CN105357654B - 一种基于北斗的应急通信服务***及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于北斗的应急通信服务***及其工作方法，本应急通信服务***包括：北斗应急通信客户端***，以及与该北斗应急通信客户端***相连的北斗应急通信服务端***；本发明易于实现，可不依赖于原有通信网络，覆盖范围大，应用领域广泛，具有较强的现实应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及北斗卫星短报文通信技术领域，特别涉及一种基于北斗卫星短报文通信的应急通信服务***及其工作方法。
背景技术
对于地震等自然灾害地区可能会出现移动通讯中断、电力中断或移动通讯不能覆盖等情况，灾情和救灾信息不能及时获取，最佳救灾抢险时间被贻误，可能由此而造成更多的生命财产损失。另一方面，我国山区和边远地区的通信基础设施建设尚不够完善，人烟稀少，存在较多的通讯盲区问题。例如风力发电设备实施一般都放在比较偏远地区，通常需要专人巡检，设备检修维护耗时费力，一旦设备损坏难以及时被发现，并有可能因耽误检修时间而造成更大的损失。
GPS***仅提供导航定位、授时服务，不提供数据信息交互服务。具有自主知识产权的北斗卫星***在我国和周边地区提供上述服务的同时，还提供独特的短报文服务功能，具有更广泛的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于针对上述关于地震等自然灾害、野外科考、偏远地区移动基站信号无法覆盖等通信孤岛问题，利用北斗卫星短报文通信功能，提供一种及时、有效、可靠的基于北斗的应急通信服务***及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于北斗的应急通信服务***，包括：北斗应急通信客户端***，以及与该北斗应急通信客户端***相连的北斗应急通信服务端***。
进一步，所述北斗应急通信客户端***包括：北斗应急通信基站、短距离无线通信节点；所述北斗应急通信客户端***适于将短距离无线通信节点的信息、地理位置信息的数据融合、解析，以提供GSM/GPRS通信服务和/或北斗短报文通信服务；北斗应急通信服务端***包括北斗应急通信网关、上位机服务器、移动终端和用户机；所述上位机服务器适于通过北斗应急通信网关与远程北斗应急通信客户端***通信。
进一步，所述北斗应急通信基站包括：北斗短报文模块、GSM/GPRS模块、北斗导航定位模块、无线通讯单元，其中所述北斗短报文模块、GSM/GPRS模块分别通过第一通道选择模块与一处理器模块相连；以及所述处理器模块还与北斗导航定位模块和用于连接短距离无线通信节点的无线通讯单元相连。
进一步，所述处理器模块适于将通过北斗导航定位模块获取的定位时间、经纬度与无线通讯单元接收的信息相融合；并将融合的数据包通过北斗短报文模块进行北斗短报文发送，或通过GSM/GPRS模块进行短信发送。
进一步，所述无线通讯单元包括：适于作为WiFi热点的WiFi模块，用于提供蓝牙设备无线接入服务的蓝牙模块；所述WiFi模块、蓝牙模块分别通过第二通道选择模块与处理器模块相连；以及所述无线通讯单元还包括：与处理器模块相连的ZigBee模块；所述处理器模块还与触摸显示模块相连，且通过触摸显示模块输入相应控制指令、数据信息。
进一步，所述处理器模块适于将由触摸显示模块输入的数据信息与定位时间、经纬度及ZigBee模块获得数据信息相融合，并将融合的数据包通过控制指令选择北斗短报文模块发送、接收北斗短报文，或通过GSM/GPRS模块发送、接收短信。
