CN109407118A - 基于北斗卫星的数据监测终端及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于北斗卫星的数据监测终端及其控制方法的控制方法，包括：从卫星信号中得到标准时间并根据所述标准时间校正数据监测终端的时间；从卫星信号中得到定位信息，并根据所述定位信息得到所述数据监测终端的位置信息；将数据上传到电压监测***。基于北斗卫星***，具备校时、定位、数据传输等功能，解决数据监测终端的定位、校时、数据传输问题。

Description

基于北斗卫星的数据监测终端及其控制方法
技术领域
本发明属于仪器仪表技术领域，尤其涉及一种基于北斗卫星的数据监测终端及其控制方法。
背景技术
供电电压合格率是评价电力企业对用户供电质量是否合格的重要指标，也是政府部门对供电企业进行监管的重要内容，是客户能用电、用好电的关键指标。在当前电力体制深化改革的大环境下，电力企业更应该将做好电压监测、提高供电质量作为企业的生命线，电压监测终端是按国家标准对电压合格率进行监测与统计的手段，是政府部门认可的有效的监测装置，因此供电企业要做好电压监测仪的运行维护，为持续改进供电质量提供数据支持。
电压监测仪终端(以下简称终端)安装位置复杂、多样，地域广、地势多样，当前终端数据多数是基于GPRS与电压管理***通讯，而目前的GPRS通讯方式存在延时较大，比如一个月差几分钟或十几分钟，无法保障终端时间准确性，影响指标的统计及分析。另外，终端安装环境多样，时常出现GPRS通讯不稳导致人工运维终端时难于准确找到终端，如果终端被恶意拆除也无法及时获悉。可见，目前基于GPRS的终端的存在延时且定位通讯网络不稳定的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于北斗卫星的数据监测终端及其控制方法，旨在解决传统基于GPRS的终端存在延时且定位通讯网络不稳定的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种基于北斗卫星的数据监测终端的控制方法，包括：
接收卫星信号；
从卫星信号中得到标准时间，并根据所述标准时间校正所述数据监测终端的时间；
从卫星信号中得到定位信息，并根据所述定位信息得到所述数据监测终端的位置信息；
将数据上传到电压监测***，所述数据包括所述数据监测终端的监测数据、所述监测数据对应的监测时间和所述数据监测终端的位置信息。
本发明实施例的第二方面提供了一种基于北斗卫星的数据监测终端，包括：
天线，配置为接收卫星信号；
授时模块，配置为从卫星信号中得到标准时间，并根据所述标准时间校正所述数据监测终端的时间；
定位模块，配置为从卫星信号中得到定位信息，并根据所述定位信息得到所述数据监测终端的位置信息；
通信模块，配置为将数据上传到电压监测***，所述数据包括所述数据监测终端的监测数据、所述监测数据对应的监测时间和所述数据监测终端的位置信息。
上述基于北斗卫星的数据监测终端及其控制方法基于北斗卫星***，具备校时、定位、数据传输等功能，解决数据监测终端的定位、校时、数据传输问题，其中校时功能解决当前数据监测终端难于准确校时的问题，保证测量数据与时间的一致性；定位功能可便于运维人员准确的掌握数据监测终端的具***置，基于导航软件即到达终端安装位置，而通过终端位置信息变化可防止终端被误拆除；北斗卫星短报文通信功能可在在GPRS或以太网等模块故障或连接主站失败时启用北斗卫星短报文通信功能对数据监测终端数据进行传输，保证通讯的冗余，提高维护的可行性、安全性及可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的基于北斗卫星的数据监测终端的控制方法的具体流程图；
图2为本发明一实施例提供的基于北斗卫星的数据监测终端的控制***结构示意图；
图3为图2所示的数据监测终端中北斗卫星模块的示例电路模块图；
图4为图1所示的控制方法步骤S120的具体流程图；
图5为图3所示的北斗卫星模块中授时模块的示例电路模块图；
图6为图1所示的控制方法步骤S130的具体流程图；
图7为图3所示的北斗卫星模块中定位模块的示例电路模块图；
图8为图1所示的控制方法步骤S140的具体流程图；
图9为图3所示的数据监测终端中通信模块的示例电路模块图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了便于理解，以下将以电压监测终端为例对本发明公开的基于北斗卫星的数据监测终端的控制方法进行具体说明。可以理解的是，该数据监测终端(下称终端)也可以是用水、燃气、基站等安装位置广、复杂、多样的监测终端。
请参阅图1，基于北斗卫星的数据监测终端的控制方法包括：
