基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法，在海洋自主觀測(cè)平臺(tái)上利用北斗通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸、衛(wèi)星通訊間斷后的數(shù)據(jù)斷點(diǎn)補(bǔ)發(fā)。本發(fā)明重點(diǎn)針對(duì)北斗通信系統(tǒng)帶寬限制以及拉格朗日漂流浮標(biāo)等海上自主平臺(tái)易受風(fēng)浪影響出現(xiàn)衛(wèi)星通訊間斷的問(wèn)題，采用多組通信模塊平行傳輸數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)分包壓縮發(fā)送并利用多組通信模塊優(yōu)勢(shì)補(bǔ)發(fā)丟失數(shù)據(jù)包的方式，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸、提高數(shù)據(jù)發(fā)送成功率和數(shù)據(jù)傳輸效率。
【專利說(shuō)明】基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋通訊監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，海洋自主觀測(cè)平臺(tái)獲取的海洋要素?cái)?shù)據(jù)向多樣化、高精度、大范圍方向發(fā)展，成為促進(jìn)海洋觀測(cè)實(shí)現(xiàn)三維實(shí)時(shí)觀測(cè)的重要方式。目前觀測(cè)者主要通過(guò)兩種方式獲取海洋自主觀測(cè)平臺(tái)的觀測(cè)數(shù)據(jù):一是回收平臺(tái)中大容量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器，該方式成本較高，不能實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，風(fēng)險(xiǎn)較大(一旦平臺(tái)損壞或丟失，無(wú)法獲取數(shù)據(jù))；二是通過(guò)近岸無(wú)線信號(hào)傳輸或衛(wèi)星通訊將數(shù)據(jù)定期傳輸給數(shù)據(jù)接收端，在遠(yuǎn)離海岸的大洋上，數(shù)據(jù)傳輸只能通過(guò)衛(wèi)星通訊，該方法自動(dòng)化程度高，可實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)儀器運(yùn)行狀況，尤其適合應(yīng)用于拋棄式儀器，適于大范圍觀測(cè)。目前用于這方面的國(guó)際衛(wèi)星通信平臺(tái)存在著功耗高(ARG0S通信系統(tǒng))、成本高(銥星通信系統(tǒng))、對(duì)地面網(wǎng)絡(luò)依賴度高、數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)性差(全球星通信系統(tǒng))等問(wèn)題，而且數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩缘貌坏奖ＷC，不利于保護(hù)國(guó)家近海權(quán)益。
[0003]隨著我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星定位和通信系統(tǒng)投入運(yùn)行，我國(guó)海洋科研和工程等活動(dòng)，強(qiáng)烈要求有使用北斗衛(wèi)星定位與通信的海洋自主觀測(cè)系統(tǒng)?，F(xiàn)階段受限于北斗通信帶寬限制，實(shí)現(xiàn)海洋自主觀測(cè)平臺(tái)大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸是一大技術(shù)難題；而由于拉格朗日漂流浮標(biāo)等海上自主觀測(cè)平臺(tái)受表面海浪影響晃動(dòng)較厲害，因此也常常會(huì)出現(xiàn)衛(wèi)星通訊間斷的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的平行傳輸和斷電續(xù)傳的于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法，其包括以下步驟:
[0006]I)在海洋自主觀測(cè)平臺(tái)的信號(hào)發(fā)射終端上設(shè)置多組北斗通信模塊以及與其連接的微處理器，通過(guò)微處理器從采集的數(shù)據(jù)中分出大數(shù)據(jù)并對(duì)大數(shù)據(jù)壓縮編號(hào)形成多個(gè)數(shù)據(jù)包，多個(gè)數(shù)據(jù)包分別通過(guò)多組北斗通信模塊以平行傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送至陸基信號(hào)接收終端；
[0007]2)陸基信號(hào)接收終端的控制單元比對(duì)發(fā)送過(guò)來(lái)的多個(gè)數(shù)據(jù)包的完整性，若數(shù)據(jù)包完整則生成第一反饋信息，若數(shù)據(jù)包不完整則生成第二反饋信息；
