專利名稱：短波氣象數(shù)據(jù)傳輸方法及傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種短波氣象數(shù)據(jù)傳輸方法及傳輸系統(tǒng)。可為處于0～1000公里范圍內(nèi)不同海域、不同時間段和不同天氣的移動船只提供準確、及時、可靠的氣象預報信息服務和其他商業(yè)服務。
背景技術：
現(xiàn)有技術中的無線尋呼系統(tǒng)采用VHF或UHF頻段，往往需要架高天線或建立多個基站以滿足覆蓋服務區(qū)域。海上尋呼目標分散、服務區(qū)域大，且難以建立多個基站，因此，一般的陸上尋呼系統(tǒng)難以為處于0～1000公里范圍內(nèi)不同海域、不同時間段和不同天氣的移動船只提供準確、及時、可靠的氣象預報信息服務和其他商業(yè)服務。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題提供一種短波氣象數(shù)據(jù)傳輸方法及傳輸系統(tǒng)，采用短波單邊帶(SSB)信道，多頻道分組發(fā)送的廣播通信方式，多信道自動掃描接收的工作模式進行數(shù)據(jù)信息的傳輸?？蔀樘幱?～1000公里范圍內(nèi)不同海域、不同時間段和不同天氣的移動船只提供準確、及時、可靠的氣象預報信息服務和其他商業(yè)服務。
本發(fā)明的技術解決方案短波氣象數(shù)據(jù)傳輸方法①通過主控計算機將實時收集到的氣象信息整理分類后生成各海區(qū)氣象預報信息數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)一次性注入網(wǎng)絡控制器，通過網(wǎng)絡控制器將該數(shù)據(jù)分組，并將分組后的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成音頻信息后送入短波電臺。
②通過短波電臺采用短波單邊帶信道，多頻道分組自動發(fā)送方式，使每組信息進行多包分發(fā)。
③通過短波單邊帶接收機采用多頻道自動掃描接收方式，對每組信息進行多次接收，然后利用大數(shù)判決法，剔除錯誤包號的數(shù)據(jù)，將正確的數(shù)據(jù)按包號拼接整合為一份完整的信息。
短波氣象數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，由主控計算機、網(wǎng)絡控制器、短波電臺、發(fā)射天線、接收天線及短波接收機組成，短波電臺上連接有發(fā)射天線，短波接收機上連接有接收天線，網(wǎng)絡控制器的RS-232端子與主控計算機的COM1或COM2端口連接，網(wǎng)絡控制器的ACC1端子與短波電臺的REM1端子連接，短波接收機為短波單邊帶接收機。
短波電臺由電臺、功率放大器及天線調(diào)諧器組成，電臺的輸出端接功率放大器的輸入端，功率放大器的射頻接口連接天線調(diào)諧器的射頻接口輸入端，功率放大器的控制接口連接天線調(diào)諧器的控制接口，天線調(diào)諧器的輸出端連接發(fā)射天線。
網(wǎng)絡控制器由接口電路、微處理單元和調(diào)制解調(diào)單元組成，接口電路與微處理單元的輸入端連接，微處理單元的輸出端與調(diào)制解調(diào)單元的輸入端連接，調(diào)制解調(diào)單元的音頻接口與短波電臺的REM1端子連接。
