CN208623669U - 一种基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，属于卫星通信技术领域。包括控制单元、信号传输单元和通信单元，控制单元和通信单元之间由信号传输单元连接，信号传输单元是控制单元到通信单元之间数据转换和传输的中间单元；控制单元是一个移植了Linux操作系统的ARM9客户端S3C2440，信号传输单元包括UT‑1204型号的RS485集线器和嵌入了MAX485转换芯片的STC89C52单片机，通信单元包括若干用于与北斗卫星通信的北斗天线TS8512。具有数据信息传输安全可靠、时间短、效率高、适用面广等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，属于卫星通信技术领域。
背景技术
随着全球化的发展趋势，海上贸易日益频繁，航线也原来越复杂，捕鱼船队的捕鱼范围也越来越往深海扩张，如此导致海上船舶更易发生海上事故和海盗劫船事件，所以对于遇到这些事件的船舶救援成为海上航行安全至关重要的环节。由于深海远离陆地，无法通过地面无线电系统以及移动通信系统进行通信，而GPS通信系统虽然可以解决这个问题，但是由于它只可以进行单向通信，即接收器只能被动接受卫星发来的信号，不能主动发送信号。而中国提出的北斗卫星通信系统，虽然可以解决双向通信问题，但是北斗卫星通信有一定的时间限制，即每个天线发送一次短报文需要等待一定时间才能发送第二次，极大的影响了通信效率，不能满足海上船舶事故、海盗劫船事件等应急救援快速反应的需要。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有北斗卫星单一天线发送短报文数据效率不高的缺陷，提出一种基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，通过多发多收多天线通信方式，缩短传输时间、提高传输效率。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，包括控制单元、信号传输单元和通信单元，控制单元和通信单元之间由信号传输单元连接，信号传输单元是控制单元到通信单元之间数据转换和传输的中间单元，信号传输单元包括若干组信号处理单片机，通信单元包括若干北斗天线，每组信号处理单片机输出端连接一个北斗天线。
所述信号传输单元包括UT-1204型号的RS485集线器和若干组嵌入MAX485转换芯片的STC89C52单片机，RS485集线器连接控制单元和各组STC89C52单片机，向各组STC89C52单片机播报或者接收数据，每组STC89C52单片机由若干STC89C52单片机串接形成单片机级联数据传输系统。嵌入MAX485转换芯片的STC89C52单片机的组数和每组中STC89C52单片机的数量具体根据实际需要确定，单片机的组数越多，数据传输效率越高，满足数据传输效率的实际需要即可。
所述每组STC89C52单片机中，第一级STC89C52单片机从RS485集线器接收到数据后，经过MAX485芯片信号转换后传输到单片机进行解码，匹配数据包中的序列号是否与自己序列号一致，不一致则丢包处理；若一致则通过PO^0口将数据包传输到下一级STC89C52单片机的P0^0口，最后经过MAX485芯片信号转换后传输至通信单元的北斗天线。
所述通信单元包括若干TS8512型北斗天线(由江苏博纳雨田通信电子科技有限公司研发的市售产品)，以半双工通信方式进行通信，实现信号传输系统的信号输入/输出与北斗卫星之间的数据通信。TS8512型北斗天线的数量与每组STC89C52单片机相配。
本实用新型不同位置客户端的多天线收发通信系统中，每组STC89C52单片机的末级单片机都连接有一个TS8512型号北斗天线，每个北斗天线内的北斗芯片都有自己固定的ID，每个TS8512型号的北斗天线对应每组STC89C52单片机，单片机驱动程序发送函数中设置对应接收方北斗天线的ID，当单片机接收到RS485集线器发来数据时，单片机按照序列号依次间隔20秒进行发送和接收，形成多收多发的多天线收发通信系统。
所述控制单元是一个移植了Linux操作系统的ARM9客户端，控制单元是S3C2440型ARM9客户端。
