以及归属。一般而言，所述装置100归属于用户自身，其负担装置100的成本，其接入天通网络需要向电信服务商进行申请之后才能提供相应的服务。

优选地，所述第二通信设备400还用于将经由所述天通卫星200传输的数据存储到数据存储库中。第三通信设备600，与所述第二通信设备400通信连接，用于展示所述数据存储库的数据。

在本优选的实施例中，第三通信装置100一般为手机或者是其他智能设备，第二通信装置100一般为用户的服务器、第一通信装置100一般为传感器或者手机；传感器或者手机APP采集的目标地点的数据，并通过WIFI或者是其他方式，将数据传输给装置100，通过装置100经过天通卫星200传输到用户的服务器上进行存储，然后通过用户的手机进行展示。

优选地，所述第二通信设备400还用于，经由所述天通卫星200和所述装置100，向所述第一通信设备300发送控制指令，以控制所述第一通信设备300的运行。

在具体的运行过程中，第一通信设备300往往由第二通信设备400控制其运行，第二通信设备400通过天通卫星200，经由所述装置100，向第一通信设备300发送控制指令，利用装置100所具有的外部设备控制模块，来实现第一通信设备300对第二通信设备400的互联网远程控制。

实施例3：

如图3所示，本实施例提供一种基于天通卫星的通信系统，包括：移动终端：用户通过移动终端的Wi-Fi连接到边缘计算平台，并通过指定的APP发送和接收数据。边缘计算平台：负责数据的采集、缓存和传输，包括传感器数据的采集和手机信息的接收。天通卫星短数据终端：负责将边缘计算平台的数据传输到天通能力服务平台，再通过天通能力服务平台转发至互联网服务器，同时能够将控制信息发送至边缘计算平台。互联网服务器：负责数据的展示和存储，以及接收和发送控制指令或信息。

在使用过程中，用户通过移动终端连接到边缘计算平台网络，并打开指定的APP。边缘计算平台提供手机APP消息服务接口用来接收手机信息，同时完成传感器数据的自动采集，最后将手机和传感器信息打包成为json数据存入数据传输服务队列。数据传输服务队列按顺序将数据发送至天通卫星短数据终端。天通卫星终端将数据传输至互联网服务器，互联网服务器将数据展示给用户，并接收用户的控制指令或信息。互联网服务器将控制指令或信息通过天通卫星终端和边缘计算平台发送回移动终端。

本发明通过上述实施例，实现了：

(1)相对于传统的通过北斗短报文的方式进行传输，通过天通卫星，可以有效的提高传输的带宽，同时可以从原有的仅仅能发送如短信等信息，提高到可以传输如语音通话等，极大的提高了传输信息的种类；可以有效的解决现有的设备没有天通模块的技术问题，相当于通过外置的天通模块，实现了天通卫星与现有设备之间的数据交互。

(2)通过串口转换的方式，解决了现有的智能设备的数据不能传输串口数据，无法直接与天通卫星进行通信的技术问题，提高了设备的通用性。

(3)通过采用数据队列的方式，解决了天通卫星通信中，上传数据的带宽严重不足与数据在时空上的不均匀分布的问题，缓解了带宽的压力。

(4)采用通用的连接方式，一方面降低了天通卫星的应用成本，另一方面也可以增加装置的通用性，适配于绝大多数的设备。

(5)通过设置外部设备控制模块，从而能够实现对于远程设备的管控，从而一方面适配实际需要，另一方面提高了安全性。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于天通卫星的边缘通信装置，其特征在于，包括：

局部通信连接模块，用于与外部设备建立通信连接；

卫星通信模块，用于与天通卫星建立通信连接，并通过短数据传输方式在所述天通卫星和所述装置之间传输数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于天通卫星的边缘通信装置，其特征在于，还包括数据转换模块，用于将所述外部设备传输的信号转换为串口信号，并将所述卫星通信模块传输的串口信号转换为所述外部设备可识别的信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于天通卫星的边缘通信装置，其特征在于，还包括数据队列传输模块，用于接收所述外部设备传输给所述装置的局部数据，并以数据服务队列的方式进行存储，并将所述局部数据依次发送给所述卫星通信模块以传输给所述天通卫星。

4.根据权利要求1所述的一种基于天通卫星的边缘通信装置，其特征在于，所述局部通信连接模块为路由器或者交换机；

所述外部设备通过包括WIFI、蓝牙、2.4G的方式与所述局部通信连接模块建立通信。

5.根据权利要求1所述的一种基于天通卫星的边缘通信装置，其特征在于，还包括外部设备控制模块，用于向所述外部设备发送从所述天通卫星发送的控制指令，发送给所述外部设备以控制所述外部设备的运行。

6.一种基于天通卫星的通信系统，包括权利要求1-5任一所述的装置，其特征在于，还包括：第一通信设备和第二通信设备；

所述第一通信设备与所述装置之间通信连接；

所述第一通信设备与所述第二通信设备之间通过所述装置和所述天通卫星建立通信连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于天通卫星的通信系统，其特征在于，所述第一通信设备为传感器；

还包括串口信号服务器，用于将所述第一通信设备所产生的串口信号转换为所述装置可识别的信号并发送给所述装置，并将所述装置发送的信号转换为串口信号并发送给所述第一通信设备。

8.根据权利要求6所述的一种基于天通卫星的通信系统，其特征在于，所述第二通信设备通过天通服务平台与所述天通卫星通信连接。

9.根据权利要求6所述的一种基于天通卫星的通信系统，其特征在于，所述第二通信设备还用于将经由所述天通卫星传输的数据存储到数据存储库中；还包括：第三通信设备，与所述第二通信设备通信连接，用于展示所述数据存储库的数据。

10.根据权利要求6所述的一种基于天通卫星的通信系统，其特征在于，所述第二通信设备还用于，经由所述天通卫星和所述装置，向所述第一通信设备发送控制指令，以控制所述第一通信设备的运行。