短波接收機由殼體(1)、顯示器(2)、控制按鍵(3)及控制電路組成，顯示器(2)和控制按鍵(3)設置在殼體(1)的正面，控制電路設置在殼體(1)內(nèi)，控制電路由濾波器、大信號限幅器、第一混頻電路、選頻電路、第二混頻電路、音頻壓縮電路、調(diào)制解調(diào)器、微處理器、溫補電路、選頻電路和鎖相環(huán)電路組成，接收天線與濾波器的輸入端相接，濾波器的輸出端與第一混頻電路的輸入端相接，第一混頻電路的輸出端與選頻電路的輸入端相接，選頻電路的輸出端與第二混頻電路的輸入端相接，第二混頻電路的輸出端與音頻壓縮電路的輸入端相接，音頻壓縮電路的輸出端的輸入端調(diào)制解調(diào)器的輸入端相接，調(diào)制解調(diào)器的輸出端與微處理器的輸入端相接，溫補電路的輸出端分別與選頻電路和鎖相環(huán)電路的輸入端相接，鎖相環(huán)電路的輸出端與第一混頻電路的輸入端相接，選頻電路的輸出端與第二混頻電路的輸入端相接，微處理器的輸出端與鎖相環(huán)電路的輸入端連接，顯示器(2)與控制按鍵(3)均與微處理器的對應端口連接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有的優(yōu)點和效果1、本發(fā)明為了適應短波通信設備的特點，將主控計算機送出的數(shù)據(jù)一次性注入網(wǎng)絡控制器，網(wǎng)絡控制器收到數(shù)據(jù)后采用化整為零的分割技術，使每組信息進行多包分發(fā)，確保了設備的可靠運行，防止了短波通信設備對計算機的干擾，同時也為接收機可靠接收奠定了基礎。
2、接收機采用冗余接收的方式，每組信息進行多次接收，利用大數(shù)判決法，剔除錯誤包號的數(shù)據(jù)，將正確的數(shù)據(jù)按包號拼接整合為一份完整的信息。該方法的采用，降低了短波信道變化對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，確保了接收數(shù)據(jù)信息的完整性和可靠性。
3、系統(tǒng)中心臺采用頻率穩(wěn)定度較高的大功率發(fā)射機，使發(fā)送的信息覆蓋范圍廣，信號穩(wěn)定，易于接收。同時采用多組頻率多次發(fā)送的模式，保證處于不同海域的船只都能及時可靠接收到氣象預報信息。根據(jù)氣候的變化和時間的不同還可任意挑選最佳的頻率信道組合，保證整個系統(tǒng)在最佳的信道條件進行可靠的氣象信息傳輸。
4、為了保證處于不同海域的接收機都能及時接收到準確、可靠的氣象預報信息，接收機采用了類自適應技術，實時掃描所選的信道頻率組，一旦捕獲信息則自動接收、處理、存儲并顯示。
5、為了降低接收機的成本，接收機采用了一次變頻的二本振技術，使接收機既保證了接收性能又降低了成本。
6、該系統(tǒng)實施后，使我國遠海區(qū)域的漁業(yè)船只能夠及時準確地掌握各船只所在海域的氣象信息，保障了各漁業(yè)船只的安全捕撈作業(yè)，且為氣象部門的發(fā)展開拓了新的空間。


圖1為本發(fā)明的結構方框圖，圖2為本發(fā)明一種實施例的結構方框圖，圖3為本發(fā)明短波接收機的結構示意圖，圖4為本發(fā)明網(wǎng)絡控制器的結構示意圖，圖5為本發(fā)明短波接收機的電路方框圖，圖6為本發(fā)明網(wǎng)絡控制器的電路方框圖。
具體實施例方式
結合附圖2、3、4、5、6描述本發(fā)明的一種實施例。
傳輸方法①通過主控計算機將實時收集到的氣象信息整理分類后生成各海區(qū)氣象預報信息數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)一次性注入網(wǎng)絡控制器，通過網(wǎng)絡控制器將該數(shù)據(jù)分組，并將分組后的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成音頻信息后送入短波電臺。
②通過短波電臺采用短波單邊帶信道，多頻道分組自動發(fā)送方式，使每組信息進行多包分發(fā)。
③通過短波單邊帶接收機采用多頻道自動掃描接收方式，對每組信息進行多次接收，然后利用大數(shù)判決法，剔除錯誤包號的數(shù)據(jù)，將正確的數(shù)據(jù)按包號拼接整合為一份完整的信息。