进一步，所述北斗短报文应急通信基站还包括：电源模块，所述电源模块包括：光伏板，与该光伏板相连的充电控制单元，所述充电控制单元充放电端与蓄电池相连，所述充电控制单元的输出端作为北斗短报文应急通信基站的供电端。
进一步，所述北斗应急通信网关适于接收北斗一代卫星短报文信息，进行数据解析、转发给上位机服务器和/或移动终端，并接收上位机服务器或移动终端信息，进行短报文发送，以及还适于采用GSM/GPRS通信方式直接与北斗应急通信客户端***的北斗应急通信基站/终端通信；
所述上位机服务器适于接收北斗应急通信网关信息，进行数据解析、数据库保存、界面显示；用于为用户机提供Web访问服务与管理；用于为用户机提供WCF访问服务与管理；用于北斗短报文信息或GSM/GPRS信息收发管理。
又一方面，为了解决同样的技术问题，本发明还提供了一种基于北斗的应急通信服务***的工作方法。
所述应急通信服务***包括：北斗应急通信客户端***，以及与该北斗应急通信客户端***相连的北斗应急通信服务端***。
进一步，所述北斗应急通信客户端***适于接收北斗二代导航卫星信号，计算位置和时间信息，并接收北斗一代卫星短报文信息，进行数据解析、并转发给短距离无线通信节点，还适于接收短距离无线通信节点信息，融合用户信息、定位及时间信息数据，进行短报文发送；以及采用GSM/GPRS通信方式直接与北斗应急通信服务端***的北斗应急通信网关通信；所述北斗应急通信服务端***包括北斗应急通信网关、上位机服务器；其中所述北斗应急通信网关适于接收北斗一代卫星短报文信息，进行数据解析、转发给上位机服务器或移动终端，并接收上位机服务器或移动终端信息，进行短报文发送，以及还适于采用GSM/GPRS通信方式直接与北斗应急通信客户端***的北斗应急通信基站/终端通信；所述上位机服务器适于接收北斗应急通信网关信息，进行数据解析、数据库保存、界面显示；用于为用户机提供Web访问服务与管理；用于为用户机提供WCF访问服务与管理；用于北斗短报文信息或GSM/GPRS信息收发管理。
本发明的有益效果在于：
（1）提供GSM/GPRS通信服务和北斗短报文通信服务两种服务模式可选。
（2）北斗应急通信基站可以作为终端使用，既可以作为应急通信基站，提供短距离无线通信节点接入服务，也可以作为独立的应急通信终端，扩展了设备应用范围。
（3）应急电源作为后备电源，可光伏充电，在电力***无法供电情况下，可以通过太阳能充电，为北斗应急通信基站/终端提供电能。
（4）***可以作为应急通信功能使用，也可以作为远程设备监控***的一个重要构成部分。
（5）利用北斗卫星***提供的短报文双向通信能力，可以不依赖于原有通信网络，在中国和周边地区均可使用，覆盖范围广，不受地理距离限制，有效地解决我国在频发的自然灾害情况下实施应急救灾和保证信息畅通的问题，可广泛应用于抗震救灾、野外作业、森林防火、交通、水利、远洋作业等应急通信***，社会经济效益明显，具有较强的现实应用价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于北斗的应急通信服务***的原理框图；
图2是本发明的北斗应急通信客户端***的原理框图；
图3是本发明的北斗短报文应急通信基站的通信方法流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
图1是本发明的基于北斗的应急通信服务***的原理框图。
如图1所示，本发明的一种基于北斗的应急通信服务***，包括：北斗应急通信客户端***，以及与该北斗应急通信客户端***相连的北斗应急通信服务端***。
具体的，所述北斗应急通信客户端***包括：北斗应急通信基站、短距离无线通信节点；所述北斗应急通信客户端***适于将短距离无线通信节点的信息、地理位置信息的数据融合、解析，以提供GSM/GPRS通信服务和/或北斗短报文通信服务；北斗应急通信服务端***包括北斗应急通信网关、上位机服务器、移动终端和用户机；所述上位机服务器适于通过北斗应急通信网关与远程北斗应急通信客户端***通信。
