CN202737904U - 基于北斗卫星通信的数据转发单元装置 - Google Patents

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CN 201220329351
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曹敏
杨晴
张志生
高尚飞
孙继鹏
李刚
昌明
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Yunnan Power Grid Corp Technology Branch
Yunnan Electric Power Experimental Research Institute Group Co Ltd of Electric Power Research Institute
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Yunnan Power Grid Corp Technology Branch
Yunnan Electric Power Experimental Research Institute Group Co Ltd of Electric Power Research Institute
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Abstract

基于北斗卫星通信的数据转发单元装置，其特征是:由通信模块分别与北斗协议转换主板、北斗通信模块、电源模块、装置程序升级用USB扩展模块五部分连接组成；其中，通信模块上面集成串口和网口，外部与前端在线监测装置连接，内部与北斗协议转换主板连接；北斗通信模块，外部与北斗接收机连接，内部与北斗协议主板连接；电源模块，外接12VDC，与通讯模块、北斗通讯模块、北斗协议转换主板连接。该装置使用北斗通讯通道，接口简单，使用方便、数据传输安全稳定可靠，可广泛应用于通信手段匮乏的户外环境。

Description

基于北斗卫星通信的数据转发单元装置
技术领域
本实用新型属电网通讯技术领域，利用北斗卫星通道将输电线路上状态监测设备采集数据上传至电力公司主站系统。
背景技术
随着电网业务的发展，高压输电线路的实时在线监测显得尤为重要。然而远距离高压输电线路所处的地理环境、气候条件比较恶劣，特力是在冬季，因为气温的降低和低温时间的延长，覆冰的厚度越来越大，由此给高压导线带来的危险也越来越大。但是有些地区环境比较恶劣，数据无法通过GPRS传输到主站。
北斗导航系统目前已经建成覆盖我国及周边地区的基本系统，并开始提供试运行服务。今年，我国将发射第6颗北斗导航卫星，全面完成亚太区域导航的建设。市场上对于北斗导航卫星的关注，将随着相关政策扶持措施的出台、行业应用示范项目等刺激性事件的出现而不断升温。
使用北斗通讯作为线路在线监测通讯手段将极大提高数据传输的稳定性，减少通讯盲区。
发明内容
野外输电线路走廊上通信手段匮乏的地区，该类地区无手机公网信号（如GPRS，CDMA,3G等），也无光纤、网络等通信通道，这种情况很可能会造成一些无法挽回的重大损失。针对这一缺陷，利用北斗导航系统的优势以及发展前景，提出了通过开发北斗卫星通讯的数据转发单元来传输这种恶劣环境下的数据。
本实用新型是通过如下技术方案来实现的。
基于北斗卫星通信的数据转发单元装置，本实用新型特征是:由通信模块分别与北斗协议转换主板、北斗通信模块、电源模块、装置程序升级用USB扩展模块五部分连接组成；其中，通信模块上面集成串口和网口，外部与前端在线监测装置连接，内部与北斗协议转换主板连接；北斗通信模块，外部与北斗接收机连接，内部与北斗协议主板连接；电源模块，外接12V DC，与通讯模块、北斗通讯模块、北斗协议转换主板连接。
本实用新型的有益效果：接口简单，使用方便、数据传输安全稳定可靠，可广泛应用通信手段匮乏的户外环境。
本实用新型的原理描述
在通信手段匮乏的的户外环境下，通过北斗导航系统来完成其不能完成的任务。基于北斗卫星通信的数据转发单元（DTU）装置分为在基于北斗卫星通信的数据转发单元（DTU）在线装置端和基于北斗卫星通信的数据转发单元（DTU）主站转发端组成。          