傳輸系統(tǒng)由主控計算機、網(wǎng)絡控制器、短波電臺、發(fā)射天線、接收天線及短波接收機組成，短波電臺上連接有發(fā)射天線，短波接收機上連接有接收天線，網(wǎng)絡控制器的RS-232端子與主控計算機的COM1或COM2端口連接，網(wǎng)絡控制器的ACC 1端子與短波電臺的REM1端子連接，短波接收機為短波單邊帶接收機。
短波電臺由電臺、功率放大器及天線調(diào)諧器組成，電臺的輸出端接功率放大器的輸入端，功率放大器的射頻接口連接天線調(diào)諧器的射頻接口輸入端，功率放大器的控制接口連接天線調(diào)諧器的控制接口，天線調(diào)諧器的輸出端連接發(fā)射天線。
網(wǎng)絡控制器由接口電路、微處理單元和調(diào)制解調(diào)單元組成，接口電路與微處理單元的輸入端連接，微處理單元的輸出端與調(diào)制解調(diào)單元的輸入端連接，調(diào)制解調(diào)單元的音頻接口端子與短波電臺的REM1端子連接。
短波接收機由殼體(1)、顯示器(2)、控制按鍵(3)及控制電路組成，顯示器(2)和控制按鍵(3)設置在殼體(1)的正面，控制電路設置在殼體(1)內(nèi)，控制電路由濾波器、大信號限幅器、第一混頻電路、選頻電路、第二混頻電路、音頻壓縮電路、調(diào)制解調(diào)器、微處理器、溫補電路、選頻電路和鎖相環(huán)電路組成，接收天線與濾波器的輸入端相接，濾波器的輸出端與第一混頻電路的輸入端相接，第一混頻電路的輸出端與選頻電路的輸入端相接，選頻電路的輸出端與第二混頻電路的輸入端相接，第二混頻電路的輸出端與音頻壓縮電路的輸入端相接，音頻壓縮電路的輸出端與調(diào)制解調(diào)器的輸入端相接，調(diào)制解調(diào)器的輸出端與微處理器的輸入端相接，溫補電路的輸出端分別與選頻電路和鎖相環(huán)電路的輸入端相接，鎖相環(huán)電路的輸出端與第一混頻電路的輸入端相接，選頻電路的輸出端與第二混頻電路的輸入端相接，微處理器的輸出端與鎖相環(huán)電路的輸入端連接，顯示器(2)與控制按鍵(3)均與微處理器的對應端口連接。
系統(tǒng)中心工作原理
系統(tǒng)中心實時接收國家氣象信息中心和各方面的氣象資料，對這些氣象資料進行科學的處理后生成實時的氣象預報信息，經(jīng)整理分類生成各海區(qū)氣象預報信息后，通過中心控制臺向處于轄區(qū)范圍內(nèi)(0～1000公里)已入網(wǎng)或并網(wǎng)的船載短波氣象接收機發(fā)布氣象預報信息和各種服務信息。
短波接收機工作原理短波接收機是便攜式單邊帶接收機，可在4.00MHz至7.99MHz頻率范圍內(nèi)進行多頻點、自動掃描通信(暫定使用3個頻點，可按實際使用情況適當增減)，通信距離為0～1000Km(與系統(tǒng)中心電臺的發(fā)射功率大小有關，系統(tǒng)中心建議使用500W電臺)，在該通信范圍內(nèi)可完成數(shù)據(jù)信息的可靠接收及顯示。該接收機工作種類為USB，主要做為短波數(shù)傳接收終端使用，也可稍加改動，用做單邊帶語音接收機使用。
短波接收機隨時接收中心臺發(fā)布的各種信息(包括氣象信息和服務信息)，并對收到的各種信息進行處理，存儲和顯示。始終保持最新收到的氣象信息在液晶屏幕上實時滾動顯示；每當收到最新的氣象預報信息都立即給出聲光報警提示，使用戶能夠及時掌握最新的氣象信息并做出正確的決策。
短波接收機采用兩次變頻技術，因此需要兩個本振?；诮档统杀镜那疤嵯?，使用一塊高頻率穩(wěn)定度的溫補振蕩器，該溫補振蕩器產(chǎn)生的頻率既作為一個本振，又使其作為產(chǎn)生另一本振的基準頻率。利用鎖相環(huán)技術將由VCO產(chǎn)生的頻率與基準頻率相比較，從而得到與溫補振蕩器同樣穩(wěn)定度的另一本振。
