專利名稱:一種基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)技術,特別涉及一種基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
背景技術:
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS),是繼美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄羅斯的GL0NASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成,可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務,并兼具短報文通信能力。截止2012年11月在軌衛(wèi)星16顆,已經具備區(qū)域導航、定位和授時能力。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)致力于向全球用戶提供高質量的定位、導航和授時服務,包括開放服務和授權服務兩種方式。開放服務是向全球免費提供定位、測速和授時服務,定位精度10米,測速精度0.2米/秒,授時精度50納秒。授權服務是為有高精度、高可靠衛(wèi)星導航需求的用戶,提供定位、測速、授時和通信服務以及系統(tǒng)完好性信息。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與GPS、“伽利略”和“格洛納斯”相比,優(yōu)勢在于短信服務和導航結合,增加了通訊功能;全天候快速定位,極少的通信盲區(qū),精度與GPS相當,而在增強區(qū)域也就是亞太地區(qū),甚至會超過GPS ;向全世界提供的服務都是免費的,在提供無源定位導航和授時等服務時,用戶數(shù)量沒有限制,且與GPS兼容;特別適合集團用戶大范圍監(jiān)控與管理,以及無依托地區(qū)數(shù)據(jù)采集用戶數(shù)據(jù)傳輸應用。物聯(lián)網(wǎng)(Ι0Τ)是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進行信息交換和通訊,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。1995年,比爾.蓋茨的《未來之路》一書中首次提及物聯(lián)網(wǎng)理念;2005年11月,國際電信聯(lián)盟(ITU)正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念;2009年8月,時任中國總理溫家寶到無錫視察,著重強調工業(yè)化和信息化建設,提出“感知中國”;2010年10月,中國“十二五”規(guī)劃已經明確提出:發(fā)展下一代國家基礎設施,推進的應用。將會在智能電網(wǎng)、智能交通、智能物流、物聯(lián)網(wǎng)家居、環(huán)境與安全檢測、工業(yè)與自動化控制、醫(yī)療健康、精細農牧業(yè)、金融與服務業(yè)、國防軍事等十大領域重點部署。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的第三次信息產業(yè)浪潮。物聯(lián)網(wǎng)技術的核心和基礎仍然是“互聯(lián)網(wǎng)技術”,是在互聯(lián)網(wǎng)技術基礎上的延伸和擴展的一種網(wǎng)絡技術,其用戶端延伸和擴展到了任何物品和物品之間,進行信息交換和通信,以此來達到資源共享之目的。在物聯(lián)網(wǎng)通信過程中,需要對物體進行準確的定位、感知,特別是移動中的物體,采取傳統(tǒng)的方法是比較困難的,甚至是無法解決的。隨著信息技術的迅猛發(fā)展和工業(yè)自動化、智能化的迫切需求,將北斗導航與通信技術與現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術緊密結合,不斷實現(xiàn)高精確化、高智能化的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種將北斗衛(wèi)星的定位、定時、通信功能與物聯(lián)網(wǎng)技術相結合的基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),包括傳感器陣列模塊,北斗定位通信終端,北斗衛(wèi)星,北斗地面控制中心單元和物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元;所述傳感器陣列模塊采集環(huán)境信息,將環(huán)境信息發(fā)送給所述北斗定位通信終端,接收北斗定位通信終端發(fā)送的控制信息;所述北斗定位通信終端接收所述傳感器陣列模塊發(fā)送的環(huán)境信息,并向所述北斗衛(wèi)星發(fā)送環(huán)境信息,接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的控制信息并發(fā)送給傳感器陣列模塊,接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的定位信號和定時信號;所述北斗衛(wèi)星接收所述北斗定位通信終端發(fā)送的環(huán)境信息,北斗衛(wèi)星將環(huán)境信息發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元,接收物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元發(fā)送的控制信息并發(fā)送給北斗定位通信終端,向北斗定位通信終端發(fā)送定位信號和定時信號;所述北斗地面控制中心單元與北斗衛(wèi)星通信,對北斗衛(wèi)星進行控制;所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元接收北斗衛(wèi)星發(fā)送的環(huán)境信息,根據(jù)環(huán)境信息產生控制信息,將控制信息發(fā)送給北斗衛(wèi)星。