專利名稱：一種基于確認方式的北斗數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種北斗數(shù)據(jù)傳輸方法，屬于北斗通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
北斗衛(wèi)星系統(tǒng)最初被設(shè)計用來進行導(dǎo)航定位服務(wù)，但是該系統(tǒng)還包含了一定的數(shù)據(jù)通信功能，由于傳輸時延小，通信費用相對其它衛(wèi)星系統(tǒng)低，北斗衛(wèi)星已廣泛應(yīng)用于山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警、水情自動測報、自動氣象監(jiān)測、海洋監(jiān)測預(yù)警等實時信息遙測系統(tǒng)中。這些遙測系統(tǒng)一般由多個負責(zé)信息采集的遙測站和一個數(shù)據(jù)接收中心站組成，遙測站包含的數(shù)據(jù)采集終端定時采集信息，并通過北斗通信終端發(fā)送信息到中心站，由中心站接收后對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理和分析。這些遙測系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般如圖1所示。北斗通信終端有兩種類型，一種是普通型終端，只能進行點對點通信；另一種是指揮型終端，可以下轄最多500個普通型終端，可以進行點對點通信，也可以對下轄終端發(fā)送廣播(所有下轄終端只要開機，就可以接收到廣播數(shù)據(jù))，以下簡稱通播。由于指揮型終端的數(shù)據(jù)處理能力較普通型終端要強，在遙測站點超過50個的系統(tǒng)中，一般遙測站采用普通型終端即可，而中心站會采用指揮型終端，以應(yīng)付大量的并發(fā)數(shù)據(jù)接收。在一些采用北斗通信方式的遙測系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)中部分或者所有站點的數(shù)據(jù)對于系統(tǒng)運行非常重要，為確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕谶b測站增加另外一套其它類型的通信設(shè)備，以便在遙測站通過北斗發(fā)送數(shù)據(jù)失敗后通過備用的通信設(shè)備重新傳輸，這就要求中心站在接收到遙測站通過北斗發(fā)送的數(shù)據(jù)后，發(fā)送確認給遙測站，以便使遙測站判斷是否該啟用備用通信設(shè)備進行數(shù)據(jù)重傳。如果系統(tǒng)中需要中心站確認的遙測站點數(shù)量較少，可以采用點對點的確認方式，即中心站收到遙測站通過北斗發(fā)送的數(shù)據(jù)后，立即發(fā)送一條確認數(shù)據(jù)給對應(yīng)的遙測站。但如果系統(tǒng)中需要中心站確認的遙測站點數(shù)量較多，采用點對點的方式延時就會很大，并且大大增加通信費用。北斗衛(wèi)星主要是設(shè)計為軍方服務(wù)的，目前這些采用北斗衛(wèi)星通信的遙測系統(tǒng)都歸屬民用級別，對于民用系統(tǒng)，北斗通信終端的發(fā)信頻度是受限的，一般普通型終端允許的最大發(fā)信頻度為每分鐘一次，指揮型終端允許的最大發(fā)信頻度為每十秒一次。即使中心站采用指揮型終端，在一個包含100個遙測站的系統(tǒng)中，如果每個遙測站都要求接收中心站確認，那么采用點對點方式，發(fā)送100條確認數(shù)據(jù)至少需要1000秒。這要求遙測站在發(fā)信完畢后不能馬上關(guān)閉北斗終端電源，而是要等待相當(dāng)長的時間以接收中心站確認，這樣會大大增加遙測站的功耗，降低遙測站電源系統(tǒng)的壽命。此外，北斗通信費用是按報文的條數(shù)收取的，由于每條確認數(shù)據(jù)都是一條單獨的報文，因此中心站采用點對點方式發(fā)送確認會導(dǎo)致通信費用大幅增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在民用北斗通信系統(tǒng)中因通信終端發(fā)信頻度受限而無法在短時間內(nèi)對所有遙測終端發(fā)送確認的問題，降低通信費用。