本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)及其組網(wǎng)方法。
背景技術(shù)：
中國(guó)工信部對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的定義為：物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸，它利用感知技術(shù)與智能裝備對(duì)物理世界進(jìn)行感知識(shí)別，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進(jìn)行計(jì)算、處理和知識(shí)挖掘，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無(wú)縫聯(lián)結(jié)，達(dá)到對(duì)物理世界實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策的目的。目前，物聯(lián)網(wǎng)已廣泛應(yīng)用于智能家居、智慧養(yǎng)老、智能交通、公共安全、工業(yè)自動(dòng)化、移動(dòng)銷售終端等領(lǐng)域。信息獲取、信息傳輸和信息處理是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的3個(gè)主要環(huán)節(jié)，目前物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸主要依靠地面有線網(wǎng)絡(luò)(包括地面電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)等)和地面無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(包括地面移動(dòng)通信、地面廣播、其他無(wú)線通信等)。而地面網(wǎng)絡(luò)受地域影響較大，覆蓋能力有限，導(dǎo)致在海上、山上、野外等偏遠(yuǎn)地區(qū)，基于地面網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)法應(yīng)用。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大，對(duì)地形和距離不敏感，覆蓋地域廣、不受地理環(huán)境、氣候條件和事件限制，可為物聯(lián)網(wǎng)提供廣域甚至全球的信息采集和傳輸，從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在智慧海洋、智能運(yùn)輸、智能鉆探、智能勘測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)及其組網(wǎng)方法，將天基網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)融合，構(gòu)建天地一體的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)用戶終端的廣泛接入，不但擴(kuò)大了覆蓋規(guī)模，而且有效利用了現(xiàn)有地面資源。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)及其組網(wǎng)方法，它包括天基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、不少于2個(gè)地面站、地面互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理控制中心、大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心、行業(yè)用戶、地面基站、收發(fā)模塊、若干用戶終端。
所述的天基網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)包括低軌窄帶衛(wèi)星通信星座系統(tǒng)，是由M顆低軌接入星座和N顆中繼星座組成的復(fù)合星座網(wǎng)絡(luò)信息通信交換系統(tǒng)。M大于等于2，N大于等于1。
所述的地面站承擔(dān)接收、發(fā)送衛(wèi)星數(shù)據(jù)和測(cè)控衛(wèi)星工作狀態(tài)任務(wù)。
所述的地面互聯(lián)網(wǎng)是地面已有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括地面電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、地面移動(dòng)通信、地面廣播及其它地面有線或無(wú)線通信等。
所述網(wǎng)絡(luò)管理控制中心統(tǒng)一管理和利用天基、地基網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源，將數(shù)據(jù)發(fā)送至大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心，并負(fù)責(zé)天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)費(fèi)、入網(wǎng)驗(yàn)證等任務(wù)。
所述的大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心主要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理、存儲(chǔ)和挖掘，并將數(shù)據(jù)針對(duì)性提供給行業(yè)用戶。
所述的收發(fā)模塊的功能是實(shí)現(xiàn)用戶終端和衛(wèi)星之間的通信。收發(fā)模塊由接收通道、發(fā)射通道、控制系統(tǒng)和電源組成。設(shè)有藍(lán)牙系統(tǒng)，可以和微型終端通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線連接。收發(fā)模塊與衛(wèi)星通過(guò)L波段無(wú)線電通信。
所述的用戶終端包括移動(dòng)終端、手持終端和微型終端，移動(dòng)終端包括車載終端和船載、飛機(jī)終端，微型終端包括傳感器和集成傳感器芯片的裝置包括智能手機(jī)。
一種天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)及其組網(wǎng)方法，組網(wǎng)方法是：
(1)組建天基網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)：發(fā)射M顆低軌接入衛(wèi)星和N顆中繼衛(wèi)星，組成天基網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。由M大于等于2，N大于等于1。
(2)組建天地網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理交互系統(tǒng)，步驟如下：
a、建設(shè)數(shù)量不少于2個(gè)地面站，用于接收、發(fā)送衛(wèi)星數(shù)據(jù)和測(cè)控衛(wèi)星工作狀態(tài)任務(wù)，將現(xiàn)有地面互聯(lián)網(wǎng)包括地面電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、地面移動(dòng)通信、地面廣播及其它地面有線或無(wú)線通信等與天基網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)互聯(lián)。
b、建設(shè)不少于1個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理控制中心，管理和利用天基、地基網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資源，將數(shù)據(jù)發(fā)送至大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心，并負(fù)責(zé)天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)計(jì)費(fèi)、入網(wǎng)驗(yàn)證等任務(wù)。
(3)、用戶接入：用戶終端通過(guò)收發(fā)模塊接入天基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也可以與地面基站以3G、4G或WIFI的方式連接通過(guò)地面基站接入地面互聯(lián)網(wǎng)。
本發(fā)明的有益效果是將天基衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)通過(guò)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合，實(shí)現(xiàn)了資源的有效利用，擴(kuò)大了市場(chǎng)規(guī)模。通過(guò)增加收發(fā)模塊，使用戶可以利用手機(jī)隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)，提升了用戶體驗(yàn)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明一種天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：如圖1所示，天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，它包括天基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地面站1、地面站2、地面互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理控制中心、大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心、行業(yè)用戶、地面基站、收發(fā)模塊、由車載終端和船載終端組成的移動(dòng)終端、由各種傳感器組成的微型終端1、智能手機(jī)微型終端2、手持終端。
其中天基網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是由低軌接入星座和中繼星座組成的復(fù)合星座系統(tǒng)，其功能是向地面站轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
地面站1的功能是負(fù)責(zé)接入星和中繼星的下傳數(shù)據(jù)接收和測(cè)控，地面站2作為地面站1的輔助站進(jìn)行衛(wèi)星下傳數(shù)據(jù)接收和測(cè)控。
地面互聯(lián)網(wǎng)是地面已有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括地面電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、地面移動(dòng)通信、地面廣播及其它地面有線或無(wú)線通信等。
網(wǎng)絡(luò)管理控制中心負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)、系統(tǒng)計(jì)費(fèi)和入網(wǎng)驗(yàn)證，將天基網(wǎng)絡(luò)和地基網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管理，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心。
大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心匯集了系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)資源，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和大數(shù)據(jù)挖掘，并根據(jù)需求為行業(yè)用戶提供數(shù)據(jù)信息。
收發(fā)模塊主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)微型終端和衛(wèi)星之間的通信。
移動(dòng)終端和手持終端通過(guò)微波接入天基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。微型終端1與收發(fā)模塊以藍(lán)牙方式連接，通過(guò)收發(fā)模塊接入天基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。微型終端1也可以與地面基站以3G、4G或WIFI的方式連接，通過(guò)地面基站接入地面互聯(lián)網(wǎng)。微型終端2與收發(fā)模塊以有線或無(wú)線的方式連接，通過(guò)收發(fā)模塊接入天基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
微型終端1的具體應(yīng)用形式為：微型終端1的一種普通形式是智能手機(jī)，當(dāng)用戶在室內(nèi)時(shí)，通過(guò)WIFI接入地面互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)用戶在有地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋的室外時(shí)，通過(guò)3G或4G接入地面互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)用戶在野外、山區(qū)等地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的偏遠(yuǎn)地區(qū)時(shí)，通過(guò)藍(lán)牙與收發(fā)模塊連接，從而接入天基網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。