所述控制单元的ARM9客户端内可以安装短报文收发软件，根据通信协议进行信源的编码和解码，并把处理好的数据传输到下一级信号传输单元中，支持与信号传输单元之间的数据发送和接收。
所述短报文收发软件具有通信模式指令设置、短报文输入/输出显示以及信号处理功能，使用QT开发环境和C++开发语言编写，其界面包括模式选择下拉按钮、指令选择下拉按钮、短报文输入编辑框、发送按钮以及信息显示框，其中模式选择下拉按钮包括单天线收发和多天线收发，指令选择下拉按钮包括定位指令和短报文通信指令。
所述系统发送数据时，按“包头+长度+序列号+命令字+数据+校验+包尾”，把用户选择的指令、输入的短报文进行数据编码，其中序列号为整个包依次平均拆分成与信号传输单元中每组STC89C52单片机对应的子数据包的序号，由阿拉伯数字1、2、3、4、......、n排列，把信号由RS485集线器循环发送给每个STC89C52单片机，每个单片机收到数据后进行解码，当序列号与自己序列号对应时进行数据处理，否则进行丢包处理，当进行接收时，控制系统根据序列号进行排序把所有子数据包进行整合，即数据解码过程。
本实用新型的控制单元用于安装可执行的应用软件，信号传输单元用于客户端到北斗天线之间的信号转换与传输，通信单元主要用于信号传输单元的信号输入/输出与北斗卫星之间的数据通信。控制单元上安装的短报文收发通信软件，用户可以在此软件上进行操作，可进行指令选择，包括定位指令和短报文通信指令；还可进行通信模式选择，一种是单天线通信模式，另一种是多天线通信模式。其中定位指令可实时像陆地发送位置和获取自己位置，短报文通信指令可以由用户输入字符数据，最大可一次性输入128个字符，点击发送按钮即可发送到接收方；对于通信模式选择，其中单天线通信模式在发送一次请求之后需要等待一分钟才能进行第二次通信数据，如果选择另一种多天线通信模式，只需等待20秒就可以发送第二次通信数据。
本实用新型可以通过北斗卫星短报文功能实现陆地和海洋的双向数据通信，同时采取多发多收多天线通信方式，弥补了仅使用单一北斗天线发送一次短报文数据需等待一分钟的不足，极大的缩短传输时间，提高传输效率，为海上船舶发生海上事故和海盗劫船事件争取更多救援时间，提高救援效率，极大的提高了海上遇险后的机动能力。另外本实用新型也可用于无地面无线电系统以及移动通信系统的山区、沙漠等地区。具有数据信息传输安全可靠、时间短、效率高、适用面广等优点。
附图说明
图1是本实用新型系统连接图。
图2是本实用新型短报文收发流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详尽描述，实施例中未注明的技术或产品，均为现有技术或可以通过购买获得的常规产品。
实施例1：如图1所示，本基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统包括控制单元、信号传输单元和通信单元，控制单元和通信单元之间由信号传输单元连接，信号传输单元是控制单元到通信单元之间数据转换和传输的中间单元，信号传输单元包括若干组信号处理单片机，通信单元包括若干北斗天线，每组信号处理单片机输出端连接一个北斗天线。信号传输单元包括UT-1204型号的RS485集线器和四组嵌入MAX485转换芯片的STC89C52单片机，RS485集线器连接控制单元和各组STC89C52单片机，向各组STC89C52单片机播报或者接收数据，每组STC89C52单片机由两个STC89C52单片机串接形成单片机级联数据传输系统。每组STC89C52单片机中，第一级STC89C52单片机从RS485集线器接收到数据后，经过MAX485芯片信号转换后传输到单片机进行解码，匹配数据包中的序列号是否与自己序列号一致，不一致则丢包处理；若一致则通过PO^0口将数据包传输到下一级STC89C52单片机的P0^0口，最后经过MAX485芯片信号转换后传输至通信单元的北斗天线。控制单元是一个移植了Linux操作系统的ARM9客户端，采用S3C2440型ARM9客户端。
通信单元包括四个TS8512型北斗天线，采用江苏博纳雨田通信电子科技有限公司研发的TS8512型号的北斗天线，以半双工通信方式进行通信，用于实现信号传输系统的信号输入/输出与北斗卫星之间的数据通信。系统每组STC89C52单片机的末级单片机都连接有一个TS8512型号北斗天线，每个北斗天线内的北斗芯片都有自己固定的ID，每个TS8512型号的北斗天线对应每组STC89C52单片机，单片机驱动程序发送函数中设置对应接收方北斗天线的ID，当单片机接收到RS485集线器发来数据时，单片机按照序列号依次间隔20秒进行发送和接收，形成四收四发的多天线收发通信系统。