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于確認方式的北斗數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟I)在一個由負責(zé)數(shù)據(jù)采集的若干遙測站和一個數(shù)據(jù)接收中心站組成的信息采集系統(tǒng)中，遙測站和數(shù)據(jù)接收中心通過北斗衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)傳輸，其中數(shù)據(jù)接收中心采用北斗指揮型終端，而遙測站采用北斗普通型終端，數(shù)據(jù)接收中心的接收程序采用指揮型終端包含的通播指令(即對所有遙測站北斗終端發(fā)送廣播)對遙測站發(fā)送的數(shù)據(jù)進行確認；2)為步驟I)所述的信息采集系統(tǒng)中的每個使用北斗通信終端的遙測站分配一個唯一的通播地址，地址序號從I開始，最大序號為通播報文允許的最大字節(jié)數(shù)乘以8，也就是說，系統(tǒng)中遙測站的數(shù)量不能超過通播報文允許的最大字節(jié)數(shù)乘以8 ； 3)中心站接收程序?qū)γ總€遙測站自報數(shù)據(jù)的確認狀態(tài)用一個二進制位表示，I表示接收正確，O表示未接收到自報數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)不正確，通播報文數(shù)據(jù)域總共能容納的確認狀態(tài)位等于通播報文數(shù)據(jù)域允許的最大字節(jié)數(shù)乘以8，每個遙測站的確認狀態(tài)位都在通播報文數(shù)據(jù)域中有相應(yīng)的位置；4)中心站對單個遙測站的確認狀態(tài)位在通播報文數(shù)據(jù)域中的位置由這個遙測站的通播地址序號決定，具體的計算步驟如下假設(shè)Pl為某遙測站對應(yīng)的確認狀態(tài)位在通播報文數(shù)據(jù)域中的字節(jié)位置，P2為該遙測站對應(yīng)的確認狀態(tài)位在該字節(jié)中位置，N為這個遙測站的通播地址序號，那么Pl=INT ((N-1)/8)+1式(I)P2 = (N-1) mo d8式(2)式(I)中，INT ((N-1)/8)表示先將N_1的值除以8，其結(jié)果進行取整后再乘以8，(N-1) mod8表示用N-1的值對8取模；5)系統(tǒng)中所有的遙測站都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)參考時間Ts通過北斗終端自報采集的數(shù)據(jù)，各遙測站自報的間隔時間可以不同，最小間隔為I分鐘；6)中心站北斗接收程序以遙測站自報的基準(zhǔn)參考時間Ts為基準(zhǔn)，加上一定的偏置時間To后，按照系統(tǒng)中最小的遙測站自報間隔，掃描所有遙測站最近一次的自報數(shù)據(jù)情況；如果某遙測站最近一次的自報數(shù)據(jù)時間和中心站接收計算機當(dāng)前時間相差超過最小的遙測站自報間隔，則該遙測站對應(yīng)的確認狀態(tài)位應(yīng)置為0，表示中心站未收到該遙測站數(shù)據(jù)，否則確認狀態(tài)位置為I ;7)如果中心站接收程序在一次掃描過程中未發(fā)現(xiàn)有遙測站自報數(shù)據(jù)確認狀態(tài)位置為1，則不發(fā)送通播確認，節(jié)省通信費用；若掃描過程中發(fā)現(xiàn)至少有一個遙測站確認狀態(tài)位置為I，則發(fā)送通播；8)遙測站在發(fā)送完采集數(shù)據(jù)后，等待中心站發(fā)出的通播報文，等待的時間至少大于中心站掃描的偏置時間To ；9)遙測站接收到中心站發(fā)出的通播后，根據(jù)自身的通播地址，查詢通播報文數(shù)據(jù)域中對應(yīng)的確認狀態(tài)位的值，如果為1，遙測站認為自報數(shù)據(jù)已被中心站成功接收；如果為0，遙測站認為自報數(shù)據(jù)未被中心站正確接收，啟用備用信道重發(fā)數(shù)據(jù)或記錄本次發(fā)信失敗。本發(fā)明所達到的有益效果
