一种天基物联网系统架构及其组网方法技术方案

一种天基物联网系统架构及其组网方法，它包括天基网络系统、不少于2个地面站、地面互联网、网络管理控制中心、大数据应用中心、行业用户、地面基站、收发模块、若干用户终端。用户终端可以通过微波接入天基网络系统。也可以通过收发模块以蓝牙方式连接，通过收发模块接入天基网络系统。还可以与地面基站以3G、4G或WIFI的方式连接，通过地面基站接入地面互联网，将天基网络与地面网络融合，构建天地一体的物联网服务体系，实现用户终端的广泛接入，不但扩大了覆盖规模，而且有效利用了现有地面资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及物联网
，具体为一种天基物联网系统架构及其组网方法。
技术介绍
中国工信部对物联网的定义为：物联网是通过通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，它利用感知技术与智能装备对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝联结，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的。目前，物联网已广泛应用于智能家居、智慧养老、智能交通、公共安全、工业自动化、移动销售终端等领域。信息获取、信息传输和信息处理是物联网应用的3个主要环节，目前物联网的信息传输主要依靠地面有线网络(包括地面电信网、广电网等)和地面无线网络(包括地面移动通信、地面广播、其他无线通信等)。而地面网络受地域影响较大，覆盖能力有限，导致在海上、山上、野外等偏远地区，基于地面网络的物联网无法应用。卫星通信网络覆盖面积大，对地形和距离不敏感，覆盖地域广、不受地理环境、气候条件和事件限制，可为物联网提供广域甚至全球的信息采集和传输，从而实现物联网在智慧海洋、智能运输、智能钻探、智能勘测等领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种天基物联网系统架构及其组网方法，将天基网络与地面网络融合，构建天地一体的物联网服务体系，实现用户终端的广泛接入，不但扩大了覆盖规模，而且有效利用了现有地面资源。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种天基物联网系统架构及其组网方法，它包括天基网络系统、不少于2个地面站、地面互联网、网络管理控制中心、大数据应用中心、行业用户、地面基站、收发模块、若干用户终端。所述的天基网络平台包括低轨窄带卫星通信星座系统，是由M颗低轨接入星座和N颗中继星座组成的复合星座网络信息通信交换系统。M大于等于2，N大于等于1。所述的地面站承担接收、发送卫星数据和测控卫星工作状态任务。所述的地面互联网是地面已有的网络系统，包括地面电信网、广电网、地面移动通信、地面广播及其它地面有线或无线通信等。所述网络管理控制中心统一管理和利用天基、地基网络数据资源，将数据发送至大数据应用中心，并负责天基物联网系统计费、入网验证等任务。所述的大数据应用中心主要进行数据分析、处理、存储和挖掘，并将数据针对性提供给行业用户。所述的收发模块的功能是实现用户终端和卫星之间的通信。收发模块由接收通道、发射通道、控制系统和电源组成。设有蓝牙系统，可以和微型终端通过蓝牙无线连接。收发模块与卫星通过L波段无线电通信。所述的用户终端包括移动终端、手持终端和微型终端，移动终端包括车载终端和船载、飞机终端，微型终端包括传感器和集成传感器芯片的装置包括智能手机。一种天基物联网系统架构及其组网方法，组网方法是：(1)组建天基网络平台：发射M颗低轨接入卫星和N颗中继卫星，组成天基网络平台。由M大于等于2，N大于等于1。(2)组建天地网络数据处理交互系统，步骤如下：a、建设数量不少于2个地面站，用于接收、发送卫星数据和测控卫星工作状态任务，将现有地面互联网包括地面电信网、广电网、地面移动通信、地面广播及其它地面有线或无线通信等与天基网络平台互联。b、建设不少于1个网络管理控制中心，管理和利用天基、地基网络数据资源，将数据发送至大数据应用中心，并负责天基物联网系统计费、入网验证等任务。(3)、用户接入：用户终端通过收发模块接入天基网络系统，也可以与地面基站以3G、4G或WIFI的方式连接通过地面基站接入地面互联网。