其中，短距离无线通信节点包括但不限于采用若干个ZigBee温湿度传感节点、Android平板电脑、智能手机；
所述北斗应急通信服务端***还包括：移动终端和用户机，移动终端为若干个IOS或Android智能手机。
图2是本发明的北斗应急通信客户端***的原理框图。
进一步，所述北斗应急通信基站包括：北斗短报文模块、GSM/GPRS模块、北斗导航定位模块、无线通讯单元，其中所述北斗短报文模块、GSM/GPRS模块分别通过第一通道选择模块与一处理器模块相连；以及所述处理器模块还与北斗导航定位模块和用于连接短距离无线通信节点的无线通讯单元相连。
进一步，所述处理器模块适于将通过北斗导航定位模块获取的定位时间、经纬度与无线通讯单元接收的信息相融合；并将融合的数据包通过北斗短报文模块进行北斗短报文发送，或通过GSM/GPRS模块进行短信发送。
进一步，所述无线通讯单元包括：适于作为WiFi热点的WiFi模块，用于提供蓝牙设备无线接入服务的蓝牙模块；所述WiFi模块、蓝牙模块分别通过第二通道选择模块与处理器模块相连；以及所述无线通讯单元还包括：与处理器模块相连的ZigBee模块；所述处理器模块还与触摸显示模块相连，且通过触摸显示模块（触摸屏）输入相应控制指令、数据信息。
所述第一、第二通道选择模块分别与处理器模块通过相应的串口相连，以及通过S1或S2端进行通道选择。
进一步，所述处理器模块适于将由触摸显示模块输入的数据信息与定位时间、经纬度及ZigBee模块获得数据信息相融合，并将融合的数据包通过控制指令选择北斗短报文模块发送、接收北斗短报文，或通过GSM/GPRS模块发送、接收短信。
进一步，所述北斗短报文应急通信基站还包括：电源模块，所述电源模块包括：光伏板，与该光伏板相连的充电控制单元，所述充电控制单元充放电端与蓄电池相连，所述充电控制单元的输出端作为北斗短报文应急通信基站的供电端。蓄电池为16000mAh后备移动电源，可市电充电，也可光伏充电，在电力***无法供电情况下，可以通过太阳能光伏充电，提高北斗应急通信***的鲁棒性。
进一步，所述北斗应急通信网关适于接收北斗一代卫星短报文信息，进行数据解析、转发给上位机服务器和/或移动终端，并接收上位机服务器或移动终端信息，进行短报文发送，以及还适于采用GSM/GPRS通信方式直接与北斗应急通信客户端***的北斗应急通信基站/终端通信；并且北斗应急通信网关还可以设置为WiFi热点，为Android智能手机、上位机服务器提供WiFi接入服务。
所述上位机服务器适于接收北斗应急通信网关信息，进行数据解析、数据库保存、界面显示；用于为用户机提供Web访问服务与管理；用于为用户机提供WCF访问服务与管理；用于北斗短报文信息或GSM/GPRS信息收发管理。
上位机服务器安装有应急通信服务软件和数据库，用于接收北斗应急通信网关信息，进行数据解析、数据库保存、界面显示、地图显示、历史查询和服务管理；用于为用户机提供WCF访问服务与管理；用于北斗短报文信息或GSM/GPRS信息收发管理。
所述用户机例如但不限于采用PC机，安装有应急通信应用软件，采用WCF方式访问访问与管理上位机服务器，两者之间采用WiFi方式建立无线连接和通信。
作为本实施例1中北斗短报文应急通信基站的通信方法的具体实施过程如下：
图3示出了本发明的北斗短报文应急通信基站的通信方法流程图。