[0008]3)第一反饋信息通過(guò)北斗通信經(jīng)多組北斗通信模塊反饋至微處理器，陸基信號(hào)接收終端對(duì)數(shù)據(jù)包作合并和存儲(chǔ)處理；第二反饋信息通過(guò)北斗通信經(jīng)多組北斗通信模塊反饋至微處理器，微處理器根據(jù)第二反饋信息在規(guī)定時(shí)間內(nèi)控制相應(yīng)通道內(nèi)的北斗通信模塊補(bǔ)發(fā)第二數(shù)據(jù)包，陸基信號(hào)接收終端接收第二數(shù)據(jù)包并將其與已有的數(shù)據(jù)包作合并和存儲(chǔ)處理。[0009]進(jìn)一步地，上述的第3)步驟中，若第二數(shù)據(jù)包未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)成功發(fā)出，則在規(guī)定時(shí)間到達(dá)后，陸基信號(hào)接收終端再次向信號(hào)發(fā)射終端發(fā)送第二反饋信息，微處理器替代性地改為控制其他北斗通信模塊作為新的通道補(bǔ)發(fā)第二數(shù)據(jù)包。
[0010]進(jìn)一步地，上述的第3)步驟中，陸基信號(hào)接收終端再次接受第二數(shù)據(jù)包，若數(shù)據(jù)完整便對(duì)所有數(shù)據(jù)包作合并和存儲(chǔ)處理；若數(shù)據(jù)仍然不完整便再次向信號(hào)發(fā)射終端反饋信肩、O
[0011]進(jìn)一步地，上述的陸基信號(hào)接收終端經(jīng)多次向所述信號(hào)發(fā)射終端反饋信息后，數(shù)據(jù)仍未完整，信號(hào)發(fā)射終端查詢反饋次數(shù)，若反饋次數(shù)未超過(guò)設(shè)定次數(shù)，則繼續(xù)反饋信息，若反饋次數(shù)超過(guò)設(shè)定次數(shù)，則判定數(shù)據(jù)傳輸失敗。
[0012]進(jìn)一步地，上述的設(shè)定次數(shù)為五次。
[0013]進(jìn)一步地，上述的第I)步驟中，采集的數(shù)據(jù)中除去大數(shù)據(jù)后，剩余的數(shù)據(jù)作為其他數(shù)據(jù)通過(guò)單組的北斗通信模塊依次傳輸。
[0014]采用以上技術(shù)方案所取得的有益效果主要在于:在基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)上集成多組北斗通信模塊，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行分包壓縮和平行傳輸，利用北斗系統(tǒng)雙通道特點(diǎn)，建立信號(hào)收發(fā)反饋機(jī)制，并充分利用多組模塊優(yōu)勢(shì)，選擇不同通道補(bǔ)發(fā)丟失數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳。北斗系統(tǒng)單時(shí)次報(bào)文長(zhǎng)度通常限制為98字節(jié)，采用本發(fā)明的多組通信終平行發(fā)送，除去數(shù)據(jù)壓縮包識(shí)別標(biāo)示等信息外，可將單時(shí)次發(fā)報(bào)數(shù)據(jù)成倍擴(kuò)展；海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)接收率要低于船載觀測(cè)，已測(cè)數(shù)據(jù)平均接收率約為70%，高海況時(shí)更低，采用斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)后可獲得提升，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量可提升至90%以上。通過(guò)這兩點(diǎn)的相結(jié)合可以有效節(jié)約帶寬資源，提高海洋自主觀測(cè)平臺(tái)的通信效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為數(shù)據(jù)平行傳輸技術(shù)的工作流程圖。
[0016]圖2為斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0018]為了達(dá)到本發(fā)明的目的，如圖1-2所示，本發(fā)明所涉及的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法的第一種實(shí)施方式中，其采用拉格朗日漂流浮標(biāo)作為海洋自主觀測(cè)平臺(tái)實(shí)例，該方法包括以下步驟:
[0019]I)在海洋自主觀測(cè)平臺(tái)的信號(hào)發(fā)射終端上設(shè)置多組北斗通信模塊以及與其連接的微處理器，通過(guò)微處理器從采集的數(shù)據(jù)中分出大數(shù)據(jù)并對(duì)大數(shù)據(jù)壓縮編號(hào)形成多個(gè)數(shù)據(jù)包，多個(gè)數(shù)據(jù)包分別通過(guò)多組北斗通信模塊以平行傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送至陸基信號(hào)接收終端；其中，北斗通信模塊可以根據(jù)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度等來(lái)做出調(diào)整，在此不作具體的數(shù)量限定，微處理器則可以采用單片機(jī)等已知的用于控制信號(hào)采集發(fā)射的控制單元，而對(duì)于數(shù)據(jù)的判斷則可以通過(guò)在微處理器內(nèi)進(jìn)行設(shè)定后來(lái)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度來(lái)自動(dòng)識(shí)別，然后再根據(jù)設(shè)定對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分包壓縮編號(hào)；