最大限度的節(jié)省通信費用點對點確認方式需要為每一條自報數(shù)據(jù)發(fā)送一條確認，而本專利提出的數(shù)據(jù)編碼方法和時序控制方法實現(xiàn)了在一條北斗報文中由中心站對遙測系統(tǒng)所有的遙測站自報數(shù)據(jù)的確認，由于北斗通信費用是按通信條數(shù)計費的，明顯采用本專利提出的方法要比點對點方式更節(jié)省通信費用，特別是在系統(tǒng)中多個遙測站進行數(shù)據(jù)并發(fā)時節(jié)省的費用更是可觀。消除了民用系統(tǒng)北斗終端發(fā)信頻度受限的因素點對點確認方式需要為每一條自報數(shù)據(jù)發(fā)送一條確認，但由于民用系統(tǒng)北斗終端的發(fā)信頻度受限(最短也需要10秒)，因此如果系統(tǒng)中需要等待確認的遙測站數(shù)量多，那么中心站發(fā)送完所有的確認會消耗很長時間，而遙測站也必須等待足夠長的時間以接收中心站的確認，這會增大自身電源消耗。而本專利提出的方法只用一條報文即實現(xiàn)了對所有的遙測站自報數(shù)據(jù)的確認，因此從本質(zhì)上避免了發(fā)送多條確認所造成的時間消耗以及增大遙測站電源消耗的問題。


圖1為遙測系統(tǒng)北斗通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。圖2為北斗通播報文格式圖。圖3為遙測站自報與中心站掃描時序控制圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明采用一種特殊的數(shù)據(jù)編碼方法和通信時序控制，結(jié)合北斗指揮型終端包含的通播功能，在一條北斗數(shù)據(jù)報文中實現(xiàn)對系統(tǒng)中所有遙測站的自報數(shù)據(jù)進行確認，以避免點對點確認方式造成的延時過大導(dǎo)致增大遙測站電源功耗的問題，并可以極大節(jié)省通信費用。一種基于確認方式的北斗數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下步驟I)在一個由負責(zé)數(shù)據(jù)采集的若干遙測站和一個數(shù)據(jù)接收中心站組成的信息采集系統(tǒng)中，遙測站和數(shù)據(jù)接收中心通過北斗衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)傳輸(圖1所示)，其中數(shù)據(jù)接收中心采用北斗指揮型終端，而遙測站采用北斗普通型終端，數(shù)據(jù)接收中心的接收程序采用指揮型終端包含的通播指令(即對所有遙測站北斗終端發(fā)送廣播)對遙測站發(fā)送的數(shù)據(jù)進行確認；2)為I)所述的信息采集系統(tǒng)中的每個使用北斗通信終端的遙測站分配一個唯一的通播地址，地址序號從I開始，最大序號為通播報文允許的最大字節(jié)數(shù)乘以8 (不同廠家北斗指揮型終端的通播報文允許的最大字節(jié)數(shù)不同，例如國星的YZH-02-01型指揮型終端的最大允許字節(jié)數(shù)為98，那么系統(tǒng)中通播地址的最大序號為784)，也就是說，系統(tǒng)中遙測站的數(shù)量不能超過通播報文允許的最大字節(jié)數(shù)乘以8 ；3)中心站接收程序?qū)γ總€遙測站自報數(shù)據(jù)的確認狀態(tài)用一個二進制位表示，I表示接收正確，O表示未接收到自報數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)不正確，通播報文數(shù)據(jù)域總共能容納的確認狀態(tài)位等于通播報文數(shù)據(jù)域允許的最大字節(jié)數(shù)乘以8，每個遙測站的確認狀態(tài)位都在通播報文數(shù)據(jù)域中有相應(yīng)的位置；4)中心站對單個遙測站的確認狀態(tài)位在通播報文數(shù)據(jù)域中的位置由這個遙測站的通播地址序號決定，具體的計算步驟如下假設(shè)Pl為某遙測站對應(yīng)的確認狀態(tài)位在通播報文數(shù)據(jù)域中的字節(jié)位置，P2為該遙測站對應(yīng)的確認狀態(tài)位在該字節(jié)中位置，N為這個遙測站的通播地址序號，那么Pl=INT ((N-1)/8)+1式(I)P2 = (N-1) mod8式(2)式(I)中，INT ((N-1)/8)表示先將N_1的值除以8，其結(jié)果進行取整后再乘以8，(N-1)mod8表示用N-1的值對8取模，例如N等于15，經(jīng)過式(I)和式(2)計算后結(jié)果為Pl等于2，P2等于6，那么該遙測站確認狀態(tài)位在通播報文數(shù)據(jù)域中的 位置是第2個字節(jié)的BIT6 ；5)系統(tǒng)中所有的遙測站都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)參考時間Ts通過北斗終端自報采集的數(shù)據(jù)，各遙測站自報的間隔時間可以不同，最小間隔為I分鐘；例如遙測站自報數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)參考時間設(shè)為08:00:00，自報間隔為5分鐘，那么遙測站每次自報的時間分別為08:00:00、08:05:00、08:10:00......