CN213279660U - 一种基于北斗短报文通信的林业生态监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，包括RTU遥测终端、通信装置、信息采集传感器、以及上位机，其中，通信装置包括第一北斗通讯装置、第二北斗通讯装置、以及北斗专用服务器；RTU遥测终端根据信息采集传感器采集到的林业监测数据生成通讯数据包，并发送至第一北斗通讯装置；第一北斗通讯装置对通讯数据包进行重新编码生成短报文信息，并通过北斗卫星进行转发；第二北斗通讯装置接收短报文信息，并发送至北斗专用服务器；所述北斗专用服务器解析完短报文后上传至互联网，上位机远程提取林业监测数据。本实用新型的有益效果：解决了在无地基信号覆盖情况下的林业监测通信难、通信成本高的问题。

Description

一种基于北斗短报文通信的林业生态监测装置

技术领域

本实用新型涉及林业数据采集领域，尤其涉及一种基于北斗短报文通信的林业生态监测装置。

背景技术

现有固定林业生态监测装置由多个传感器、内置GPRS通信模组的远程测控终端(以下简称RTU)、太阳能电池板、太阳能蓄电池、太阳能控制器、百叶箱、立杆、配电箱等部件组成，广泛应用于林业生态监测。其中，各传感器置于室外暴露环境中，配电箱内放置太阳能蓄电池、太阳能控制器以及RTU，各部件之间通过连接线连接后汇总于配电箱内。

现有林业生态监测装置依赖GPRS、4G等地面基站信号的覆盖，然而，林区多为少人、无人区，地面基站信号覆盖区域少，信号弱甚至无信号，此时林业生态监测装置无法实现智能化远程控制，仍然只能依靠人员进行现场作业。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，包括RTU遥测终端、通信装置、信息采集传感器、以及上位机，其中，所述通信装置包括第一北斗通讯装置、第二北斗通讯装置、以及北斗专用服务器；

所述信息采集传感器用于采集林业监测数据；

所述RTU遥测终端连接所述第一北斗通讯装置、所述4G通信机以及所述信息采集传感器，安装在林业采集点；所述RTU遥测终端用于根据所述信息采集传感器采集到的林业监测数据生成通讯数据包，并发送至所述第一北斗通讯装置；所述第一北斗通讯装置用于对所述通讯数据包进行重新编码生成短报文信息，并通过北斗卫星进行转发；

所述第二北斗通讯装置位于监控中心室外，用于接收所述短报文信息，并发送至北斗专用服务器；所述北斗专用服务器用于存储并解析所述短报文信息，解析完成后上传至互联网，所述上位机位于监控中心室内，用于远程提取林业监测数据。

进一步地，所述通信装置还包括4G通信机，所述4G通信机连接所述RTU遥测终端，用于接收所述通讯数据包并通过地面基站上传至互联网；所述上位机还用于接收所述4G通信机上传的数据并解析提取得到林业监测数据。

进一步地，所述第一北斗通讯装置包括主控MCU单元、北斗RDSS通信模块、北斗RDSS收发天线、以及485接口转换单元，其中，所述主控MCU单元通过所述485接口转换单元进行数据转换后，与所述RTU遥测终端进行数据传输；所述北斗RDSS通信模块连接所述北斗RDSS收发天线以及所述主控MCU单元，用于对来自所述RTU遥测终端的通讯数据包进行重新编码，使得数据包符合北斗短报文的通讯要求；所述北斗RDSS收发天线用于发送和接收北斗短报文信息。

进一步地，所述第一北斗通讯装置还包括数据存储单元，所述数据存储单元用于数据存储。

进一步地，所述基于北斗短报文通信的林业生态监测装置还包括户外供电装置，所述户外供电装置连接所述RTU遥测终端、所述信息采集传感器以及所述4G通信机，用于长时间稳定连续提供直流12V电压。

进一步地，所述第一北斗通讯装置还包括电源管理单元，所述电源管理单元通过电源线连接所述RTU遥测终端的供电接口，用于为所述主控MCU单元、所述数据存储单元、所述北斗RDSS通信模块、以及所述485接口转换单元供电。

