CN203151492U - 一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统 - Google Patents

一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其包括数据采集单元、北斗用户机、北斗卫星传输单元、北斗指挥机以及监控中心单元，数据采集单元依次与北斗用户机、北斗卫星传输单元、北斗指挥机和监控中心单元连接。本实用新型利用北斗卫星短报文通信功能，实现常规通信手段无法覆盖的偏远或环境恶劣地区的远端现场通信，具有通信范围广、无盲区网络覆盖的特点，尤其适合在地理环境复杂、恶劣和空旷偏远地区的数据通信传输，而且具有完善的波束覆盖性能、良好的抗雨衰性能、强大的并发通信能力、高度的安全保障以及快捷的通信传输，提供了一种独特、低成本的应用选择。本实用新型应用于远程数据采集、监控等通信领域。

Description

一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统
技术领域
本实用新型属于电子数据采集与监控领域，尤其涉及一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统。
背景技术
北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System）是中国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。北斗导航定位系统具有快速定位、双向通信和精密授时三大基本功能。北斗系统最主要的特点是具有传送短报文的通信功能，可进行双向短报文通信，这是GPS系统、格洛纳斯系统和伽利略系统所没有的创新性的功能。北斗系统独特的短报文的通信优势，非常适合常规通信手段无法覆盖的偏远或环境恶劣地区的数据传输。
数据采集与监控系统的远程通信一般是指后端监控中心与前端现场之间的通信，其主要包括有线和无线两种传输方式。有线传输方式有PSTN公用电话网、互联网等；无线传输方式有无线数传电台、GSM/GPRS移动通信网等。但是在地理环境复杂、恶劣或空旷偏远地区，由于没有网络接入点和移动网信号覆盖，而无法进行远程数据采集和监控。若采用大功率的无线数传电台，不仅要申请频点，运营维护成本也很高，而且通信质量和传输距离受地理环境和气候的影响很大。使用微波通信或铺设光缆也不现实。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种能够在偏远或环境恶劣地区进行远程通信的数据采集与监控系统。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其包括数据采集单元、北斗用户机、北斗卫星传输单元、北斗指挥机以及监控中心单元，所述的数据采集单元依次与北斗用户机、北斗卫星传输单元、北斗指挥机和监控中心单元连接。
进一步，所述的数据采集单元包括集中器和至少一个检测仪表，所述的检测仪表通过所述的集中器连接到所述的北斗用户机。
进一步，所述的检测仪表通过RS485通信方式或M-BUS通信方式或PLC通信方式或无线通信方式连接到所述的集中器；所述的集中器通过RS232通信方式或RS485通信方式连接到所述的北斗用户机。
进一步，所述的北斗卫星传输单元包括第一卫星、地面定位总站和第二卫星，所述的第一卫星依次与地面定位总站和第二卫星相连接；所述的第一卫星与所述的北斗用户机连接，所述的第二卫星与所述的北斗指挥机连接。
进一步，所述的监控中心单元包括前置机、管理服务器、数据服务器，所述的前置机、管理服务器、数据服务器之间相互连接，所述的前置机与所述的北斗指挥机连接。
进一步，所述的监控中心单元还包括Web服务器和Web客户端，所述的Web客户端通过所述的Web服务器连接到所述的数据服务器。
进一步，其还包括北斗民用运营中心，所述的北斗民用运营中心分别与所述的北斗卫星传输单元和所述的监控中心单元连接。
进一步，所述的北斗民用运营中心通过互联网或GSM/GPRS与所述的监控中心单元连接。
本实用新型的有益效果是：一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其包括数据采集单元、北斗用户机、北斗卫星传输单元、北斗指挥机以及监控中心单元。本实用新型利用北斗卫星短报文通信功能，实现与偏远或环境恶劣地区的远端现场通信。本实用新型具有通信范围广、无盲区网络覆盖的特点，尤其适合在地理环境复杂、空旷偏远地区的数据通信传输，而且具有完善的波束覆盖性能、良好的抗雨衰性能、强大的并发通信能力、高度的安全保障以及快捷的通信传输，提供了一种独特、低成本的应用选择。本实用新型应用于远程数据采集和监控等通信领域。
附图说明
图1是本实用新型基本构思的系统结构图；
图2是本实用新型实施例一的系统结构图；
图3是本实用新型实施例二的系统结构图。
具体实施方式
为了便于下文的描述，首先给出以下名词解释：
RS232：RS232是由美国电子工业协会EIA制定的一种串行传输接口标准，设有25条信号线，对于一般双工通信，仅需其中几条信号线，主要用于两点之间的近距离通信。
RS485：RS485 串行总线标准，采用平衡发送和差分接收，半双工通信。一般只需两线，总线式拓扑结构，在同一总线上可以挂接多个结点。
M-BUS：仪表总线(meter bus)， M-BUS主要特点是两根传输线不分极性，可同时供电和传输串行数据。M-BUS是半双工通信总线，主从式通信结构。
PLC：电力线载波（Power Line Carrier）通信是以输电线路作为载波信号的传输媒介，实现数据的传递和信息交换。
GSM/GPRS：GSM/GPRS为移动通信系统，可利用短信息数字通信平台实现数据远程无线传输。
图1是本实用新型基本构思的系统结构图，其包括数据采集单元、北斗用户机、北斗卫星传输单元、北斗指挥机以及监控中心单元，所述的数据采集单元依次与北斗用户机、北斗卫星传输单元、北斗指挥机和监控中心单元连接。
