CN205450281U

CN205450281U - 一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备

Info

Publication number: CN205450281U
Application number: CN201620267947.3U
Authority: CN
Inventors: 王铤慧
Original assignee: Ningbo Shangwei Information Technology Co ltd
Current assignee: Ningbo Shangwei Information Technology Co ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2026-03-31

Abstract

本实用新型的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，其包括上位机数据串口、与上位机数据串口电性连接的数据转发模块、与上位机控制接口电性连接的切卡控制模块、与数据转发模块电性连接的北斗通信模块、电源模块和卡组传输模块；所述数据转发模块与切卡控制模块电性连接；所述切卡控制模块和北斗通信模块同时与卡组传输模块电性连接；所述切卡控制模块、电源模块与北斗通信模块依次电性连接。本实用新型的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，其无需涉及北斗通信卡的时序调整；另外，由于切卡过程执行了北斗模块的初始化过程，切卡后北斗通信模块能够稳定的工作。

Description

一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备

技术领域

本实用新型涉及利用北斗卫星导航的传输技术领域，特别是涉及一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备。

背景技术

北斗卫星导航定位系统除了导航定位功能外还具有一定的通信功能(短报文通信)，这给手机信号无法覆盖到的区域(比如海上、偏远地区、沙漠等无人区)提供了一个通信渠道；相比其它卫星通信方式，北斗短报文通信相对廉价的多，但北斗短报文通信在发送频度上却有很大的限制：民用北斗一分钟只能发送一次；这个限制很大程度上阻碍了更广泛的基于北斗通信功能的应用开发；因此，提高北斗通信的发送频度具有非常重要的实际意义；

实用新型内容

本实用新型提供的目的在于克服现有技术的存在的不足，提供运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备。

本实用新型的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，其包括上位机数据串口、与上位机数据串口电性连接的数据转发模块、与上位机控制接口电性连接的切卡控制模块、与数据转发模块电性连接的北斗通信模块、电源模块和卡组传输模块；所述数据转发模块与切卡控制模块电性连接；所述切卡控制模块和北斗通信模块同时与卡组传输模块电性连接；所述切卡控制模块、电源模块与北斗通信模块依次电性连接。

本实用新型的运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，所述卡组传输模块5包括N个卡。

本实用新型的运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，所述上位机数据串口与数据转发模块为双向电性连接；所述上位机控制接口与切卡控制模块为双向电性连接；所述数据转发模块与北斗通信模块为双向电性连接。

本实用新型的运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，所述数据串口采用标准的RS232串口。

本实用新型的运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，所述控制接口采用一路发送指令和一路接受反馈的GPIO。

本实用新型的运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，所述切卡控制模块采用继电器开关。

与现有技术相比本实用新型的有益效果为：本实用新型的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，其切卡思路是通过对北斗通信模块进行“重新上电”来使它执行初始化工作，从而识别新切换的卡；其无需涉及北斗通信卡的时序调整；另外，由于切卡过程执行了北斗模块的初始化过程，切卡后北斗通信模块能够稳定的工作，用更低成本来提高北斗的发送频度。

附图说明

图1是本实用新型的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备的模块结构示意图；

图2是本实用新型的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备的实施例1的模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1和图2所示，本实用新型的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，其包括采用标准的RS232串口的上位机数据串口6、与采用一路发送指令和一路接受反馈的GPIO的上位机数据串口6电性连接的数据转发模块2、与上位机控制接口7电性连接的切卡控制模块3、与数据转发模块2电性连接的北斗通信模块1、电源模块4和卡组传输模块5；所述数据转发模块2与切卡控制模块3电性连接；所述切卡控制模块3和北斗通信模块1同时与卡组传输模块5电性连接；所述切卡控制模块3、电源模块4与北斗通信模块1依次电性连接；所述卡组传输模块5包括6个卡；其中，所述上位机数据串口6与数据转发模块2为双向电性连接；所述上位机控制接口7与切卡控制模块3为双向电性连接；所述数据转发模块与2北斗通信模块1为双向电性连接；所述切卡控制模块3采用继电器开关。

基本思路：一个北斗通信模块1配备多张通信卡，当用一张北斗通信卡发送完数据后切换到另一张卡，那么用新切换到新的北斗通信卡就可以马上发送下一条数据。比如配备两张卡(一机双卡)，则一分钟可以发送两次，配备5张卡(一机5卡)，则一分钟可以发送5次，以此类推，发送频度与卡的数量在一定范围内成正比(考虑到切卡需要的额外时间，卡数超过一定数量后发送频度不会等比例提高)；本方案采用的切卡思路是通过对北斗通信模块1进行“重新上电”来使它执行初始化工作，从而识别新切换的卡。

基本流程如下：

1、通过电源模块4切断北斗通信模块1的电源；

2、通过切卡控制模块3把下张卡连接到北斗通信模块1；

3、通过电源模块4重新给北斗通信模块1上电。

其无需涉及北斗通信卡的时序调整；另外，由于切卡过程执行了北斗模块的初始化过程，切卡后北斗通信模块能够稳定的工作。

关于最大通信卡数量：北斗通信模块1发射数据需要时间、模块的初始化需要时间、上下电需要时间…因此理论上在保证每张通信卡都充分利用的前提下一个多卡机(单个北斗模块)配备的通信卡数量是有限的；假设数据发射时间为T1秒、模块初始化时间T2秒、上下电时间T3秒，按通信卡一分钟一次的发送频度计算，一台多卡机理论上最多能配备的通信卡数量为(取整数)：n＝60/(T1+T2+T3)；实际应用中还需考虑通信模块对大功率(根据不同模块发射信号时的功率可达10W和5W)的持续承受力，在两次发送之间加入一段“休息”时间，因此实际最大通信卡数要小于上面公式计算出的值。