基于北斗卫星通信的数据转发单元（DTU）在线装置端只要由以太网端，北斗串口端，主控模块，电源模块以及USB扩展模块组成。
以太网端以UDP方式实时接收在线装置发送的报文，主控板解析长度是否超过北斗卡的最大发送电文长度。如果是，拆包，然后打包成北斗报文，通过北斗串口端发送给北斗卫星。如果否，直接打包成北斗报文，发送给北斗卫星。
北斗端除了发送主控板已经打包好的北斗报文外，同时实时接收北斗卫星下发的通信信息。然后通过以太网，以UDP的方式下发给在线监测客户端装置。从来完成在线装置在GPRS无法进行通信的情况下上送数据以及接收通信信息。
基于北斗卫星通信的数据转发单元（DTU）主站转发端是由PC机与北斗天线组成，它实际是在PC机上运行的转发程序。北斗天线通过232串口与PC机的串口相连，通过PC机串口接收北斗卫星发送来的数据，然后通过以太网以UDP的方式连接到主站的IP和端口上。基于北斗卫星通信的数据转发单元（DTU）主站转发端将接收来的卫星数据报文进行拆包组包，最后以UDP的方式发送到主站端。同时实时接收主站下发的命令，在北斗卡允许发送的前提下发送为北斗卫星。如果北斗卡不允许，则先保存起来直到或者北斗卡发送的权限。
本实用新型装置的功能描述
1）适用于所有遵循相同业务规约的在线监测装置
基于北斗卫星通信的数据转发单元（DTU）设备可以通过以太网实时接收任何以TCP或UDP方式通信的报文，不存在因装置不同而产生不适用的情况。
）能够支持在线升级
在不断电的情况下，用一个U盘可以实现所有的DTU设备的程序升级。该实用新型装置支持在线状态，在USB接口端插入U盘，基于北斗卫星通信的数据转发单元（DTU）设备会自动识别U盘中有无比当前的可执行文件更新的可执行文件，如果有会将U盘中的可执行文件拷贝到设备中，拷贝结束之后自动重启该设备，完成程序的在线升级。如果没有可执行文件，或者该文件没有比现在正在运行的可执行文件更新的话，不做任何处理。这样可以随着南网规约的改变，在不断电的情况下，通过一个U盘就可以完成程序升级。
）能够在线配置重要参数
对于不同的DTU装置，由于所载的北斗卡号不同，所以需要对不同的DTU设备进行相应参数的设置。这里是通过U盘，可以实现目标北斗卡，本地北斗卡，通信频度，重发机制的设置。使该设备更具有灵活性和适应性。
）稳定性好，适用领域特别广。
本实用新型装置所采用的主控板为ARM9，并嵌入了linux操作系统，所以使处理速度更快，稳定性更好。该实用新型装置解决了在GPRS信号弱，环境相当恶劣造成的数据无法传输的困难，使其适用领域更加广泛。
附图说明：
图1为基于北斗卫星通信的数据转发单元（DTU）原理框图；
图2为在线装置转发流程；
图3为主站转发流程。
具体实施方式
基于北斗卫星通信的数据转发单元装置，本实用新型特征是:由通信模块分别与北斗协议转换主板、北斗通信模块、电源模块、装置程序升级用USB扩展模块五部分连接组成；其中，通信模块上面集成串口和网口，外部与前端在线监测装置连接，内部与北斗协议转换主板连接；北斗通信模块，外部与北斗接收机连接，内部与北斗协议主板连接；电源模块，外接12V DC，与通讯模块、北斗通讯模块、北斗协议转换主板连接。 
实施步骤如下： 1、 将该实用新型固定安装与在线监测装置旁边。
2、 根据在线监测的通讯接口类型，通过串口或网口与该实用新型连接。
3、 给该使用新型的电源模块接入12V 直流电源。
4、该装置正常运行后自动通过北斗通讯进行数据的上传下发。

Claims (1)

1.基于北斗卫星通信的数据转发单元装置，其特征是:由通信模块分别与北斗协议转换主板、北斗通信模块、电源模块、装置程序升级用USB扩展模块五部分连接组成；其中，通信模块上面集成串口和网口，外部与前端在线监测装置连接，内部与北斗协议转换主板连接；北斗通信模块，外部与北斗接收机连接，内部与北斗协议主板连接；电源模块，外接12V DC，与通讯模块、北斗通讯模块、北斗协议转换主板连接。
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