[0020]2)陸基信號(hào)接收終端的控制單元比對(duì)發(fā)送過(guò)來(lái)的多個(gè)數(shù)據(jù)包的完整性，若數(shù)據(jù)包完整則生成第一反饋信息，若數(shù)據(jù)包不完整則生成第二反饋信息；其中，陸基信號(hào)接收終端可以包括陸基北斗天線、信號(hào)處理器及計(jì)算機(jī)，通過(guò)包括有信號(hào)處理器和計(jì)算機(jī)的控制單元來(lái)根據(jù)設(shè)定對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行相應(yīng)的處理；
[0021]3)第一反饋信息通過(guò)北斗通信經(jīng)多組北斗通信模塊反饋至微處理器，陸基信號(hào)接收終端對(duì)數(shù)據(jù)包作合并和存儲(chǔ)處理；第二反饋信息通過(guò)北斗通信經(jīng)多組北斗通信模塊反饋至微處理器，微處理器根據(jù)第二反饋信息在規(guī)定時(shí)間內(nèi)控制相應(yīng)通道內(nèi)的北斗通信模塊補(bǔ)發(fā)第二數(shù)據(jù)包，陸基信號(hào)接收終端接收第二數(shù)據(jù)包并將其與已有的數(shù)據(jù)包作合并和存儲(chǔ)處理。
[0022]本發(fā)明在基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)上集成多組北斗通信模塊，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行分包壓縮和平行傳輸，利用北斗系統(tǒng)雙通道特點(diǎn)，建立信號(hào)收發(fā)反饋機(jī)制，并充分利用多組模塊優(yōu)勢(shì)，選擇不同通道補(bǔ)發(fā)丟失數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳。北斗系統(tǒng)單時(shí)次報(bào)文長(zhǎng)度通常限制為98字節(jié)，采用本發(fā)明的多組通信終平行發(fā)送，除去數(shù)據(jù)壓縮包識(shí)別標(biāo)示等信息外，可將單時(shí)次發(fā)報(bào)數(shù)據(jù)成倍擴(kuò)展；海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)接收率要低于船載觀測(cè)，已測(cè)數(shù)據(jù)平均接收率約為70%，高海況時(shí)更低，采用斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)后可獲得提升，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量可提升至90%以上。通過(guò)這兩點(diǎn)的相結(jié)合可以有效節(jié)約帶寬資源，提高海洋自主觀測(cè)平臺(tái)的通信效率。
[0023]為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，如圖2所示，本發(fā)明所涉及的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法的第二種實(shí)施方式中，基于第一種實(shí)施方式，在上述的第3)步驟中，若第二數(shù)據(jù)包未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)成功發(fā)出，則在規(guī)定時(shí)間到達(dá)后，陸基信號(hào)接收終端再次向信號(hào)發(fā)射終端發(fā)送第二反饋信息，微處理器替代性地改為控制其他北斗通信模塊作為新的通道補(bǔ)發(fā)第二數(shù)據(jù)包。其中，規(guī)定時(shí)間可以根據(jù)需要自行設(shè)定，其并不限于某些特定的時(shí)間長(zhǎng)度。
[0024]為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，如圖2所示，本發(fā)明所涉及的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法的第三種實(shí)施方式中，基于第二種實(shí)施方式，在上述的第3)步驟中，陸基信號(hào)接收終端再次接受第二數(shù)據(jù)包，若數(shù)據(jù)完整便對(duì)所有數(shù)據(jù)包作合并和存儲(chǔ)處理；若數(shù)據(jù)仍然不完整便再次向信號(hào)發(fā)射終端反饋信息。
[0025]為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，如圖2所示，本發(fā)明所涉及的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法的第四種實(shí)施方式中，基于第三種實(shí)施方式，上述的陸基信號(hào)接收終端經(jīng)多次向所述信號(hào)發(fā)射終端反饋信息后，數(shù)據(jù)仍未完整，信號(hào)發(fā)射終端查詢反饋次數(shù)，若反饋次數(shù)未超過(guò)設(shè)定次數(shù)，則繼續(xù)反饋信息，若反饋次數(shù)超過(guò)設(shè)定次數(shù)，則判定數(shù)據(jù)傳輸失敗。