本专利技术的有益效果是将天基卫星网络和地面网络通过异构网络融合，实现了资源的有效利用，扩大了市场规模。通过增加收发模块，使用户可以利用手机随时随地接入网络，提升了用户体验。附图说明图1是本专利技术一种天基物联网系统架构示意图具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步详细说明：如图1所示，天基物联网系统架构，它包括天基网络系统、地面站1、地面站2、地面互联网、网络管理控制中心、大数据应用中心、行业用户、地面基站、收发模块、由车载终端和船载终端组成的移动终端、由各种传感器组成的微型终端1、智能手机微型终端2、手持终端。其中天基网络平台是由低轨接入星座和中继星座组成的复合星座系统，其功能是向地面站转发数据。地面站1的功能是负责接入星和中继星的下传数据接收和测控，地面站2作为地面站1的辅助站进行卫星下传数据接收和测控。地面互联网是地面已有网络系统，包括地面电信网、广电网、地面移动通信、地面广播及其它地面有线或无线通信等。网络管理控制中心负责整个网络的监测、系统计费和入网验证，将天基网络和地基网络连接，实现数据资源的统一管理，并将数据发送至大数据应用中心。大数据应用中心汇集了系统的所有数据资源，并进行数据分析、数据处理、数据存储和大数据挖掘，并根据需求为行业用户提供数据信息。收发模块主要用来实现微型终端和卫星之间的通信。移动终端和手持终端通过微波接入天基网络系统。微型终端1与收发模块以蓝牙方式连接，通过收发模块接入天基网络系统。微型终端1也可以与地面基站以3G、4G或WIFI的方式连接，通过地面基站接入地面互联网。微型终端2与收发模块以有线或无线的方式连接，通过收发模块接入天基网络系统。微型终端1的具体应用形式为：微型终端1的一种普通形式是智能手机，当用户在室内时，通过WIFI接入地面互联网进行数据传输。当用户在有地面网络覆盖的室外时，通过3G或4G接入地面互联网进行数据传输。当用户在野外、山区等地面网络覆盖不到的偏远地区时，通过蓝牙与收发模块连接，从而接入天基网络系统进行数据传输。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天基物联网系统架构及其组网方法，它包括天基网络平台、地面站、地面互联网、网络管理控制中心、大数据应用中心、行业用户、地面基站、收发模块、用户终端，其组网方法是：(1)组建天基网络平台：发射M颗低轨接入卫星和N颗中继卫星，组成天基网络平台。M大于等于2，N大于等于1。(2)组建天地网络数据处理交互系统，步骤如下：a、建设数量不少于2个地面站，用于接收、发送卫星数据和测控卫星工作状态任务，将现有地面互联网包括地面电信网、广电网、地面移动通信、地面广播及其它地面有线或无线通信等与天基网络平台互联。b、建设不少于1个网络管理控制中心，管理和利用天基、地基网络数据资源，将数据发送至大数据应用中心，并负责天基物联网系统计费、入网验证等任务。(3)用户接入：用户终端通过收发模块接入天基网络系统，也可以与地面基站以3G、4G或WIFI的方式连接，通过地面基站接入地面互联网。

【技术特征摘要】
1.一种天基物联网系统架构及其组网方法，它包括天基网络平台、地面站、地面互联网、网络管理控制中心、大数据应用中心、行业用户、地面基站、收发模块、用户终端，其组网方法是：(1)组建天基网络平台：发射M颗低轨接入卫星和N颗中继卫星，组成天基网络平台。M大于等于2，N大于等于1。(2)组建天地网络数据处理交互系统，步骤如下：a、建设数量不少于2个地面站，用于接收、发送卫星数据和测控卫星工作状态任务，将现有地面互联网包括地面电信网、广电网、地面移动通信、地面广播及其它地面有线或无线通信等与天基网络平台互联。b、建设不少于1个网络管理控制中心，管理和利用天基、地基网络数据资源，将数据发送至大数据应用中心，并负责天基物联网系统计费、入网验证等任务。(3)用...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫海平，项斌，梁纪秋，王星又，池贤彬，孙述鹏，吴小萌，段枭，晏也绘，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：湖北;42