其中，北斗用户机用于将数据采集单元采集的数据转换生成北斗通信报文传送到北斗卫星传输单元，同时将北斗卫星传输单元传输的北斗通信报文转换生成控制命令传输到数据采集单元。本实施例中，北斗用户机是一款体积小、功耗低和可靠性高的多功能用户终端，适用于各种极端、严酷的特殊环境，便于安装在常规通信无法实现的场所，可实现独立组网，也可与多种设备和传感器连接，从而实现数据信息的采集、监控和传输等功能。
北斗指挥机用于将监控中心单元发出的命令转换生成北斗通信报文传送到北斗卫星传输单元，同时将北斗卫星传输单元传输的北斗通信报文转换生成采集数据格式传输到监控中心单元。本实施例中，北斗指挥机适用于集团组网和指挥调度，除具有普通用户的定位、授时和通信功能外，还能监控和接收下辖用户机的定位和通信信息，并可发送广播信息，对下属用户终端进行监控、管理。
图2是本实用新型实施例一的系统结构图。
数据采集单元包括集中器和至少一个检测仪表，检测仪表通过所述的集中器连接到北斗用户机。显然的，检测仪表可以是电表、水表、燃气表、流量计、压力表、热量表、温度表或湿度表等。检测仪表通过RS485通信方式或M-BUS通信方式或PLC通信方式或无线通信方式连接到集中器；集中器通过RS232通信方式或RS485通信方式连接到北斗用户机。
北斗卫星传输单元包括第一卫星、地面定位总站和第二卫星，所述的第一卫星依次与地面定位总站和第二卫星相连接；所述的第一卫星与所述的北斗用户机连接，所述的第二卫星与所述的北斗指挥机连接。
其中，北斗卫星传输单元主要是通过北斗用户设备（如北斗指挥机、北斗用户机等）为用户建立北斗卫星数据传输链路，传输用户各类型数据，并实时监测各个用户点的位置信息。数据采集单元将数据传送给北斗用户机，北斗用户机把数据转换成短报文数据信息发送到第一卫星，由第一卫星将该短报文数据信息送达地面定位总站，地面定位总站将该短报文数据信息根据对应的接收终端ID发送给第二卫星，最后第二卫星根据该ID号将短报文数据信息传送给地面北斗指挥机，北斗指挥机将短报文数据信息转换成数据传送给监控中心单元；反之，通过监控中心单元也可向数据采集单元发送控制命令，实现数据交换。监控中心单元与北斗用户机之间可点对点通信，也可实现广播通信。
监控中心单元包括前置机、管理服务器、数据服务器，所述的前置机、管理服务器、数据服务器之间相互连接，所述的前置机与所述的北斗指挥机连接。
其中，前置机负责接收并解析来自北斗指挥机的数据信息，或发送监控中心单元发出的数据信息。
监控中心单元还包括Web服务器和Web客户端， Web客户端通过Web服务器连接到所述的数据服务器。
其中，Web服务器为用户提供了Web访问服务，Web用户端可以通过Web页面访问发送命令或获取来自数据采集单元的及时、全面的数据信息。
图3是本实用新型实施例二的系统结构图。实施例二与实施例一的区别在于，其还包括北斗民用运营中心，北斗民用运营中心分别与北斗卫星传输单元和监控中心单元连接。
北斗民用运营中心通过互联网或GSM/GPRS与所述的监控中心单元连接。
其中，该实施例中北斗民用运营中心是与监控中心单元中的前置机连接，前置机负责接收并解析来北斗民用运营中心的数据信息，或发送监控中心单元发出的数据信息。
一般情况下，是由北斗指挥机与北斗用户机之间直接进行数据收发，无须经过北斗民用运营中心。但是对特殊用户或当数据业务量非常大时，可通过北斗民用运营中心收、发卫星数据信息，用户再通过互联网或GSM/GPRS接入北斗民用运营中心，由北斗民用运营中心进行实时、自动地数据处理和转发。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其特征在于：其包括数据采集单元、北斗用户机、北斗卫星传输单元、北斗指挥机以及监控中心单元，所述的数据采集单元依次与所述的北斗用户机、北斗卫星传输单元、北斗指挥机和监控中心单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其特征在于：所述的数据采集单元包括集中器和至少一个检测仪表，所述的检测仪表通过所述的集中器连接到所述的北斗用户机。
3.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其特征在于：所述的检测仪表通过RS485通信方式或M-BUS通信方式或PLC通信方式或无线通信方式连接到所述的集中器；所述的集中器通过RS232通信方式或RS485通信方式连接到所述的北斗用户机。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其特征在于：所述的北斗卫星传输单元包括第一卫星、地面定位总站和第二卫星，所述的第一卫星依次与地面定位总站和第二卫星相连接；所述的第一卫星与所述的北斗用户机连接，所述的第二卫星与所述的北斗指挥机连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其特征在于：所述的监控中心单元包括前置机、管理服务器、数据服务器，所述的前置机、管理服务器、数据服务器之间相互连接，所述的前置机与所述的北斗指挥机连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其特征在于：所述的监控中心单元还包括Web服务器和Web客户端，所述的Web客户端通过所述的Web服务器连接到所述的数据服务器。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其特征在于：其还包括北斗民用运营中心，所述的北斗民用运营中心分别与所述的北斗卫星传输单元和所述的监控中心单元连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于北斗卫星短报文远程通信的数据采集与监控系统，其特征在于：所述的北斗民用运营中心通过互联网或GSM/GPRS与所述的监控中心单元连接。
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