一种基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统，包括卫星通信设备、接入网关以及北斗应用服务器，卫星通信设备通过接入网关与北斗应用服务器通信；所述卫星通信设备包括北斗卫星天线、数据采集终端、卫星信号复用模块、稳压电源和北斗控制终端，稳压电源向卫星信号复用模块供电，卫星信号复用模块分别与北斗卫星天线、数据采集终端和北斗控制终端连接。本实用新型专利技术提出的采集系统，添加一个卫星信号复用模块，只需要利用现有的通信设备，就可以实现海洋数据的采集，降低了系统的推广成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数据采集领域，更具体地，涉及一种基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统。
技术介绍
海洋数据采集是研究海洋规律的基础，但是海洋具有面积大，随时间变化大的特点，单点或者选择性地点的数据采集并不能正确地反映海洋规律，甚至会产生错误的研究结果。以海洋资源调查为例，目前采用的调查船取样的方式，成本高，采样点少，采样时间短，无法正确反映海洋资源的变化情况。如果采用高频度和高密度的调查船数据采样，其运行成本的必然高，因而方案不具有可行性。因此，设计成本低廉，工作周期长和采样范围大的海洋数据采集系统就成为目前海洋科学研究必须面对的问题。我国海域有数量巨大的海洋作业船舶，在作业时间，作业范围和作业成本上与专业调查船相比有很大的优势。并且随着管理和技术水平的提高，作业船舶上普遍装备了我国自行设计的北斗卫星通信终端。故基于北斗卫星通信终端的海洋数据采集具有较好的应用前景，能够在不提高成本的同时，获取到较准确的海洋数据。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题，提供一种基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统，使用该系统能够低成本高质量地完成海洋数据采集，获取到较准确的海洋数据。为解决上述技术问题，本技术的技术方案如下：一种基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统，包括卫星通信设备、接入网关以及北斗应用服务器，卫星通信设备通过接入网关与北斗应用服务器通信；所述卫星通信设备包括北斗卫星天线、数据采集终端、卫星信号复用模块、稳压电源和北斗控制终端，稳压电源向卫星信号复用模块供电，卫星信号复用模块分别与北斗卫星天线、数据采集终端和北斗控制终端连接；所述数据采集终端包括顺次连接多个海洋传感器、海洋数据噪声去除模块、模数转换模块、数据处理模块、数据传输模块以及与数据处理模块连接的数据存储模块。上述多个海洋传感器数据采集为同步进行的；海洋数据噪声去除模块连接有多个海洋传感器，实现滤除采集多通道海洋数据中的杂波；模数转换模块，对滤波后的同步多通道海洋数据进行模数转换；数据处理模块，对海洋数据进行处理，用于得到符合要求的海洋数据；数据传输模块，用于对处理之后的海洋数据进行传输；数据存储模块用于存储处理之后的海洋数据，进行数据备份。本技术的基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统具有数据采集高分辨率及高准确率的特点，实现了海洋数据的同步传输，在实时立体海洋观测领域具有广泛的应用前景。所述卫星信号复用模块包括接收信号切换电路、地信号切换电路、发送信号切换电路、三个光电隔离与驱动电路、开关降压电源模块、北斗控制终端接口、数据采集终端接口、北斗卫星天线接口和稳压电源接口；稳压电源接口输出电源并分别接入北斗控制终端接口、数据采集终端接口和北斗卫星天线接口；开关降压电源模块采集数据采集终端的回馈电源，降压后输入到光电隔离与驱动电路，三个光电隔离与驱动电路分别与接收信号切换电路、地信号切换电路、发送信号切换电路连接；卫星信号复用模块通过北斗卫星天线接口与北斗卫星天线连接，通过数据采集终端接口与数据采集终端的数据传输模块连接，通过北斗控制终端接口与北斗控制终端连接，通过稳压电源接口与稳压电源连接。优选的，所述北斗控制终端包括北斗控制终端接口、电源管理模块、核心控制板、扫描键盘接口和液晶显示接口，卫星信号复用模块通过北斗控制终端接口与北斗控制终端连接，北斗控制终端接口与电源管理模块连接，电源管理模块向核心控制板供电，北斗控制终端接口通过串口与核心控制板连接，核心控制板还分别与扫描键盘接口和液晶显示接口连接。本技术提出的采集系统，采用多通道数据采集终端，实现对海洋数据的同步传输及备案，同时在卫星通信设备中添加卫星信号复用模块，使得本系统只需要利用现有的通信设备，就可以实现海洋数据的采集，降低了系统的推广成本。附图说明图1为卫星信号复用模块的连接图。图2为卫星信号复用模块的内部结构图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本技术的技术方案做进一步的说明。