将所述北斗短报文应急通信基站设置为应急通讯终端模式，即选择北斗短报文通信或GSM/GPRS通信方式，并配置通信地址及保存参数；通过北斗导航定位模块获取本地定位时间和经纬度；当需要发送信息时，触摸显示模块输入相应数据信息，将数据信息及定位时间和经纬度进行数据融合，再选择北斗短报文发送或GSM/GPRS短信息发送；当接收到北斗短报文或GSM/GPRS信息时，对接收的数据进行解析并显示。
进一步，将所述北斗短报文应急通信基站设置为应急通信基站模式，即选择北斗短报文通信或GSM/GPRS通信方式，配置通信地址，还设定无线通讯单元所接入的WiFi设备、蓝牙设备、ZigBee设备，并保存参数；通过北斗导航定位模块获取本地定位时间和经纬度；当触摸显示模块输入相应数据信息时，对该数据信息及定位时间和经纬度、ZigBee数据进行数据融合，再选择北斗短报文发送或GSM/GPRS短信息发送；或当接收到WiFi数据包时，对接收的WiFi数据及定位时间、经纬度和ZigBee数据进行数据融合；当选择通信方式为北斗短报文通信时，将融合的数据包转换为北斗短报文自动发送，当选择通信方式为GSM/GPRS通信时，将融合的数据包转换为短信息自动发送；以及当接收到北斗短报文或GSM/GPRS信息时，对接收的数据进行解析，并转发给WiFi设备，或蓝牙设备，或ZigBee设备。
其中，ZigBee模块作为ZigBee协调器，建立ZigBee网络，通过外设的ZigBee温湿度传感节点作为ZigBee网络终端节点构建相应ZigBee网络，以采集温、湿度并传给应急通信基站。
并且WiFi模块建立WiFi网络，提供WiFi热点服务，Android平板电脑接入该WiFi网络并与之通信。
在Android平板电脑应急通信APP输入通信报文信息，通过WiFi网络发送至北斗应急通信基站，处理器模块将接收的Android平板电脑信息、获取的定位时间和经纬度、ZigBee节点数据融合成数据帧，自动按选择的北斗短报文通信方式发送数据帧；
当接收到北斗短报文信息时，处理器模块进行数据解析、屏显，根据控制字段选择是否转发给Android平板电脑。
本发明所涉及使用如下数据帧协议：
（1）北斗应急通信基站发送北斗短报文应用数据帧格式：
（2）北斗应急通信基站接收北斗短报文应用数据帧格式：
| 控制字段 | 信息内容 |
| 8bit，第0位为1表示短报文分段；第1-4位表示分段短报文序号；第5位为0表示为最后一个短报文分段；第6-7位是01时表示转发给WiFi设备，是10时表示转发给ZigBee节点。 | 数据信息内容，最长1672bit。 |
实施例2
在实施例1基础上，本发明还提供了一种基于北斗的应急通信服务***的工作方法，其中所述应急通信服务***包括：北斗应急通信客户端***，以及与该北斗应急通信客户端***相连的北斗应急通信服务端***。
进一步，所述北斗应急通信客户端***适于接收北斗二代导航卫星信号，计算位置和时间信息，并接收北斗一代卫星短报文信息，进行数据解析、并转发给短距离无线通信节点，还适于接收短距离无线通信节点信息，融合用户信息、定位及时间信息数据，进行短报文发送；以及采用GSM/GPRS通信方式直接与北斗应急通信服务端***的北斗应急通信网关通信；所述北斗应急通信服务端***包括北斗应急通信网关、上位机服务器；其中所述北斗应急通信网关适于接收北斗一代卫星短报文信息，进行数据解析、转发给上位机服务器或移动终端，并接收上位机服务器或移动终端信息，进行短报文发送，以及还适于采用GSM/GPRS通信方式直接与北斗应急通信客户端***的北斗应急通信基站/终端通信；
所述上位机服务器适于接收北斗应急通信网关信息，进行数据解析、数据库保存、界面显示；用于为用户机提供Web访问服务与管理；用于为用户机提供WCF访问服务与管理；用于北斗短报文信息或GSM/GPRS信息收发管理。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种基于北斗的应急通信服务***，其特征在于，包括：