本實用新型的有益效果是:將物聯(lián)網(wǎng)技術與北斗衛(wèi)星的定位、定時、通信功能相結合,實現(xiàn)了一個高度自動化和智能化的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),克服了因信息滯塞帶來的損失和資源浪費問題。在上述技術方案的基礎上,本實用新型還可以做如下改進。進一步,所述傳感器陣列模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、氧氣濃度傳感器、煙霧傳感器、光亮傳感器和/或開關傳感器。進一步,所述北斗定位通信終端內部還包括突發(fā)信息通信模塊,所述突發(fā)信息通信模塊用于當傳感器陣列模塊檢測到超出預定的安全閾值范圍的突發(fā)信息時,將突發(fā)信息發(fā)送給北斗衛(wèi)星。進一步,所述北斗定位通信終端內部包括例行信息通信模塊,所述例行信息通信模塊用于按照物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元設定的通信周期、或者物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元設定的信息上報周期,將采集到的環(huán)境信息發(fā)送給所述北斗衛(wèi)星。進一步,所述北斗定位通信終端內部還包括回復信息通信模塊,所述回復信息通信模塊用于在接收到控制信息時,并根據(jù)控制信息的內容回復北斗衛(wèi)星。采用上述進一步方案的有益效果是傳感器陣列模塊中包括多種傳感器,測量范圍大,北斗定位通信終端內部設置有例行信息通信模塊、突發(fā)信息通信模塊和回復信息通信模塊,根據(jù)傳感器陣列模塊不同的檢測結果,發(fā)送響應答復信息給北斗衛(wèi)星,實現(xiàn)實時監(jiān)控。
圖1為本實用新型裝置結構模塊圖;圖2為本實用新型北斗定位終端與傳感器陣列模塊的通信結構模塊圖。附圖中,各標號所代表的部件列表如下:1、傳感器陣列模塊,2、北斗定位通信終端,3、北斗衛(wèi)星,4、北斗地面控制中心單元,5、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述,所舉實例只用于解釋本實用新型,并非用于限定本實用新型的范圍。如圖1所示,為本實用新型裝置結構模塊圖。實施例1一種基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),包括傳感器陣列模塊1,北斗定位通信終端2,北斗衛(wèi)星3,北斗地面控制中心單元4和物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元5 ;所述傳感器陣列模塊I采集環(huán)境信息,將環(huán)境信息發(fā)送給所述北斗定位通信終端2,接收北斗定位通信終端2發(fā)送的控制信息;所述北斗定位通信終端2接收所述傳感器陣列模塊I發(fā)送的環(huán)境信息,并向所述北斗衛(wèi)星3發(fā)送環(huán)境信息,接收北斗衛(wèi)星3發(fā)送的控制信息并發(fā)送給傳感器陣列模塊1,接收北斗衛(wèi)星3發(fā)送的定位信號和定時信號;所述北斗衛(wèi)星3接收所述北斗定位通信終端2發(fā)送的環(huán)境信息,北斗衛(wèi)星3將環(huán)境信息發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元5,接收物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元5發(fā)送的控制信息并發(fā)送給北斗定位通信終端2,向北斗定位通信終端2發(fā)送定位信號和定時信號;所述北斗地面控制中心單元4與北斗衛(wèi)星的通信,完成北斗衛(wèi)星的控制等功能;所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元5接收北斗衛(wèi)星3發(fā)送的環(huán)境信息,根據(jù)環(huán)境信息產生控制信息,將控制信息發(fā)送給北斗衛(wèi)星3。所述傳感器陣列模塊I包括溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、氧氣濃度傳感器、煙霧傳感器、光亮傳感器、開關傳感器中的一種或幾種。所述北斗定位通信終端2內部包括例行信息通信模塊,所述例行信息通信模塊用于按照物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元設定的通信周期、或者物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元設定的信息上報周期,將采集到的環(huán)境信息發(fā)送給所述北斗衛(wèi)星3。所述北斗定位通信終端2內部還包括突發(fā)信息通信模塊,所述突發(fā)信息通信模塊用于當傳感器陣列模塊I檢測到超出預定的安全閾值范圍的突發(fā)信息時,將突發(fā)信息發(fā)送給北斗衛(wèi)星3。所述北斗定位通信終端2內部還包括回復信息通信模塊,所述回復信息通信模塊用于在接收到控制信息時,并根據(jù)控制信息的內容回復北斗衛(wèi)星3。北斗衛(wèi)星3:主要用于完成北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的空間段功能,實現(xiàn)定位、定時信號發(fā)送、通信信息的中繼任務。環(huán)境傳感器陣列:通過環(huán)境傳感器陣列感知監(jiān)控對象的運行狀態(tài),并把運行狀態(tài)傳送給北斗定位通信終端,同時通過北斗定位通信終端的通訊功能接收物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元發(fā)出的控制指令。