短波信道接收單元的工作原理是，首先將接收的射頻信號與一本振混合，然后經(jīng)放大、濾波，得到中頻10.24MHz，再將10.24MHz中頻信號放大、濾波與二本振混頻得到音頻信號，將得到的音頻信號經(jīng)壓縮處理后送入調(diào)制解調(diào)單元。
短波接收機工作時，首先由微處理器單元以預定的定時時間間隔向頻率合成器和分波段濾波器送預選頻率數(shù)據(jù)，使短波信道接收單元在預選的三組頻率上循環(huán)掃描。每當所預選的三個頻率中任意一個頻率捕獲到同步信號并同步后，調(diào)制解調(diào)單元立即向微處理器單元送入已同步信號，微處理器單元收到同步信號則不再向頻率合成器和分波段濾波器送數(shù)據(jù)，且停止信道掃描并停留在已選的波道上。這時，音頻信道通路打開并接入調(diào)制解調(diào)單元，音頻信號經(jīng)解調(diào)后轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號送入微處理器單元，微處理器單元根據(jù)數(shù)據(jù)接收的正確與否或接收信息是否相同為依據(jù)，選擇保存還是丟棄。由于中心臺所發(fā)送的數(shù)據(jù)以多包分發(fā)、多次同步的模式傳輸，因此短波氣象接收機接收數(shù)據(jù)時，也以多次同步，多包接收的方式進行接收。每當捕獲到同步信號并同步后，停止信道掃描；每當一包數(shù)據(jù)接收完成后自動進入掃描狀態(tài)，隨時接收下一包數(shù)據(jù)。一旦收到的數(shù)字信息可以整合成一個完整的文件時，微處理器單元完成數(shù)據(jù)的保存和顯示(在液晶屏上)，并給出聲光提示。
調(diào)制解調(diào)單元的強糾錯性能，使短波信號在很差的情況下仍然能夠解調(diào)出正確的數(shù)據(jù)信息，保證了短波氣象接收機接收數(shù)據(jù)的優(yōu)越性能。
短波接收機多信道掃描接收的模式，使接收的每份信息都有多次接收、隨機整合的特點，保證了每份信息的完整性，可靠性和冗余性。同時實現(xiàn)了短波接收機在中心臺所能覆蓋的區(qū)域內(nèi)(距中心臺1000公里范圍內(nèi))，任意時刻，任意地點都能實時可靠地接收中心臺發(fā)送的所有信息。
設備安裝1、短波接收機安裝短波接收機根據(jù)用戶要求安裝在船艙內(nèi)，天線架設根據(jù)船只大小合理架設。
2、系統(tǒng)中心安裝系統(tǒng)中心除天線和自動天線調(diào)諧器安裝在室外，其余設備均安裝在室內(nèi)，其中計算機和短波發(fā)射機間的放置距離至少3米，系統(tǒng)地線合理連接并可靠接地。
該系統(tǒng)除用于海洋天氣預報服務和短信息服務外，還可提供漁情、漁汛、漁需物資、漁貨行情等信息服務。
權利要求
1.一種短波氣象數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征是①通過主控計算機將實時收集到的氣象信息整理分類后生成各海區(qū)氣象預報信息數(shù)據(jù)，然后將該數(shù)據(jù)一次性注入網(wǎng)絡控制器，通過網(wǎng)絡控制器將該數(shù)據(jù)分組，并將分組后的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成音頻信息后送入短波電臺。②通過短波電臺采用短波單邊帶信道，多頻道分組自動發(fā)送方式，使每組信息進行多包分發(fā)。③通過短波單邊帶接收機采用多頻道自動掃描接收方式，對每組信息進行多次接收，然后利用大數(shù)判決法，剔除錯誤包號的數(shù)據(jù)，將正確的數(shù)據(jù)按包號拼接整合為一份完整的信息。