进一步地，所述信息采集传感器包括负氧离子传感器、PM2.5传感器、PM10传感器、温湿度传感器、以及雨量计。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)解决了常规林业生态监测系统在无地基信号覆盖情况下的通信难、通信成本高的问题，增强林业生态监测系统的适用性；

(2)提高了林业生态管理系统运作的效率，降低了系统维护的成本，减少了人员户外作业的安全隐患；

(3)推动了北斗系统落地应用，积极响应了国家北斗卫星产业的军民协同发展的战略目标。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于北斗短报文通信的林业生态监测装置的结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的第一北斗通讯装置的结构框图；

图3是本实用新型实施例提供的北斗短报文发送和接收的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，包括RTU遥测终端1、通信装置2、信息采集传感器3、户外供电装置4、以及上位机5。

RTU遥测终端1用于根据信息采集传感器3采集到的林业监测数据生成通讯数据包，并将所述通讯数据包发送至通信装置2。

通信装置2包括用于发送北斗短报文信息的第一北斗通讯装置21、4G通信机22、用于接收北斗短报文信息的第二北斗通讯装置23、以及用于解析短报文信息的北斗专用服务器24，其中，第一北斗通讯装置21以及4G通信机22与RTU遥测终端1连接，安装在各采集点；第二北斗通讯装置23安装在监控中心室外。

所述第一北斗通讯装置21与所述第二北斗通讯装置23结构相同，请参考图2，以第一北斗通讯装置21为例，包括主控MCU单元2101、数据存储单元2102、北斗RDSS通信模块2103、北斗RDSS收发天线2104、电源管理单元2105、以及485接口转换单元2106。其中，所述第一北斗通讯装置21的电源管理单元2105通过电源线接入RTU遥测终端1的供电接口，供电电压为直流12V-24V，所述电源管理单元2105为主控MCU单元2101、数据存储单元2102、北斗RDSS通信模块2103、以及485接口转换单元2106供电；

主控MCU单元2101通过485接口转换单元2106将TTL信号转换为485通信信号后，采用RS485通讯接口接入RTU遥测终端1，与RTU遥测终端1进行数据传输，数据存储单元2102用于数据存储；北斗RDSS通信模块2103连接北斗RDSS收发天线2104以及主控MCU单元2101，用于根据北斗2.1协议对来自RTU遥测终端1的数据包进行重新编码，使得数据包符合北斗短报文的通讯要求；北斗RDSS收发天线2104用于发送和接收北斗短报文信息。

信息采集传感器3包括负氧离子传感器31、PM2.5传感器32、PM10传感器33、温湿度传感器34、以及雨量计35，用于进行各种林业监测数据的采集；所述信息采集传感器3中的各传感器的电源线及信号线均接入RTU遥测终端1，所述RTU遥测终端1按照设定的逻辑给各传感器供电并读取传感器的数据，然后汇总各传感器数据进行统一编码组包，并发送至所述通信装置2。

一方面，所述通信装置2中的4G通信机22将来自RTU遥测终端1的通讯数据包通过地面基站上传至互联网，位于监控中心的上位机5光纤入网后即可远程接收数据包，然后通过解析提取各项传感器数据。

另一方面，请参考图3，所述通信装置2中的第一北斗通讯装置21接收来自RTU遥测终端1的通讯数据包，北斗RDSS通信模块2103根据北斗2.2协议对所述数据包进行重新编码，并通过北斗RDSS收发天线2104将编码完成的北斗短报文信息发送至北斗卫星，通过北斗卫星完成转发；所述第一北斗通讯装置21中的主控MCU单元2101判断所述北斗短报文信息是否发送成功，若未发送成功，则向RTU遥测终端1返回发送失败的回执，所述RTU遥测终端1接收到回执后重新处理数据包并再次发送至第一北斗通讯装置21。

所述第一北斗通讯装置21成功发送短报文信息后，位于监控中心室外的第二北斗通讯装置23接收来自北斗卫星的短报文信息，并发送至北斗专用服务器24进行存储及解析，解析完成后上传至互联网，位于监控中心室内的上位机5远程提取林业监测数据。

