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)：

中國工信部對物聯(lián)網(wǎng)的定義為：物聯(lián)網(wǎng)是通過通信網(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)與智能裝備對物理世界進(jìn)行感知識別，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸互聯(lián)，進(jìn)行計算、處理和知識挖掘，實現(xiàn)人與物、物與物信息交互和無縫聯(lián)結(jié)，達(dá)到對物理世界實時控制、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)自動化、移動銷售終端等領(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)和地面無線網(wǎng)絡(luò)(包括地面移動通信、地面廣播、其他無線通信等)。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)無法應(yīng)用。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大，對地形和距離不敏感，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，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在智慧海洋、智能運輸、智能鉆探、智能勘測等領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實現(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)明是通過以下技術(shù)方案實現(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)、地面移動通信、地面廣播及其它地面有線或無線通信等。

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)計費、入網(wǎng)驗證等任務(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、存儲和挖掘，并將數(shù)據(jù)針對性提供給行業(yè)用戶。

所述的收發(fā)模塊的功能是實現(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藍(lán)牙無線連接。收發(fā)模塊與衛(wèi)星通過L波段無線電通信。

所述的用戶終端包括移動終端、手持終端和微型終端，移動終端包括車載終端和船載、飛機終端，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。

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：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。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個地面站，用于接收、發(fā)送衛(wèi)星數(shù)據(jù)和測控衛(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)、地面移動通信、地面廣播及其它地面有線或無線通信等與天基網(wǎng)絡(luò)平臺互聯(lián)。

b、建設(shè)不少于1個網(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)計費、入網(wǎng)驗證等任務(wù)。

(3)、用戶接入：用戶終端通過收發(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)通過異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合，實現(xiàn)了資源的有效利用，擴(kuò)大了市場規(guī)模。通過增加收發(fā)模塊，使用戶可以利用手機隨時隨地接入網(wǎng)絡(luò)，提升了用戶體驗。

附圖說明

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

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明：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終端、由各種傳感器組成的微型終端1、智能手機微型終端2、手持終端。

其中天基網(wǎng)絡(luò)平臺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)、地面移動通信、地面廣播及其它地面有線或無線通信等。

網(wǎng)絡(luò)管理控制中心負(fù)責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測、系統(tǒng)計費和入網(wǎng)驗證，將天基網(wǎng)絡(luò)和地基網(wǎng)絡(luò)連接，實現(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)模塊主要用來實現(xiàn)微型終端和衛(wèi)星之間的通信。

移動終端和手持終端通過微波接入天基網(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)模塊以有線或無線的方式連接，通過收發(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，當(dāng)用戶在室內(nèi)時，通過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，通過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，通過藍(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。