步骤S110，接收卫星信号。具体地，请参阅图2和图3，终端100内置或外置有北斗卫星模块110，北斗卫星模块110通过半双工的RS485与终端100的电压监测仪120通信，通过北斗卫星模块110的天线111进行数据接收卫星信号并放大。
步骤S120，从卫星信号中得到标准时间，并根据所述标准时间校正所述数据监测终端100的时间。具体地，请参阅图2和图3，北斗卫星模块110的授时模块112从卫星信号中得到标准时间，北斗卫星模块110或电压监测仪120可以根据标准时间去调整电压监测仪120的基准时间，保证了终端100的基准时间和标准时间一致，进而保证了所有终端100时间的统一。
步骤S130，从卫星信号中得到定位信息，并根据所述定位信息得到所述数据监测终端100的位置信息。
步骤S140，将数据上传到电压监测***，所述数据包括所述数据监测终端100的监测数据、所述监测数据对应的监测时间和所述数据监测终端100的位置信息。具体地，终端100将数据监测终端100的监测数据(比如电压数据、自检数据等)通过通讯网络上传到电压监测***，同时提供监测数据对应的监测时间和用于工作人员实时了解终端100位置的位置信息。
其中，请参阅图2和图3，终端100和电压监测***的通讯方式包括GPRS、以太网和北斗短报文通信，即通信模块包括GPRS模块、以太网模块和北斗卫星模块110的北斗短报文通信模块114。北斗卫星模块110的北斗短报文通信模块114其他通讯模块故障或连接电压监测***失败时进行数据传输。启用北斗短报文通信模块114时，北斗卫星作为通信传输媒介将电压监测仪120的数据安全传输到北斗卫星，由北斗卫星通过北斗指挥机转发到电压监测***，保证通讯的冗余。北斗卫星短报文通信具有用户机与用户机、用户机与地面控制中心间双向数字报文通信功能，一般用户机可一次传输76B，短报文不仅可进行点对点双向通信，而且其提供的北斗指挥机可进行点对多点的广播传输，为电压监测仪120的应用提供了极大便利。
可以理解的是，上述步骤S120和S130是可以同时进行，步骤S130在前，步骤S120在后也可行。另外，即使监测数据、时间、定位等数据可以通过GPRS、以太网等传输至电压监测***，但北斗卫星模块110依旧可以将数据监测终端100的位置信息上报至北斗指挥机再传送至电压监测***，而不通过GPRS、以太网的方式到达电压监测***。电压监测***指的是设置在电网主站的统一管理多个终端100的智能终端100(如个人计算机、服务器、智能手机/平板等)等上运行的软件平台。
在其中一个实施例中，请参阅图4和图5，北斗卫星模块110包括授时模块112，步骤S120包括：
步骤S122，对所述卫星信号进行处理得到包含时间信息的数字信号；本例中，授时模块112中的射频前端单元112a对卫星信号进行前端放大、下混频、模数转换，然后输出包含时间、延时等状态信息的数字信号。
步骤S124，对所述数字信号进行恢复得到所述标准时间。本例中，授时模块112中的数字基带单元112b首先对射频前端单元112a的数字信号进行解扩和解调，然后通过恢复出标准时间信息及延时信息等关键信息后，输出标准时间、通道授时状态等信息。
步骤S126，根据所述标准时间调整所述数据监测终端100的时间。本例中，授时模块112中的融合信息处理模块112c(校时单元)将数字基带单元112b获取的标准时间信息传递到电压监测仪120中去调整电压监测仪120的基准时间。
在其中一个实施例中，请参阅3、图6和图7，北斗卫星模块110包括定位模块113，步骤S130包括：
步骤S132，对所述卫星信号进行处理得到包含定位信息的数字信号；本例中，定位模块113中的射频前端单元113a对卫星信号进行放大、混频、滤波、模数转换，输出包位置信息的数字信号。
步骤S134，对数字信号进行处理后输出所述数据监测终端100的位置信息。本例中，定位模块113中的数字基带单元113b首先对射频前端单元113a输出的数字信号进行解调，获得卫星的伪距、载波相位、导航电文等信息，通过算法进行计算输出位置信息。
进一步地，若使用北斗卫星模块110将位置信息上报，则步骤S134通过算法进行计算输出北斗协议格式的位置信息，定位模块113中的融合信息处理模块113c并将数字基带单元113b获取的标准位置信息通过短报文上报至北斗指挥机，北斗指挥机把位置精确的位置信息上送至电压监测***，可通过电压监测***将终端100的位置信息下发到管理软件平台，运维人员通过管理软件平台获取电压监测仪120位置信息，自动生成抢修路径，引导运维人员迅速找到故障的电压监测仪120，实现电压监测仪120故障快速定位、查找，缩减电压监测仪120抢修时间，提高电压监测仪120抢修的效率。
需要说明的是，授时模块112与定位模块113共用同一射频前端电路、数字基带电路和融合信息处理电路。当然，授时模块112与定位模块113中的射频前端电路、数字基带电路和融合信息处理电路也可以相互独立。