户外供电装置4连接RTU遥测终端1、信息采集传感器3以及4G通信机22，用于长时间稳定连续提供直流12V电压，包括太阳能电池板、太阳能蓄电池、以及太阳能控制器。

所述RTU遥测终端1、所述通信装置2、所述信息采集传感器3以及所述户外供电装置4可以是一组或者多组，放置在不同采集点进行林业监测数据的采集，北斗信号覆盖我国全疆域，当林业采集点常规地面基站信号较弱或无信号时，可利用北斗短报文通信保持监控中心与采集点之间的有效通信，提高了林业生态监测系统的适用性。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，其特征在于，包括RTU遥测终端(1)、通信装置(2)、信息采集传感器(3)、以及上位机(5)，其中，所述通信装置(2)包括第一北斗通讯装置(21)、第二北斗通讯装置(23)、以及北斗专用服务器(24)；

所述信息采集传感器(3)用于采集林业监测数据；

所述RTU遥测终端(1)连接所述第一北斗通讯装置(21)、4G通信机(22)以及所述信息采集传感器(3)，安装在林业采集点；所述RTU遥测终端(1)用于根据所述信息采集传感器(3)采集到的林业监测数据生成通讯数据包，并发送至所述第一北斗通讯装置(21)；所述第一北斗通讯装置(21)用于对所述通讯数据包进行重新编码生成短报文信息，并通过北斗卫星进行转发；

所述第二北斗通讯装置(23)位于监控中心室外，用于接收所述短报文信息，并发送至北斗专用服务器(24)；所述北斗专用服务器(24)用于存储并解析所述短报文信息，解析完成后上传至互联网，所述上位机(5)位于监控中心室内，用于远程提取林业监测数据。

2.根据权利要求1所述的基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，其特征在于，所述通信装置(2)还包括4G通信机(22)，所述4G通信机(22)连接所述RTU遥测终端(1)，用于接收所述通讯数据包并通过地面基站上传至互联网；所述上位机(5)还用于接收所述4G通信机(22)上传的数据并解析提取得到林业监测数据。

3.根据权利要求1所述的基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，其特征在于，所述第一北斗通讯装置(21)包括主控MCU单元(2101)、北斗RDSS通信模块(2103)、北斗RDSS收发天线(2104)、以及485接口转换单元(2106)，其中，所述主控MCU单元(2101)通过所述485接口转换单元(2106)进行数据转换后，与所述RTU遥测终端(1)进行数据传输；所述北斗RDSS通信模块(2103)连接所述北斗RDSS收发天线(2104)以及所述主控MCU单元(2101)，用于对来自所述RTU遥测终端(1)的通讯数据包进行重新编码，使得数据包符合北斗短报文的通讯要求；所述北斗RDSS收发天线(2104)用于发送和接收北斗短报文信息。

4.根据权利要求3所述的基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，其特征在于，所述第一北斗通讯装置(21)还包括数据存储单元(2102)，所述数据存储单元(2102)用于数据存储。

5.根据权利要求2所述的基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，其特征在于，所述基于北斗短报文通信的林业生态监测装置还包括户外供电装置(4)，所述户外供电装置(4)连接所述RTU遥测终端(1)、所述信息采集传感器(3)以及所述4G通信机(22)，用于长时间稳定连续提供直流12V电压。

6.根据权利要求4所述的基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，其特征在于，所述第一北斗通讯装置(21)还包括电源管理单元(2105)，所述电源管理单元(2105)通过电源线连接所述RTU遥测终端(1)的供电接口，用于为所述主控MCU单元(2101)、所述数据存储单元(2102)、所述北斗RDSS通信模块(2103)、以及所述485接口转换单元(2106)供电。

7.根据权利要求1所述的基于北斗短报文通信的林业生态监测装置，其特征在于，所述信息采集传感器(3)包括负氧离子传感器(31)、PM2.5传感器(32)、PM10传感器(33)、温湿度传感器(34)、以及雨量计(35)。

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