；6)中心站北斗接收程序以遙測站自報的基準(zhǔn)參考時間Ts為基準(zhǔn)，加上一定的偏置時間To后，按照系統(tǒng)中最小的遙測站自報間隔，掃描所有遙測站最近一次的自報數(shù)據(jù)情況；例如遙測站自報的基準(zhǔn)時間為08:00:00，系統(tǒng)中遙測站的最小自報間隔為5分鐘，偏置時間設(shè)為30秒，那么中心站北斗接收程序每次掃描的時間發(fā)生在08:00:30、08:05:30、08:10:30……；如果某遙測站最近一次的自報數(shù)據(jù)時間和中心站接收計算機當(dāng)前時間相差超過最小的遙測站自報間隔，則該遙測站對應(yīng)的確認狀態(tài)位應(yīng)置為0，表示中心站未收到該遙測站數(shù)據(jù)；反之確認狀態(tài)位應(yīng)置為I。偏置時間To可根據(jù)系統(tǒng)中站點數(shù)量進行調(diào)整，一般對于一個包含100個遙測站的系統(tǒng)，To不應(yīng)超過30秒。遙測站自報與中心站掃描時序控制如圖3所示。7)如果中心站接收程序在一次掃描過程中未發(fā)現(xiàn)有遙測站自報數(shù)據(jù)確認狀態(tài)位應(yīng)置為1，則不發(fā)送通播確認，這樣可以節(jié)省通信費用；反之若掃描過程中發(fā)現(xiàn)至少有一個遙測站確認狀態(tài)位置為1，則發(fā)送通播；8)遙測站在發(fā)送完采集數(shù)據(jù)后，等待中心站發(fā)出的通播報文，等待的時間至少大于中心站掃描的偏置時間To，考慮到中心站計算機處理以及通播傳輸?shù)难訒r，等待的時間一般不應(yīng)超過To+10秒，以節(jié)省遙測站的功耗。9)遙測站接收到中心站發(fā)出的通播后，根據(jù)自身的通播地址，查詢通播報文數(shù)據(jù)域中對應(yīng)的確認狀態(tài)位的值，如果為1，遙測站認為自報數(shù)據(jù)已被中心站成功接收；如果為0，遙測站認為自報數(shù)據(jù)未被中心站正確接收，可啟用備用信道重發(fā)數(shù)據(jù)或記錄本次發(fā)信失敗。系統(tǒng)中的所有遙測站和中心站時間同步，遙測站和中心站都分別利用自身包含的普通型終端和指揮型終端進行對時工作。以上已以較佳實施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于確認方式的北斗數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟1)在一個由負責(zé)數(shù)據(jù)采集的若干遙測站和一個數(shù)據(jù)接收中心站組成的信息采集系統(tǒng)中，遙測站和數(shù)據(jù)接收中心通過北斗衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)接收中心采用北斗指揮型終端，而遙測站采用北斗普通型終端，數(shù)據(jù)接收中心的接收程序采用指揮型終端包含的通播指令對遙測站發(fā)送的數(shù)據(jù)進行確認；2)為步驟I)所述的信息采集系統(tǒng)中的每個使用北斗通信終端的遙測站分配一個唯一的通播地址，地址序號從I開始，最大序號為通播報文允許的最大字節(jié)數(shù)乘以8 ；3)中心站接收程序?qū)γ總€遙測站自報數(shù)據(jù)的確認狀態(tài)用一個二進制位表示，I表示接收正確，O表示未接收到自報數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)不正確，通播報文數(shù)據(jù)域總共能容納的確認狀態(tài)位等于通播報文數(shù)據(jù)域允許的最大字節(jié)數(shù)乘以8，每個遙測站的確認狀態(tài)位都在通播報文數(shù)據(jù)域中有相應(yīng)的位置；4)中心站對單個遙測站的確認狀態(tài)位在通播報文數(shù)據(jù)域中的位置由本遙測站的通播地址序號決定，具體的計算步驟如下假設(shè)Pl為某遙測站對應(yīng)的確認狀態(tài)位在通播報文數(shù)據(jù)域中的字節(jié)位置，P2為該遙測站對應(yīng)的確認狀態(tài)位在該字節(jié)中位置，N為這個遙測站的通播地址序號，那么Pl=INT((N-1)/8)+1式(I)P2 = (N-1) mod8式(2)式(I)中，ΙΝΤ((Ν-1)/8)表示先將N-1的值除以8，其結(jié)果進行取整后再乘以8，(N-1) mod8表示用N-1的值對8取模；5)系統(tǒng)中所有的遙測站都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)參考時間Ts通過北斗終端自報采集的數(shù)據(jù)，遙測站自報的間隔時間最小間隔為I分鐘；6)中心站北斗接收程序以遙測站自報的基準(zhǔn)參考時間Ts為基準(zhǔn)，加上一定的偏置時間To后，按照系統(tǒng)中最小的遙測站自報間隔，掃描所有遙測站最近一次的自報數(shù)據(jù)情況； 如果某遙測站最近一次的自報數(shù)據(jù)時間和中心站接收計算機當(dāng)前時間相差超過最小的遙測站自報間隔，則該遙測站對應(yīng)的確認狀態(tài)位置為0，表示中心站未收到該遙測站數(shù)據(jù)，否則確認狀態(tài)位置為I ;7)如果中心站接收程序在一次掃描過程中未發(fā)現(xiàn)有遙測站自報數(shù)據(jù)確認狀態(tài)位置為 1，則不發(fā)送通播確認，節(jié)省通信費用；若掃描過程中發(fā)現(xiàn)至少有一個遙測站確認狀態(tài)位置為1，則發(fā)送通播；8)遙測站在發(fā)送完采集數(shù)據(jù)后，等待中心站發(fā)出的通播報文，等待的時間至少大于中心站掃描的偏置時間To ；9)遙測站接收到中心站發(fā)出的通播后，根據(jù)自身的通播地址，查詢通播報文數(shù)據(jù)域中對應(yīng)的確認狀態(tài)位的值，如果為1，遙測站認為自報數(shù)據(jù)已被中心站成功接收；如果為0，遙測站認為自報數(shù)據(jù)未被中心站正確接收，啟用備用信道重發(fā)數(shù)據(jù)或記錄本次發(fā)信失敗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于確認方式的北斗數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于在所述步驟6)中，偏置時間To根據(jù)系統(tǒng)中站點數(shù)量進行調(diào)整，對于一個包含100個遙測站的系統(tǒng)， 偏置時間To不超過30秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于確認方式的北斗數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于在所述步驟8)中，等待的時間不超過偏置時間To+10秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于確認方式的北斗數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于系統(tǒng)中的所有遙測站和中心站時間同步，遙測站和中心站分別利用自身包含的普通型終端和指揮型終端進行對時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于確認方式的北斗數(shù)據(jù)傳輸方法，采用一種特殊的數(shù)據(jù)編碼方法和通信時序控制，結(jié)合北斗指揮型終端包含的通播功能，在一條北斗數(shù)據(jù)報文中實現(xiàn)對系統(tǒng)中所有遙測站的自報數(shù)據(jù)進行確認，以避免點對點確認方式造成的延時過大導(dǎo)致增大遙測站電源功耗的問題，并可以極大節(jié)省通信費用。
文檔編號H04L1/00GK103021152SQ20121047902
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者熊光亞, 曹年紅, 曹翊軍, 藍彥, 景波云, 安保慶, 劉艷平, 李桂平, 湯祥林, 葉宗順, 羅孝兵 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 南京南瑞集團公司, 國家電網(wǎng)公司