環(huán)境傳感器陣列包括溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、氧氣濃度傳感器、煙霧傳感器、光亮傳感器、開關傳感器等,可以上是上述一種或幾種的組合,或其它傳感器。在本實施例中,傳感器陣列選用溫濕度傳感器和光亮傳感器,其中溫濕度傳感器具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性,同時具備體積小、響應迅速、抗干擾能力強等諸多優(yōu)點。傳感器濕度測量范圍:(0-100±4.5) % RH,溫度測量范圍:(-40-+123.8±0.5) °C。光亮傳感器是一種用于兩線式串行總線接口的數(shù)字型光強度傳感器集成電路。這種集成電路可以根據(jù)收集的光線強度數(shù)據(jù)來調整液晶或者鍵盤背景燈的亮度。通過50Hz/60Hz除光噪音功能實現(xiàn)穩(wěn)定的測定,利用它的高分辨率可以探測1-65535LUX的光強度變化。如圖2所示,環(huán)境傳感器與北斗定位通信終端的通信方式有以下幾種:常規(guī)狀態(tài):例行信息上報:按著物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元默認的上報周期、或者物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元設定的信息上報周期進行例行信息上報,例行信息包括該傳感器的測量參數(shù),如當前溫度、當前濕度等;突發(fā)信息上報:當該傳感器檢測到異常時,進行主動信息上報,如當前溫度過高、當前溫度過低、當前濕度過高、當前濕度過低、當前亮度過高、當前亮度過低等報警信息;以及當前電量過低、當前通信鏈路故障等設備自診斷信息;回復信息上報:當傳感器接收到控制指令時,如調整例行上報周期、立即返回測量
參數(shù)等信息。淺休眠狀態(tài):當傳感器接收到淺休眠控制指令時,傳感器進入低功耗淺休眠狀態(tài)。此狀態(tài)的特點是沒有例行信息上報,只有當傳感器檢測到異常時,啟動突發(fā)信息上報;當接收到控制指令時,啟動回復信息上報;深休眠狀態(tài):當傳感器接收到深休眠控制指令時,傳感器進入超低功耗深休眠狀態(tài)。此狀態(tài)的特點是沒有例行信息上報,沒有突發(fā)信息上報,只有接收到控制指令時,啟動回復信息上報。上述幾種 工作狀態(tài)可以通過控制指令進行切換。在本實施例中,采用常規(guī)狀態(tài)方式,保證溫濕度、光亮的例行信息、溫濕度、光亮超標時的預警信息以及物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元控制信息回復及時發(fā)送到北斗定位通信終端。北斗定位通信終端:北斗定位通信終端主要完成兩個主要功能,一個是將傳感器陣列輸入的感知信息通過北斗衛(wèi)星實時發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元,使物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元隨時了解被監(jiān)控現(xiàn)場的環(huán)境信息,同時通過接收北斗衛(wèi)星的定位、定時信號,完成監(jiān)測現(xiàn)場的定位、定時信息并傳送到物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元,使物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元隨時了解被監(jiān)測現(xiàn)場的位置、時間的信息;另外一個功能是接收物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元的控制指令,根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元的控制指令完成對監(jiān)控現(xiàn)場及傳感器陣列的控制,如通知加速前進、改變路線、原地待命、通風、冷卻等;環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)控人員根據(jù)控制指令做出相應的控制動作。同時,還可以通知傳感器陣列更改例行消息上報周期、更改突發(fā)信息上報閥值等。在本實施例中,采用常規(guī)具有定位、通信功能的北斗接收機,通過串口與溫濕度傳感器、光亮傳感器通 目。北斗地面控制中心單元4:通過與北斗衛(wèi)星通信,完成對北斗衛(wèi)星的控制等功能。物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元5:完成對被監(jiān)控對象的管理和控制,實時掌握被監(jiān)控對象的的位置、狀態(tài)等信息,并發(fā)送控制指令;同時與相關業(yè)務部門進行通信,實現(xiàn)實時信息共享。在本實施例中,被監(jiān)控對象是車載軍用物資,物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元可以完成以下功能:可實時掌握車輛的動態(tài)(位置、路線等信息),臨時任務發(fā)生時,可依照各車輛位置及運輸作業(yè)狀態(tài),快速進行部署、調動;[0051]可實時掌握車載軍用物資的狀態(tài)(廂內溫濕度、光亮度)等,當溫濕度、光亮等超標時,立即通知物資保障人員進行通風、除濕等處理措施,避免物資質量受到影響;可進行運輸車輛待命計劃管理,操作人員通過在途信息的反饋,運輸車輛未返回車隊前即做好待命計劃,可提前下達運輸任務,減少等待時間,加快運輸車輛周轉速度,提聞運輸效率;管理人員可以根據(jù)路線參數(shù)的積累、分析數(shù)據(jù),優(yōu)化運輸路徑,根據(jù)優(yōu)化后的最優(yōu)路徑隨時通知運輸車輛選擇最優(yōu)路徑,提高運輸效率。