[0026]為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，如圖2所示，本發(fā)明所涉及的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法的第五種實(shí)施方式中，基于第四種實(shí)施方式，上述的設(shè)定次數(shù)為五次。
[0027]為了進(jìn)一步地優(yōu)化本發(fā)明的實(shí)施效果，本發(fā)明所涉及的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法的第六種實(shí)施方式中，基于第一種實(shí)施方式，上述的第I)步驟中，采集的數(shù)據(jù)中除去大數(shù)據(jù)后，剩余的數(shù)據(jù)作為其他數(shù)據(jù)通過(guò)單組的北斗通信模塊依次傳輸。
[0028]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)在海洋自主觀測(cè)平臺(tái)的信號(hào)發(fā)射終端上設(shè)置多組北斗通信模塊以及與其連接的微處理器，通過(guò)所述微處理器從采集的數(shù)據(jù)中分出大數(shù)據(jù)并對(duì)所述大數(shù)據(jù)壓縮編號(hào)形成多個(gè)數(shù)據(jù)包，所述多個(gè)數(shù)據(jù)包分別通過(guò)所述多組北斗通信模塊以平行傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送至陸基信號(hào)接收終端； 2)所述陸基信號(hào)接收終端的控制單元比對(duì)發(fā)送過(guò)來(lái)的所述多個(gè)數(shù)據(jù)包的完整性，若所述數(shù)據(jù)包完整則生成第一反饋信息，若所述數(shù)據(jù)包不完整則生成第二反饋信息； 3)所述第一反饋信息通過(guò)北斗通信經(jīng)多組北斗通信模塊反饋至所述微處理器，所述陸基信號(hào)接收終端對(duì)所述數(shù)據(jù)包作合并和存儲(chǔ)處理；所述第二反饋信息通過(guò)北斗通信經(jīng)多組北斗通信模塊反饋至所述微處理器，所述微處理器根據(jù)所述第二反饋信息在規(guī)定時(shí)間內(nèi)控制相應(yīng)通道內(nèi)的北斗通信模塊補(bǔ)發(fā)第二數(shù)據(jù)包，所述陸基信號(hào)接收終端接收所述第二數(shù)據(jù)包并將其與已有的所述數(shù)據(jù)包作合并和存儲(chǔ)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:所述第3)步驟中，若所述第二數(shù)據(jù)包未在規(guī)定時(shí)間內(nèi)成功發(fā)出，則在規(guī)定時(shí)間到達(dá)后，所述陸基信號(hào)接收終端再次向所述信號(hào)發(fā)射終端發(fā)送所述第二反饋信息，所述微處理器替代性地改為控制其他北斗通信模塊作為新的通道補(bǔ)發(fā)所述第二數(shù)據(jù)包。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:所述第3)步驟中，所述陸基信號(hào)接收終端再次接受所述第二數(shù)據(jù)包，若數(shù)據(jù)完整便對(duì)所有數(shù)據(jù)包作合并和存儲(chǔ)處理；若數(shù)據(jù)仍然不完整便再次向所述信號(hào)發(fā)射終端反饋信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:所述陸基信號(hào)接收終端經(jīng)多次向所述信號(hào)發(fā)射終端反饋信息后，數(shù)據(jù)仍未完整，所述信號(hào)發(fā)射終端查詢反饋次數(shù)，若所述反饋次數(shù)未超過(guò)設(shè)定次數(shù)，則繼續(xù)反饋信息，若所述反饋次數(shù)超過(guò)設(shè)定次數(shù)，則判定數(shù)據(jù)傳輸失敗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:所述設(shè)定次數(shù)為五次。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗通信的海洋自主觀測(cè)平臺(tái)數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于:所述第I)步驟中，所述采集的數(shù)據(jù)中除去所述大數(shù)據(jù)后，剩余的數(shù)據(jù)作為其他數(shù)據(jù)通過(guò)單組的北斗通信模塊依次傳輸。
【文檔編號(hào)】H04L1/16GK103840924SQ201410068950
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】袁東亮 申請(qǐng)人:南通中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海洋科學(xué)與技術(shù)研究發(fā)展中心, 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所