控制单元的S3C2440内可以安装短报文收发软件，根据通信协议进行信源的编码和解码，并把处理好的数据传输到下一级信号传输单元中，支持与信号传输单元之间的数据发送和接收。短报文收发软件具有通信模式指令设置、短报文输入/输出显示以及信号处理功能，使用QT开发环境和C++开发语言编写，其界面包括模式选择下拉按钮、指令选择下拉按钮、短报文输入编辑框、发送按钮以及信息显示框，其中模式选择下拉按钮包括单天线收发和多天线收发，指令选择下拉按钮包括定位指令和短报文通信指令。
系统发送数据时，按“包头+长度+序列号+命令字+数据+校验+包尾”，把用户选择的指令、输入的短报文进行数据编码，其中序列号为整个包依次平均拆分成与信号传输单元中每组STC89C52单片机对应的四个子数据包的序号，由阿拉伯数字1、2、3、4排列，把信号由RS485集线器循环发送给每个STC89C52单片机，每个单片机收到数据后进行解码，当序列号与自己序列号对应时进行数据处理，否则进行丢包处理，当进行接收时，控制系统根据序列号进行排序把所有子数据包进行整合，即数据解码过程。
如图2所示，当客户端开机后，用户选择指令：定位指令或者短报文指令，如果选择定位指令，则系统进入定时播报位置状态；如果选择短报文，提示用户进行输入不大于128字节的短报文数据。然后选择通信模式：单天线模式或者多天线模式，当选择单天线模式时候，直接点对点的传输，不需要进行数据处理；当选择短天线模式时候，则根据通信协议进行发送端的编码和接收端的解码。最后点击发送按钮完成一次通信过程。
实施例2：如图1所示，本基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统包括控制单元、信号传输单元和通信单元，控制单元和通信单元之间由信号传输单元连接，信号传输单元是控制单元到通信单元之间数据转换和传输的中间单元，信号传输单元包括若干组信号处理单片机，通信单元包括若干北斗天线，每组信号处理单片机输出端连接一个北斗天线。信号传输单元包括UT-1204型号的RS485集线器和六组嵌入MAX485转换芯片的STC89C52单片机，RS485集线器连接控制单元和各组STC89C52单片机，向各组STC89C52单片机播报或者接收数据，每组STC89C52单片机由三个STC89C52单片机串接形成单片机级联数据传输系统。每组STC89C52单片机中，第一级STC89C52单片机从RS485集线器接收到数据后，经过MAX485芯片信号转换后传输到单片机进行解码，匹配数据包中的序列号是否与自己序列号一致，不一致则丢包处理；若一致则通过PO^0口将数据包传输到下一级STC89C52单片机的P0^0口，最后经过MAX485芯片信号转换后传输至通信单元的北斗天线。控制单元是一个移植了Linux操作系统的ARM9客户端，采用S3C2440型ARM9客户端。
通信单元包括六个TS8512型北斗天线，采用江苏博纳雨田通信电子科技有限公司研发的TS8512型号的北斗天线，以半双工通信方式进行通信，用于实现信号传输系统的信号输入/输出与北斗卫星之间的数据通信。系统每组STC89C52单片机的末级单片机都连接有一个TS8512型号北斗天线，每个北斗天线内的北斗芯片都有自己固定的ID，每个TS8512型号的北斗天线对应每组STC89C52单片机，单片机驱动程序发送函数中设置对应接收方北斗天线的ID，当单片机接收到RS485集线器发来数据时，单片机按照序列号依次间隔20秒进行发送和接收，形成六收六发的多天线收发通信系统。
控制单元的S3C2440内可以安装短报文收发软件，根据通信协议进行信源的编码和解码，并把处理好的数据传输到下一级信号传输单元中，支持与信号传输单元之间的数据发送和接收。短报文收发软件具有通信模式指令设置、短报文输入/输出显示以及信号处理功能，使用QT开发环境和C++开发语言编写，其界面包括模式选择下拉按钮、指令选择下拉按钮、短报文输入编辑框、发送按钮以及信息显示框，其中模式选择下拉按钮包括单天线收发和多天线收发，指令选择下拉按钮包括定位指令和短报文通信指令。