本系統(tǒng)運用北斗衛(wèi)星定位、通信技術,融合先進的物聯(lián)網(wǎng)技術,各級指揮機關與監(jiān)控現(xiàn)場人員之間可以保持隨時通信,密切聯(lián)系;被監(jiān)控對象當前狀況等信息隨時、自動上報到指揮機關以供上級決策,同時,指揮機關通過監(jiān)控中心屏幕上顯示的用戶位置和通信信息,可隨時做出決策調整,實時將上級決策的變更以及相關的信息傳達到監(jiān)控現(xiàn)場人員,以便做出快速反應,從而克服因信息滯塞帶來的損失和資源浪費問題,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的高度自動化、智能化。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于:包括傳感器陣列模塊(1),北斗定位通信終端(2),北斗衛(wèi)星(3),北斗地面控制中心單元(4)和物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元(5); 所述傳感器陣列模塊(I)采集環(huán)境信息,將環(huán)境信息發(fā)送給所述北斗定位通信終端(2),接收北斗定位通信終端(2)發(fā)送的控制信息; 所述北斗定位通信終端(2)接收所述傳感器陣列模塊(I)發(fā)送的環(huán)境信息,并向所述北斗衛(wèi)星(3)發(fā)送環(huán)境信息,接收北斗衛(wèi)星(3)發(fā)送的控制信息并發(fā)送給傳感器陣列模塊(1),接收北斗衛(wèi)星(3)發(fā)送的定位信號和定時信號; 所述北斗衛(wèi)星(3)接收所述北斗定位通信終端(2)發(fā)送的環(huán)境信息,北斗衛(wèi)星(3)將環(huán)境信息發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元(5),接收物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元(5)發(fā)送的控制信息并發(fā)送給北斗定位通信終端(2),向北斗定位通信終端(2)發(fā)送定位信號和定時信號; 所述北斗地面控制中心單元(4)與北斗衛(wèi)星通信,對北斗衛(wèi)星(3)進行控制; 所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元(5)接收北斗衛(wèi)星(3)發(fā)送的環(huán)境信息,根據(jù)環(huán)境信息產生控制信息,將控制信息發(fā)送給北斗衛(wèi)星(3 )。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于:所述傳感器陣列模塊(I)包括溫度傳感器、濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、氧氣濃度傳感器、煙霧傳感器、光亮傳感器和/或開關傳感器。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于:所述北斗定位通信終端(2)內部包括例行信息通信模塊,所述例行信息通信模塊用于按照物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元設定的通信周期、或者物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元設定的信息上報周期,將采集到的環(huán)境信息發(fā)送給所述北斗衛(wèi)星(3)。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于:所述北斗定位通信終端(2)內部還包括突發(fā)信息通信模塊,所述突發(fā)信息通信模塊用于當傳感器陣列模塊(I)檢測到超出預定的安全閾值范圍的突發(fā)信息時,將突發(fā)信息發(fā)送給北斗衛(wèi)星(3)。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),其特征在于:所述北斗定位通信終端(2)內部還包括回復信息通信模塊,所述回復信息通信模塊用于在接收到控制信息時,并根據(jù)控制信息的內容回復北斗衛(wèi)星(3)。
專利摘要本實用新型涉及一種基于北斗衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),包括傳感器陣列模塊,北斗定位通信終端,北斗衛(wèi)星,北斗地面控制中心單元和物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元;所述傳感器陣列模塊采集環(huán)境信息;所述北斗定位通信終端接收環(huán)境信息,并向所述北斗衛(wèi)星發(fā)送環(huán)境信息;所述北斗衛(wèi)星接收環(huán)境信息,并發(fā)送給物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元,接收控制信息并發(fā)送給北斗定位通信終端,向北斗定位通信終端發(fā)送定位信號和定時信號;所述北斗地面控制中心單元與北斗衛(wèi)星通信,對北斗衛(wèi)星進行控制;所述物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心單元接收環(huán)境信息,根據(jù)環(huán)境信息產生控制信息并發(fā)送給北斗衛(wèi)星。本實用新型將物聯(lián)網(wǎng)技術與北斗衛(wèi)星的定位、定時、通信功能相結合,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的高度自動化、智能化。
文檔編號G01S19/01GK202975781SQ20122072711
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日2012年12月25日
發(fā)明者韓志學, 丁志軍, 呂強, 劉思辰, 趙玉華, 徐忠寶, 吳翔吉 申請人:北京華信創(chuàng)通科技有限公司