[發明專利]一種星載物聯網網關及物聯網通信方法

在審

• 申請號: 201711163967.1
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN107947828A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 彭金楊;劉倩;張雙蘭;張守蓉;林金芹;李紅珠;鄒洋;胡宇波;陶偉
• 申請（專利權）人: 湖南瓴星空間信息技術有限公司
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04B7/185;H04L12/40;H04L12/66;H04L29/08
• 代理公司: 長沙瀚頓知識產權代理事務所(普通合伙)43223
• 代理人: 吳亮,郭軍

技術領域

本發明涉及物聯網通信技術領域，尤其涉及一種星載物聯網網關及物聯網通信方法。

背景技術

物聯網(Internet of things，IoT)是指通過各種信息傳感設備(如射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等)，按約定的協議，把任何物品通過物聯網域名相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念。隨著物聯網技術應用越來越廣泛，LPWAN(Low-Power Wide-Area Network，低功耗廣域網)技術成為主流發展趨勢，NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯網)與Lora(Long range，長距離)數據傳輸技術是LPWAN技術的典型代表。

NB-IoT和Lora都需要在地面布設基站接收其覆蓋區域內的物聯網終端數據，但針對海洋、山區、沙漠等無人區及自然災害等惡劣環境下的數據通信與控制需求，由于空間、環境等限制，地面無法布設基站或者布設基站成本太高。對此，可以構建天基物聯網，利用基于衛星的廣域物聯網技術，通過天基物聯網載荷和終端設備，將復雜環境下的傳感器連入天基物聯網，實現物聯信息的跨地域傳輸。

然而，傳統的物聯網地面通信技術與衛星通信技術不相同，無法互聯互通。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種物聯網網關及物聯網通信方法，以解決上述技術問題。

首先，為實現上述目的，本發明提出一種星載物聯網網關，所述星載物聯網網關包括處理器以及與所述處理器連接的收發器，所述收發器用于接收物聯網終端發送的數據或者向物聯網終端發送數據，所述處理器還與星載計算機通信連接，采用遠距離廣域網LoraWAN協議建立物聯網終端與星載計算機之間的通信。

可選地，所述處理器采用遠距離廣域網LoraWAN協議建立物聯網終端與星載計算機之間的通信，包括：

采用啁啾擴頻CCS調制體制建立物聯網終端與星載計算機之間的物理信道。

可選地，所述處理器通過至少兩個串行外設接口SPI與至少兩個相互獨立的收發器分別連接。

可選地，每個收發器包括一個基帶芯片以及與所述基帶芯片分別連接的兩個射頻前端芯片，所述基帶芯片與所述處理器的SPI連接，所述射頻前端芯片用于將同相正交數字信號轉換為無線電模擬信號。

可選地，每個基帶芯片還與所述處理器的兩個通用輸入/輸出GPIO連接，所述處理器通過所述兩個GPIO分別向所述基帶芯片提供復位信號以及衛星導航授權秒脈沖。

可選地，每個基帶芯片的多個中頻調制解調器通道帶寬固定為預設帶寬，每個中頻調制解調器通道的中心頻率不同，每個中頻調制解調器通道用于接收或者發送多種不同速率的信號。

可選地，所述處理器采用速率自適應ADR機制實現與物聯網終端之間的通信。

可選地，所述處理器采用ADR機制實現與物聯網終端之間的通信，包括：

獲取所述星載物聯網網關與目標物聯網終端之間的目標距離；

獲取與所述目標距離對應的目標擴頻因子SF以及目標傳輸速率；

以所述目標SF以及目標傳輸速率向所述目標物聯網終端發送數據。

可選地，所述處理器的控制器局域網絡CAN總線與所述星載計算機通信連接。

進一步地，為實現上述目的，本發明還提供一種物聯網通信方法，應用于星載物聯網網關，所述方法包括：

采用遠距離廣域網LoraWAN協議建立物聯網終端與星載計算機之間的通信。

可選地，所述采用遠距離廣域網LoraWAN協議建立物聯網終端與星載計算機之間的通信，包括：

采用啁啾擴頻CCS調制體制建立物聯網終端與星載計算機之間的物理信道。

可選地，所述采用遠距離廣域網LoraWAN協議建立物聯網終端與星載計算機之間的通信，包括：

采用速率自適應ADR機制實現與物聯網終端之間的通信。

可選地，所述采用ADR機制實現與物聯網終端之間的通信，包括：

獲取所述星載物聯網網關與目標物聯網終端之間的目標距離；

獲取與所述目標距離對應的目標擴頻因子SF以及目標傳輸速率；

以所述目標SF以及目標傳輸速率向所述目標物聯網終端發送數據。