專利名稱：無人值守通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)收集及遠(yuǎn)距離傳送方法，特別適用于水情數(shù)據(jù)的收集與傳送。
目前國際上在數(shù)據(jù)收集與遠(yuǎn)距離傳送方面大都采用衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)，其方式為收集發(fā)送→衛(wèi)星→接收處理，根據(jù)不同的要求、不同的使用特點(diǎn)采用不同的星種，在采集水情數(shù)據(jù)方面一般都采用氣象衛(wèi)星。氣象衛(wèi)星大都裝備一個(gè)窄帶轉(zhuǎn)發(fā)器，帶寬為0.3MHz～0.4MHz，每路通道帶寬3KHz或1.5KHz，有133路通道，傳送數(shù)據(jù)率為100bit/s，發(fā)送波束寬度30°，因此對(duì)發(fā)送裝置來說氣象衛(wèi)星易對(duì)準(zhǔn)，且由于發(fā)射頻率低，在硬件線路上通過中頻調(diào)制即可發(fā)射，故線路簡單容易實(shí)現(xiàn)，僅用太陽能電池和蓄電池就可以完成供電需要，耗電量小，容易實(shí)現(xiàn)無人值守，但是，氣象衛(wèi)星也有很大缺陷，首先轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)據(jù)率低，每一個(gè)數(shù)據(jù)收集平臺(tái)傳送一次數(shù)據(jù)需130秒，以10分鐘為限，每一路通道只能傳送4個(gè)平臺(tái)的收集的數(shù)據(jù)，而我國地域遼闊，河流多，水文情況復(fù)雜，特別是水情的變化較快，在短期內(nèi)將數(shù)據(jù)收集齊，需占用很多條通道，但氣象部門只能分配少數(shù)幾條通道，在不發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞的前提下，將數(shù)據(jù)收集齊需要幾天的時(shí)間，如果在汛期，這樣長的周期無法及時(shí)了解當(dāng)?shù)氐乃樽兓?，更為重要的是，我國目前尚無同步氣象衛(wèi)星，只能用極地軌道氣象衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，而這種衛(wèi)星每天的有效使用時(shí)間很短，數(shù)據(jù)采集周期將更長;其次，氣象衛(wèi)星不能進(jìn)行語音轉(zhuǎn)發(fā)，而就報(bào)訊而言保持與控制中心的通話聯(lián)系其必要性不亞于數(shù)據(jù)傳送;第三，氣象衛(wèi)星的低數(shù)據(jù)率傳輸無法滿足計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的中、高數(shù)據(jù)率傳輸，不利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信。采用通信衛(wèi)星進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)雖然可以解決上述問題(因其頻寬500MHz，通道容量大)，但也存在一些問題，由于發(fā)射頻率高，一般用微波頻率綜合器和中頻頻率綜合器變頻至發(fā)送頻段后發(fā)射，這種變頻方法用電量很大，需要持續(xù)供電，僅用太陽能電池及蓄電池根本無法滿足用電要求，一般采用交流供電，然而水情數(shù)據(jù)采集站大都在人口稀少的偏遠(yuǎn)地區(qū)及河口一帶，地理環(huán)境復(fù)雜，很難架線拉電進(jìn)行持續(xù)供電，即使某些地方可以供電，因設(shè)備龐大，需要經(jīng)常檢修保養(yǎng)，也必須長期有人值班，即無法做到無人值守。
本發(fā)明的目的在于提供一種以通信衛(wèi)星為中繼，既能快速、大容量傳輸數(shù)據(jù)以及兼容語音信號(hào)，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集站無人值守的數(shù)據(jù)采集方法。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式1.數(shù)據(jù)收集及發(fā)送，將水位計(jì)、雨量計(jì)等傳感器收集的數(shù)據(jù)以及由鍵盤輸入的文字和麥克風(fēng)輸入的語音送入微處理器，微處理器進(jìn)行分類、編碼、存儲(chǔ)后在定時(shí)器的控制下輸出編碼后的串行數(shù)據(jù)信號(hào)S至PSK-PCM中頻調(diào)制器，得到中頻信號(hào)f0，其特征在于中頻信號(hào)f0在與混頻信號(hào)f1及f2兩次混頻后再倍頻至通信衛(wèi)星所規(guī)定的地面上行頻率，其中，第一次混頻即f0+f1為P頻段，第二次混頻即f0+f1+f2為L頻段。
