[發明專利]一種適用于野外無人值守站的高可靠中繼通信系統

在審

• 申請號: 202011053068.8
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112351399A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 張櫓;韓運忠;段江年;雪霽;蔣帥;楊帆;李炯卉;倪子楠;馬亮;夏寧
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W84/18;H04W88/10;H04B7/185
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微

1.一種適用于野外無人值守站的高可靠中繼通信系統，其特征在于，包括分布于關鍵監測區域不同監測點的多個多模通信單元；多模通信單元分為全網通和低功耗兩個版本；

全網通版本的多模通信單元包含自組網通信單元、移動通信單元、衛星通信單元、LORA通信單元和北斗短報文通信單元；

低功耗版本的多模通信單元包含LORA通信單元；低功耗版本通過LORA通信單元與可通信的全網通版本建立通信，并通過全網通版本實現與控制中心的數據通信；

自組網通信單元為多模通信單元提供基于WLAN的無線數據傳輸信道，并在數據接收端的自組網通信單元的配合下實現雙向高速無線數據通信；

移動通信單元為多模通信單元與控制中心之間提供基于2G/3G/4G通信網絡的無線數據傳輸信道；

衛星通信單元為多模通信單元與控制中心之間提供基于海事衛星通信網絡的無線數據傳輸信道；

LORA通信單元為多模通信單元與其它附近多模通信單元之間提供基于LORA的無線數據傳輸信道；

北斗短報文通信單元為多模通信單元與控制中心之間提供基于短報文衛星通信網絡的無線數據傳輸信道；

各個低功耗版本通過LORA通信方式與可通信的全網通版本之間組建星型網絡，各個全網通版本之間通過LORA通信組建網狀MESH網絡，同時各全網通版本通過移動通信、衛星通信以及北斗短報文單元與控制中心組成星型網絡。

2.如權利要求1所述的一種適用于野外無人值守站的高可靠中繼通信系統，其特征在于，所述低功耗版本的多模通信單元用于接收包業務數據量較小的窄帶傳感器的數據。

3.如權利要求1所述的一種適用于野外無人值守站的高可靠中繼通信系統，其特征在于，全網通版本的多模通信單元用于接收業務數據量較大的寬帶傳感器數據。

4.如權利要求1所述的一種適用于野外無人值守站的高可靠中繼通信系統，其特征在于，低功耗版本的多模通信單元包含一個微控制器單元MCU，一個接口單元，一個LORA通信單元和一個電池；MCU負責完成低功耗版本多模通信單元的系統管理、接口驅動和通信控制；接口單元包含一個232串口，一個GPIO接口和一個SPI接口，其中232串口選用MAX3232芯片實現，GPIO以及SPI接口選用16T245芯片實現；LORA通信單元選用LORA通信模塊實現，并配有LORA天線，實現空間電磁波信號與射頻信號的轉換。

5.如權利要求1所述的一種適用于野外無人值守站的高可靠中繼通信系統，其特征在于，全網通版本的多模通信單元還包括中心控制單元；中心控制單元包括通信方式調度模塊、命令處理分發模塊、數據存儲控制模塊和系統監控模塊；通信方式調度模塊根據平臺設定的優先級和自檢結果進行通信方式的切換；命令處理分發模塊接收解析控制中心通過各個通信單元發來的控制指令，并根據協議約定執行指令或將指令分發到對應的外部設備或通信單元；數據存儲控制模塊生成并存儲平臺日志信息和自檢信息，同時存儲外部遙測和業務數據，并根據控制中心的指令上報特定時刻或特定事件觸發的數據信息；系統監控模塊完成系統自檢和遙測數據的判讀，并根據自檢結果和遙測判讀結果自主完成工作模式的切換。

6.如權利要求5所述的一種適用于野外無人值守站的高可靠中繼通信系統，其特征在于，全網通版本的多模通信單元還包括存儲單元，由嵌入式系統平臺上的存儲模塊實現，采用EMMC作為存儲介質，由Linux操作系統實現對存儲單元的尋址和讀寫操作。

7.如權利要求5所述的一種適用于野外無人值守站的高可靠中繼通信系統，其特征在于，全網通版本的多模通信單元還包括接口單元，包括232串口、485串口、GPIO以及SPI接口和網口；其中232串口選用MAX3232芯片實現，485串口選用MAX3485芯片和MAX3490芯片實現，GPIO以及SPI接口選用16T245芯片實現，網口使用嵌入式平臺自帶的以太網口實現，并通過以太網交換機實現網口的擴展。