一种基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统，包括卫星通信设备、接入网关以及北斗应用服务器，卫星通信设备通过接入网关与北斗应用服务器通信；所述卫星通信设备包括北斗卫星天线、数据采集终端、卫星信号复用模块、稳压电源和北斗控制终端，稳压电源向卫星信号复用模块供电，卫星信号复用模块分别与北斗卫星天线、数据采集终端和北斗控制终端连接；所述数据采集终端包括顺次连接多个海洋传感器、海洋数据噪声去除模块、模数转换模块、数据处理模块、数据传输模块以及与数据处理模块连接的数据存储模块。上述多个海洋传感器数据采集为同步进行的；海洋数据噪声去除模块连接有多个海洋传感器，实现滤除采集多通道海洋数据中的杂波；模数转换模块，对滤波后的同步多通道海洋数据进行模数转换；数据处理模块，对海洋数据进行处理，用于得到符合要求的海洋数据；数据传输模块，用于对处理之后的海洋数据进行传输；数据存储模块用于存储处理之后的海洋数据，进行数据备份。本技术的基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统具有数据采集高分辨率及高准确率的特点，实现了海洋数据的同步传输，在实时立体海洋观测领域具有广泛的应用前景。所述卫星信号复用模块包括接收信号切换电路、地信号切换电路、发送信号切换电路、三个光电隔离与驱动电路、开关降压电源模块、北斗控制终端接口、数据采集终端接口、北斗卫星天线接口和稳压电源接口；稳压电源接口输出电源并分别接入北斗控制终端接口、数据采集终端接口和北斗卫星天线接口；开关降压电源模块采集数据采集终端的回馈电源，降压后输入到光电隔离与驱动电路，三个光电隔离与驱动电路分别与接收信号切换电路、地信号切换电路、发送信号切换电路连接；卫星信号复用模块通过北斗卫星天线接口与北斗卫星天线连接，通过数据采集终端接口与数据采集终端的数据传输模块连接，通过北斗控制终端接口与北斗控制终端连接，通过稳压电源接口与稳压电源连接。其中的北斗卫星通信天线完成北斗信号的收发，导航信号的接收以及双向数字接口的信号交互；北斗控制终端是国内北斗星通公司开发的多用途控制设备，其功能涵盖了导航，轨迹录，报文收发和紧急情况下的报警呼救等；数据采集终端是本系统中的采集数据的收发系统，将获得的海洋数据通过卫星信道将数据发回北斗阵列控制中心。卫星信号复用模块是各个模块的通信中枢，完成设备对信道的申请和释放，并且为各个工作子系统供电，系统对其工作稳定性和可靠性提出了较高的要求。图2给出了卫星信号复用模块的内部结构图。其中RXD_T和TXD_T分别表示RS232电平的北斗卫星天线的数据收发信号；RXD_K和TXD_K表示北斗控制终端的RS232数据收发信号；RXD_C和TXD_C表示数据采集终端的数据收发信号。其结构比较简单，但是在前期的设计和测试中发现了一系列可靠性问题。长时间的将数据采集终端以在线方式工作会造成卫星天线或者控制终端无法收发数据，因此在设计上采用了回馈电源模式，即当采集器不工作时，切换电路工作于信号直接切换模式，信道不受数据采集器控制。同时还发现当数据采集器不工作时，地线连接会造成数据串扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统，其特征在于，包括卫星通信设备、接入网关以及北斗应用服务器，卫星通信设备通过接入网关与北斗应用服务器通信；所述卫星通信设备包括北斗卫星天线、数据采集终端、卫星信号复用模块、稳压电源和北斗控制终端，稳压电源向卫星信号复用模块供电，卫星信号复用模块分别与北斗卫星天线、数据采集终端和北斗控制终端连接；所述数据采集终端包括顺次连接多个海洋传感器、海洋数据噪声去除模块、模数转换模块、数据处理模块、数据传输模块以及与数据处理模块连接的数据存储模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗卫星通信的海洋数据采集系统，其特征在于，包括卫星通信设备、接入网关以及北斗应用服务器，卫星通信设备通过接入网关与北斗应用服务器通信；所述卫星通信设备包括北斗卫星天线、数据采集终端、卫星信号复用模块、稳压电源和北斗控制终端，稳压电源向卫星信号复用模块供电，卫星信号复用模块分别与北斗卫星天线、数据采集终端和北斗控制终端连接；所述数据采集终端包括顺次连接多个海洋传感器、海洋数据噪声去除模块、模数转换模块、数据处理模块、数据传输模块以及与数据处理模块连接的数据存储模块。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述卫星信号复用模块包括接收信号切换电路、地信号切换电路、发送信号切换电路、三个光电隔离与驱动电路、开关降压电源模块、北斗控制终端接口、数据采集终端接口、北斗卫星天线接口和稳压电源接口；稳压电源接口输出电源并分别接入北...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，邓锐，彭小红，闫秀英，刘思凤，陈有英，曾丽，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：新型
国别省市：广东;44