2.接收及處理，在現(xiàn)有通信衛(wèi)星接收站的中頻變頻輸出端口，配以能恢復(fù)串行數(shù)據(jù)信號(hào)S的中頻解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，然后送入數(shù)據(jù)處理及顯示裝置。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.縮短了數(shù)據(jù)發(fā)送及收集周期且占用衛(wèi)星通道少，以一條通道為例，應(yīng)用氣象衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，每一個(gè)采集站用130秒，用通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，其數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)1200bit/s，每一個(gè)采集站用3.54秒，采集周期縮短了36.7倍;
2.在用通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的前提下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集站無人值守，由于發(fā)送采用兩次混頻及倍頻技術(shù)，從而免去了微波頻率綜合器及中頻頻率綜合器，使硬件結(jié)構(gòu)簡化，耗電量降低，僅用太陽能電池及蓄電池維持標(biāo)準(zhǔn)晶振工作即可，從而實(shí)現(xiàn)無人值守;
3.實(shí)現(xiàn)語音通信以保持與控制中心的通話聯(lián)系;
4.信號(hào)的接收以現(xiàn)有的衛(wèi)星通信地面站或衛(wèi)星地面接收站為基礎(chǔ)另配中頻解調(diào)器即可，無需單獨(dú)建站，又鑒于空間通信衛(wèi)星較多，可任選租用通道傳輸，無需專門發(fā)射專用衛(wèi)星，從而節(jié)省費(fèi)用;
5.信道質(zhì)量高，誤碼率低，檢錯(cuò)糾錯(cuò)工作可以簡化;
6.可靠性高，由于空間中通信衛(wèi)星很多，一旦所使用的通道出現(xiàn)問題可以隨時(shí)轉(zhuǎn)租衛(wèi)星以保證通道暢通，而氣象衛(wèi)星很少，如果出現(xiàn)問題將使數(shù)據(jù)傳輸陷于中斷。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)行詳細(xì)說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)收集傳送框2為本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)接收框圖參考附圖1，水位計(jì)(1)、雨量計(jì)(2)等測試傳感器收集的數(shù)據(jù)以及由鍵盤(K)輸入的文字和麥克風(fēng)(P)輸入的語音送入微處理器(3)，微處理器(3)進(jìn)行分類、編碼、存儲(chǔ)后在定時(shí)器(4)的控制下輸出編碼后的串行數(shù)據(jù)信號(hào)S至PSK-PCM中頻調(diào)制器(5)，標(biāo)準(zhǔn)晶振Ⅰ(7)為定時(shí)器(4)提供時(shí)間參照，標(biāo)準(zhǔn)晶振Ⅰ(7)經(jīng)倍頻器Ⅰ(6)倍頻至中頻送入中頻調(diào)制器(5)被信號(hào)S調(diào)制，輸出中頻調(diào)制信號(hào)f0，標(biāo)準(zhǔn)晶振Ⅰ(7)經(jīng)由鑒相器(9)、程控分頻器(10)及壓控振蕩器(11)組成的壓控振蕩鎖相環(huán)輸出至倍頻器Ⅱ(14)倍頻產(chǎn)生第一次混頻信號(hào)f1，f1在混頻器Ⅰ(12)內(nèi)與中頻信號(hào)f0混頻至P頻段，標(biāo)準(zhǔn)晶振Ⅱ(8)產(chǎn)生的第二次混頻信號(hào)f2在混頻器Ⅱ(13)內(nèi)與混頻器Ⅰ(12)輸出的第一次混頻信號(hào)f0+f1再次混頻至L頻段，再由倍頻器Ⅲ(15)倍頻至通信衛(wèi)星所規(guī)定的地面上行頻率F，經(jīng)功率放大器(16)放大后送至天線(17)發(fā)送。
參考附圖2，通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)由衛(wèi)星通信地面站天線(18)接收，經(jīng)低噪聲放大器(19)放大送至中頻變頻器(20)，其特征在于在中頻變頻器(20)的輸出端，接一個(gè)能恢復(fù)串行數(shù)據(jù)信號(hào)S的中頻解調(diào)器(21)進(jìn)行解調(diào)，然后送入數(shù)據(jù)處理及顯示裝置(22)。
權(quán)利要求