北斗应急通信客户端***，以及与该北斗应急通信客户端***相连的北斗应急通信服务端***；
所述北斗应急通信客户端***包括：北斗应急通信基站、短距离无线通信节点；
所述北斗应急通信客户端***适于将短距离无线通信节点的信息、地理位置信息的数据融合、解析，以提供GSM/GPRS通信服务和/或北斗短报文通信服务；
北斗应急通信服务端***包括北斗应急通信网关、上位机服务器、移动终端和用户机；
所述上位机服务器适于通过北斗应急通信网关与远程北斗应急通信客户端***通信。
2.根据权利要求1所述的应急通信服务***，其特征在于，
所述北斗应急通信基站包括：北斗短报文模块、GSM/GPRS模块、北斗导航定位模块、无线通讯单元，其中
所述北斗短报文模块、GSM/GPRS模块分别通过第一通道选择模块与一处理器模块相连；以及
所述处理器模块还与北斗导航定位模块和用于连接短距离无线通信节点的无线通讯单元相连。
3.根据权利要求2所述的应急通信服务***，其特征在于，
所述处理器模块适于将通过北斗导航定位模块获取的定位时间、经纬度与无线通讯单元接收的信息相融合；并将融合的数据包通过北斗短报文模块进行北斗短报文发送，或通过GSM/GPRS模块进行短信发送。
4.根据权利要求3所述的应急通信服务***，其特征在于，
所述无线通讯单元包括：适于作为WiFi热点的WiFi模块，用于提供蓝牙设备无线接入服务的蓝牙模块；
所述WiFi模块、蓝牙模块分别通过第二通道选择模块与处理器模块相连；以及
所述无线通讯单元还包括：与处理器模块相连的ZigBee模块；
所述处理器模块还与触摸显示模块相连，且通过触摸显示模块输入相应控制指令、数据信息。
5.根据权利要求4所述的应急通信服务***，其特征在于，
所述处理器模块适于将由触摸显示模块输入的数据信息与定位时间、经纬度及ZigBee模块获得数据信息相融合，并将融合的数据包通过控制指令选择北斗短报文模块发送、接收北斗短报文，或通过GSM/GPRS模块发送、接收短信。
6.根据权利要求5所述的应急通信服务***，其特征在于，所述北斗短报文应急通信基站还包括：电源模块，所述电源模块包括：光伏板，与该光伏板相连的充电控制单元，所述充电控制单元充放电端与蓄电池相连，所述充电控制单元的输出端作为北斗短报文应急通信基站的供电端。
7.根据权利要求6所述的应急通信服务***，其特征在于，
所述北斗应急通信网关适于接收北斗一代卫星短报文信息，进行数据解析、转发给上位机服务器和/或移动终端，并接收上位机服务器或移动终端信息，进行短报文发送，以及还适于采用GSM/GPRS通信方式直接与北斗应急通信客户端***的北斗应急通信基站/终端通信；
所述上位机服务器适于接收北斗应急通信网关信息，进行数据解析、数据库保存、界面显示；用于为用户机提供Web访问服务与管理；用于为用户机提供WCF访问服务与管理；用于北斗短报文信息或GSM/GPRS信息收发管理。
8.一种基于北斗的应急通信服务***的工作方法，其特征在于，
所述应急通信服务***包括：北斗应急通信客户端***，以及与该北斗应急通信客户端***相连的北斗应急通信服务端***；
所述北斗应急通信客户端***适于接收北斗二代导航卫星信号，计算位置和时间信息，并接收北斗一代卫星短报文信息，进行数据解析、并转发给短距离无线通信节点，还适于接收短距离无线通信节点信息，融合用户信息、定位及时间信息数据，进行短报文发送；以及采用GSM/GPRS通信方式直接与北斗应急通信服务端***的北斗应急通信网关通信；
所述北斗应急通信服务端***包括北斗应急通信网关、上位机服务器；其中
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