系统发送数据时，按“包头+长度+序列号+命令字+数据+校验+包尾”，把用户选择的指令、输入的短报文进行数据编码，其中序列号为整个包依次平均拆分成与信号传输单元中每组STC89C52单片机对应的六个子数据包的序号，由阿拉伯数字1、2、3、4、5、6排列，把信号由RS485集线器循环发送给每个STC89C52单片机，每个单片机收到数据后进行解码，当序列号与自己序列号对应时进行数据处理，否则进行丢包处理，当进行接收时，控制系统根据序列号进行排序把所有子数据包进行整合，即数据解码过程。
实施例3：如图1所示，本基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统包括控制单元、信号传输单元和通信单元，控制单元和通信单元之间由信号传输单元连接，信号传输单元是控制单元到通信单元之间数据转换和传输的中间单元，信号传输单元包括若干组信号处理单片机，通信单元包括若干北斗天线，每组信号处理单片机输出端连接一个北斗天线。信号传输单元包括UT-1204型号的RS485集线器和三组嵌入MAX485转换芯片的STC89C52单片机，RS485集线器连接控制单元和各组STC89C52单片机，向各组STC89C52单片机播报或者接收数据，每组STC89C52单片机由两个STC89C52单片机串接形成单片机级联数据传输系统。每组STC89C52单片机中，第一级STC89C52单片机从RS485集线器接收到数据后，经过MAX485芯片信号转换后传输到单片机进行解码，匹配数据包中的序列号是否与自己序列号一致，不一致则丢包处理；若一致则通过PO^0口将数据包传输到下一级STC89C52单片机的P0^0口，最后经过MAX485芯片信号转换后传输至通信单元的北斗天线。控制单元是一个移植了Linux操作系统的ARM9客户端，采用S3C2440型ARM9客户端。
通信单元包括三个TS8512型北斗天线，采用江苏博纳雨田通信电子科技有限公司研发的TS8512型号的北斗天线，以半双工通信方式进行通信，用于实现信号传输系统的信号输入/输出与北斗卫星之间的数据通信。系统每组STC89C52单片机的末级单片机都连接有一个TS8512型号北斗天线，每个北斗天线内的北斗芯片都有自己固定的ID，每个TS8512型号的北斗天线对应每组STC89C52单片机，单片机驱动程序发送函数中设置对应接收方北斗天线的ID，当单片机接收到RS485集线器发来数据时，单片机按照序列号依次间隔20秒进行发送和接收，形成三收三发的多天线收发通信系统。
控制单元的S3C2440内可以安装短报文收发软件，根据通信协议进行信源的编码和解码，并把处理好的数据传输到下一级信号传输单元中，支持与信号传输单元之间的数据发送和接收。短报文收发软件具有通信模式指令设置、短报文输入/输出显示以及信号处理功能，使用QT开发环境和C++开发语言编写，其界面包括模式选择下拉按钮、指令选择下拉按钮、短报文输入编辑框、发送按钮以及信息显示框，其中模式选择下拉按钮包括单天线收发和多天线收发，指令选择下拉按钮包括定位指令和短报文通信指令。
系统发送数据时，按“包头+长度+序列号+命令字+数据+校验+包尾”，把用户选择的指令、输入的短报文进行数据编码，其中序列号为整个包依次平均拆分成与信号传输单元中每组STC89C52单片机对应的三个子数据包的序号，由阿拉伯数字1、2、3排列，把信号由RS485集线器循环发送给每个STC89C52单片机，每个单片机收到数据后进行解码，当序列号与自己序列号对应时进行数据处理，否则进行丢包处理，当进行接收时，控制系统根据序列号进行排序把所有子数据包进行整合，即数据解码过程。
上面结合附图对本实用新型的技术内容作了说明，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下对本实用新型的技术内容做出各种变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：包括控制单元、信号传输单元和通信单元，控制单元和通信单元之间由信号传输单元连接，信号传输单元是控制单元到通信单元之间数据转换和传输的中间单元，信号传输单元包括若干组信号处理单片机，通信单元包括若干北斗天线，每组信号处理单片机输出端连接一个北斗天线。