1.一種無人值守通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集方法，其數(shù)據(jù)收集及發(fā)送包括將水位計(jì)、雨量計(jì)等傳感器收集的數(shù)據(jù)以及由鍵盤輸入的文字和麥克風(fēng)輸入的語音送入微處理器，微處理器進(jìn)行分類、編碼、存儲(chǔ)后在定時(shí)器的控制下輸出編碼后的串行數(shù)據(jù)信號(hào)S至PSK-PCM中頻調(diào)制器，得到中頻信號(hào)f0，其特征在于中頻信號(hào)f0在與混頻信號(hào)f1及f2兩次混頻后再倍頻至通信衛(wèi)星所規(guī)定的地面上行頻率，其中，第一次混頻即f0+f1為P頻段，第二次混頻即f0+f1+f2為L頻段。
2.一種無人值守通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集方法，其接收以常規(guī)通信衛(wèi)星接收站為基礎(chǔ)，其特征在于在中頻變頻器的輸出端口，配以能恢復(fù)串行數(shù)據(jù)信號(hào)S的中頻解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，然后送入數(shù)據(jù)處理及顯示裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人值守通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集方法，水位計(jì)(1)、雨量計(jì)(2)等測試傳感器收集的數(shù)據(jù)以及由鍵盤(K)輸入的文字和麥克風(fēng)(P)輸入的語音送入微處理器(3)，微處理器(3)進(jìn)行分類、編碼、存儲(chǔ)后在定時(shí)器(4)的控制下輸出編碼后的串行數(shù)據(jù)信號(hào)S至PSK-PCM中頻調(diào)制器(5)，標(biāo)準(zhǔn)晶振Ⅰ(7)為定時(shí)器(4)提供時(shí)間參照，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)晶振Ⅰ(7)經(jīng)倍頻器Ⅰ(6)倍頻至中頻后送入中頻調(diào)制器(5)被信號(hào)S調(diào)制，輸出中頻調(diào)制信號(hào)f0，標(biāo)準(zhǔn)晶振Ⅰ(7)經(jīng)由鑒相器(9)、程控分頻器(10)及壓控振蕩器(11)組成的壓控振蕩鎖相環(huán)輸出至倍頻器Ⅱ(14)倍頻產(chǎn)生第一次混頻信號(hào)f1，f1在混頻器Ⅰ(12)內(nèi)與中頻信號(hào)f0混頻至P頻段，標(biāo)準(zhǔn)晶振Ⅱ(8)產(chǎn)生的第二次混頻信號(hào)f2在混頻器Ⅱ(13)內(nèi)與混頻器Ⅰ(12)輸出的第一次混頻信號(hào)f0+f1再次混頻至L頻段，再由倍頻器Ⅲ(15)倍頻至通信衛(wèi)星所規(guī)定的地面上行頻率F。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人值守通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集方法，通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)由通信衛(wèi)星地面站天線(18)接收，經(jīng)低噪聲放大器(19)放大送至中頻變頻器(20)，其特征在于在中頻變頻器(20)的輸出端，接一個(gè)能恢復(fù)串行數(shù)據(jù)信號(hào)S的中頻解調(diào)器(21)進(jìn)行解調(diào)，然后送入數(shù)據(jù)處理及顯示裝置(22)。
全文摘要
一種無人值守通信衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集方法，特別適用于水情數(shù)據(jù)的采集，該方法改變了常用微波頻率綜合器和中頻頻率綜合器變頻至發(fā)送頻段的方法，采用二次混頻將中頻信號(hào)變頻至通信衛(wèi)星規(guī)定的地面上行頻率，其接收以常規(guī)通信衛(wèi)星接收站為基礎(chǔ)稍加改進(jìn)即可，從而解決了用氣象衛(wèi)星無法解決的既能快速、大容量傳輸數(shù)據(jù)以及兼容語音信號(hào)，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集站無人值守的問題，而且信道質(zhì)量高，誤碼率低，可靠性高。
文檔編號(hào)H04B7/00GK1053336SQ9110064
公開日1991年7月24日 申請(qǐng)日期1991年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1991年2月6日
發(fā)明者曾令儒 申請(qǐng)人:航空航天部五院五○三研究所