关于切卡控制，其包括顺序切卡和是指定切卡；

第一，顺序切卡：

多卡机提供相应的接口(如GPIO或串口等等)，上位机通过接口向多卡机发送切卡指令，多卡机完成切卡后向上位机发送“准备就绪”反馈，上位机收到该反馈后通过数据串口把北斗报文发送给多卡机；如果切卡失败，多卡机返回“切卡失败”信息，上位机做相应处理，比如继续发送切卡指令；考虑到非正常因素的原因，上位机在发送切卡指令后，可能收不到多卡机的反馈，对此上位机可通过设置超时机制来处理因此而导致的死锁问题；实际使用中，可能不会所有卡槽都插上卡(比如多卡机总共有16个卡槽，只插了10张卡)，即存在空卡槽；在顺序切卡时应自动跳过这些空卡槽，通过多卡机的初始化过程(见“指定切卡”中介绍)中的卡槽扫描可以判断出哪些卡槽是空的。

第二、指定切卡(切换到指定卡)

此外，本北斗多卡机遵循《北斗一号用户机数据接口要求4.0》规范；上位机可通过在北斗通信报文中设置发送地址(北斗号)来指定本次用哪一张卡发送(这种情况中上位机不需事先单独发送切卡指令)；多卡机在收到北斗通信报文后解析报文的相应字段获得发送地址，如果是有效的北斗号并且存在对应的通信卡，则先自动切换到对应的通信卡，然后再发送数据；如果是无效的北斗号或找不到该北斗号对应的通信卡，则不进行切卡，直接用当前连接的通信卡发送数据。

这种切卡模式需要解决“北斗号寻址”问题，即“北斗号”和“北斗卡位置”，也即“北斗卡”和“北斗卡槽”的映射关系。多卡机在首次启动时，会对所有卡槽进行扫描(即按顺序逐个切卡)，并把卡槽上的的通信卡信息(包括北斗号)保存起来，与卡槽(即通信卡位置)建立一一对应关系(如果卡槽上没有通信卡，则标记该卡槽为空)；在以后的启动中，多卡机通过保存的信息判断是否需要执行初始化过程；当卡与卡槽的位置发生改变时，上位机可以通过多卡机提供的接口(或指令)要求多卡机重新执行初始化过程，从而更新映射表。

关于数据接收:相对一机一卡(普通模式)，一机多卡需要特别解决的另个问题是数据接收。由于通信模块在某一时间只与一张通信卡相连，即只有一张通信卡处于正常工作状态，此时发给其它通信卡的信息将接收不到。因此，需要设定一张通信卡作为主卡，作为该北斗通信终端的接收地址。当多卡机发送完数据后且一定时间内没有新的数据要发送(没有收到上位机的通信请求)或没有通信卡可用于发送(即所有通信卡频度都未到)，则马上切到主卡，使主卡在空闲时间保持正常工作状态。当有新的数据需要发送时，再执行正常的切卡过程(说明：主卡也可用作发送，因此当主卡频度已到可以用于发送时不需切卡)。

这个方案不能保证100％不丢失数据，但在一些应用场景中仍然可以使用，比如在北斗长报文通信中的反馈信息接收：多卡机连续发送完分包后，切换到主卡等待接收端发回的反馈信息；还有比如在半双工通信中亦可使用。

作为进一步改进，使之能够适用全双工通信：把发送单元和接收单元分开，即发送单元采用上述多卡模式但不需要指定主卡(每次发送完后也不需要切到主卡)，接收单元采用一机一卡的普通模式，两个单元独立工作。

关于最大通信卡数量：北斗通信模块发射数据需要时间、模块的初始化需要时间、上下电需要时间…因此理论上在保证每张通信卡都充分利用的前提下一个多卡机(单个北斗模块)配备的通信卡数量是有限的。假设数据发射时间为T1秒、模块初始化时间T2秒、上下电时间T3秒，按通信卡一分钟一次的发送频度计算，一台多卡机理论上最多能配备的通信卡数量为(取整数)：

n＝60/(T1+T2+T3)

实际应用中还需考虑通信模块对大功率(根据不同模块发射信号时的功率可达10W和5W)的持续承受力，在两次发送之间加入一段“休息”时间，因此实际最大通信卡数要小于上面公式计算出的值

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，其特征在于：其包括上位机数据串口、与上位机数据串口电性连接的数据转发模块、与上位机控制接口电性连接的切卡控制模块、与数据转发模块电性连接的北斗通信模块、电源模块和卡组传输模块；所述数据转发模块与切卡控制模块电性连接；所述切卡控制模块和北斗通信模块同时与卡组传输模块电性连接；所述切卡控制模块、电源模块与北斗通信模块依次电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，其特征在于：所述卡组传输模块5包括N个卡。

3.根据权利要求1所述的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，其特征在于：所述上位机数据串口与数据转发模块为双向电性连接；所述上位机控制接口与切卡控制模块为双向电性连接；所述数据转发模块与北斗通信模块为双向电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种运用北斗卫星导航通信系统的多卡传输设备，其特征在于：所述数据串口采用标准的RS232串口；所述控制接口采用一路发送指令和一路接受反馈的GPIO；所述切卡控制模块采用继电器开关。