2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：所述信号传输单元包括UT-1204型号的RS485集线器和若干组嵌入MAX485转换芯片的STC89C52单片机，RS485集线器连接控制单元和各组STC89C52单片机、向各组STC89C52单片机播报或者接收数据，每组STC89C52型号单片机由若干单片机串接形成单片机级联数据传输电路。
3.根据权利要求2所述的基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：所述每组STC89C52单片机中，第一级STC89C52单片机从RS485集线器接收到数据后，经过MAX485芯片信号转换后传输到单片机进行解码，匹配数据包中的序列号是否与自己序列号一致，不一致则丢包处理；若一致则通过PO^0口将数据包传输到下一级STC89C52单片机的PO^0口，最后经过MAX485芯片信号转换后传输至通信单元的北斗天线。
4.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：所述通信单元包括若干TS8512型北斗天线，以半双工通信方式进行通信，实现信号传输系统的信号输入/输出与北斗卫星之间的数据通信。
5.根据权利要求2所述的基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：所述每组STC89C52单片机的末级单片机都连接有一个TS8512型号北斗天线，每个北斗天线内的北斗芯片都有自己固定的ID，每个TS8512型号的北斗天线对应每组STC89C52单片机，单片机驱动程序发送函数中设置对应接收方北斗天线的ID，当单片机接收到RS485集线器发来数据时，单片机按照序列号依次间隔20秒进行发送和接收，形成多收多发的多天线收发通信系统。
6.根据权利要求1所述的基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：所述控制单元是一个移植了Linux操作系统的ARM9客户端。
7.根据权利要求6所述的基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：所述控制单元是S3C2440型ARM9客户端。
8.根据权利要求6或7所述的基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：所述控制单元的ARM9客户端内可以安装短报文收发软件，根据通信协议进行信源的编码和解码，并把处理好的数据传输到下一级信号传输单元中，支持与信号传输单元之间的数据发送和接收。
9.根据权利要求8所述的基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：所述短报文收发软件使用QT开发环境和C++开发语言编写，其界面包括模式选择下拉按钮、指令选择下拉按钮、短报文输入编辑框、发送按钮以及信息显示框，其中模式选择下拉按钮包括单天线收发和多天线收发，指令选择下拉按钮包括定位指令和短报文通信指令。
10.根据权利要求1-7任一项所述的基于北斗卫星的短报文多天线收发通信系统，其特征在于：所述系统发送数据时，按“包头+长度+序列号+命令字+数据+校验+包尾”，把用户选择的指令、输入的短报文进行数据编码，其中序列号为整个包依次平均拆分成与信号传输单元中每组STC89C52单片机对应的子数据包的序号，由阿拉伯数字1、2、3、4、......、n排列，把信号由RS485集线器循环发送给每个STC89C52单片机，每个单片机收到数据后进行解码，当序列号与自己序列号对应时进行数据处理，否则进行丢包处理，当进行接收时，控制系统根据序列号进行排序把所有子数据包进行整合，即数据解码过程。
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|---|---|---|---|---|
| CN110190892A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-30 | 上海彩虹鱼海洋科技股份有限公司 | 短报文收发系统 |
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2018
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