2.一種短波氣象數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，由主控計算機、網(wǎng)絡控制器、短波電臺、發(fā)射天線、接收天線及短波接收機組成，短波電臺上連接有發(fā)射天線，短波接收機上連接有接收天線，其特征是網(wǎng)絡控制器的RS-232端子與主控計算機的COM1或COM2端口連接，網(wǎng)絡控制器的ACC1端子與短波電臺的REM1端子連接，短波接收機為短波單邊帶接收機。
3.根據(jù)權利要求2所述的短波氣象數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是短波電臺由電臺、功率放大器及天線調(diào)諧器組成，電臺的輸出端接功率放大器的輸入端，功率放大器的射頻接口連接天線調(diào)諧器的射頻接口輸入端，功率放大器的控制接口連接天線調(diào)諧器的控制接口，天線調(diào)諧器的輸出端連接發(fā)射天線。
4.根據(jù)權利要求2所述的短波氣象數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是網(wǎng)絡控制器由接口電路、微處理單元和調(diào)制解調(diào)單元組成，接口電路與微處理單元的輸入端連接，微處理單元的輸出端與調(diào)制解調(diào)單元的輸入端連接，調(diào)制解調(diào)單元的音頻接口與短波電臺的REM1端子連接。
5.根據(jù)權利要求2所述的短波氣象數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是短波接收機由殼體(1)、顯示器(2)、控制按鍵(3)及控制電路組成，顯示器(2)和控制按鍵(3)設置在殼體(1)的正面，控制電路設置在殼體(1)內(nèi)，控制電路由濾波器、大信號限幅器、第一混頻電路、選頻電路、第二混頻電路音頻壓縮電路、調(diào)制解調(diào)器、微處理器、溫補電路、選頻電路和鎖相環(huán)電路組成，接收天線與濾波器的輸入端相接，濾波器的輸出端與第一混頻電路的輸入端相接，第一混頻電路的輸出端與選頻電路的輸入端相接，選頻電路的輸出端與第二混頻電路的輸入端相接，第二混頻電路的輸出端與音頻壓縮電路的輸入端相接，音頻壓縮電路的輸出端的輸入端調(diào)制解調(diào)器的輸入端相接，調(diào)制解調(diào)器的輸出端與微處理器的輸入端相接，溫補電路的輸出端分別與選頻電路和鎖相環(huán)電路的輸入端相接，鎖相環(huán)電路的輸出端與第一混頻電路的輸入端相接，選頻電路的輸出端與第二混頻電路的輸入端相接，微處理器的輸出端與鎖相環(huán)電路的輸入端連接，顯示器(2)與控制按鍵(3)均與微處理器的對應端口連接。
全文摘要
一種短波氣象數(shù)據(jù)傳輸方法及傳輸系統(tǒng)，由主控計算機、網(wǎng)絡控制器、短波電臺、發(fā)射天線、接收天線及短波接收機組成，網(wǎng)絡控制器的RS－232端子與主控計算機的COM1或COM2端口連接，網(wǎng)絡控制器的ACC1端子與短波電臺的REM1端子連接，短波接收機為短波單邊帶接收機。通過主控計算機將實時收集到的氣象信息整理分類后生成各海區(qū)氣象預報信息數(shù)據(jù)，一次性注入網(wǎng)絡控制器分組，并將分組后的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成音頻信息后送入短波電臺，采用短波單邊帶信道，多頻道分組自動發(fā)送方式多包分發(fā)，采用多頻道自動掃描接收方式多次接收，將正確的數(shù)據(jù)按包號拼接整合為一份完整的信息。可為移動船只提供準確、及時、可靠的氣象預報信息服務和其他商業(yè)服務。
文檔編號H04H1/00GK1571313SQ200410026109
公開日2005年1月26日 申請日期2004年4月22日 優(yōu)先權日2004年4月22日
發(fā)明者李振友, 王鐵勇, 鐘文麟, 胡榮及, 權連讓, 崔淇, 路彬, 張會軍, 宋志英, 劉生玉, 王劍鋒 申請人:陜西烽火通信集團有限公司