在以北斗短报文的方式向电压监测***传输数据时，北斗短报文技术对数据传输的频度(每分钟一次)和每次传输的长度(76字节)有限制，电压监终端100和电压监测***(主站)不适合在北斗短报文信道上通过现有的通信规约进行通信，比如《云南省电压监测仪通信规约》。因此制定采用北斗短报文通信时，终端100和主站之间的通信规约。具体地。请参阅3、图8和图9，步骤S140包括：
步骤S142，将所述数据转换为符合北斗协议格式的数据。本例中，短报文的数据结构顺序为地址域、报文类型、监测通道、数据域，短报文的数据结构如下：
地址域(5字节) 报文类型(1字节) 监测通道(1字节) 数据域(变长)
其中，终端100端应有报文发送队列，且应支持高优先级报文优先发送。另外，由于电压监测仪120是采用半双工的RS485与北斗卫星模块110通信，因此如非必要主站不要向终端100主动发送数据。
步骤S144，将格式转换后的所述数据通过大端格式上传到所述电压监测***。例如，数据0x1234的发送顺序为0x12、0x34。
正常情况下，所有数据均由终端100主动上送到主站，主站无需确认。若接收到所述电压监测***返回的数据补召命令，终端100则根据所述数据补召命令上传缺失的数据，以保证数据的完整性。
此外，请参阅图2和图3，本发明还提供了一种基于北斗卫星的数据监测终端，其包括：
天线111，配置为接收卫星信号；
授时模块112，配置为从卫星信号中得到标准时间并根据所述标准时间校正数据监测终端100的时间；
定位模块113，配置为从卫星信号中得到定位信息，并根据所述定位信息得到所述数据监测终端100的位置信息；
通信模块，配置为将数据上传到电压监测***，所述数据包括所述数据监测终端100的监测数据、所述监测数据对应的监测时间和所述数据监测终端100的位置信息。通信模块包括GPRS模块、以太网模块和北斗卫星模块110的北斗短报文通信模块114
在其中一个实施例中，请参阅图9，所述通信单元包括：
转换单元，配置为将所述数据转换为符合北斗协议格式的数据；
发送单元，配置为将格式转换后的所述数据通过大端格式上传到所述电压监测***。
在其中一个实施例中，所述通信单元还配置为：若接收到所述电压监测***返回的数据补召命令，则根据所述数据补召命令上传缺失的数据。
在其中一个实施例中，请参阅图5，所述授时模块112包括：
射频前端单元112a，配置为对所述卫星信号进行处理得到包含时间信息的数字信号；
数字基带单元112b，配置为对所述数字信号进行恢复得到所述标准时间；
校时单元112c，配置为根据所述标准时间调整所述数据监测终端100的时间。
在其中一个实施例中，请参阅图7，所述定位模块113包括：
射频前端单元112a，配置为对所述卫星信号进行处理得到包含定位信息的数字信号；
数字基带单元112b，配置为对数字信号进行处理后输出所述数据监测终端100的位置信息。
以上仅所述为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗卫星的数据监测终端的控制方法，其特征在于，包括：
接收卫星信号；
从卫星信号中得到标准时间，并根据所述标准时间校正所述数据监测终端的时间；
从卫星信号中得到定位信息，并根据所述定位信息得到所述数据监测终端的位置信息；
将数据上传到电压监测***，所述数据包括所述数据监测终端的监测数据、所述监测数据对应的监测时间和所述数据监测终端的位置信息。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述将数据上传到电压监测***包括：
将所述数据转换为符合北斗协议格式的数据；
将格式转换后的所述数据通过大端格式上传到所述电压监测***。
3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
若接收到所述电压监测***返回的数据补召命令，则根据所述数据补召命令上传缺失的数据。
4.如权利要求1、2或3所述的控制方法，其特征在于，所述从卫星信号中得到标准时间，并根据所述标准时间校正所述数据监测终端的时间包括：
对所述卫星信号进行处理得到包含时间信息的数字信号；
对所述数字信号进行恢复得到所述标准时间；
根据所述标准时间调整所述数据监测终端的时间。
5.如权利要求1、2或3所述的控制方法，其特征在于，所述从卫星信号中得到定位信息，并根据所述定位信息得到所述数据监测终端的位置信息包括：
对所述卫星信号进行处理得到包含定位信息的数字信号；
对数字信号进行处理后输出所述数据监测终端的位置信息。
6.一种基于北斗卫星的数据监测终端，其特征在于，包括：
天线，配置为接收卫星信号；
授时模块，配置为从卫星信号中得到标准时间，并根据所述标准时间校正所述数据监测终端的时间；
定位模块，配置为从卫星信号中得到定位信息，并根据所述定位信息得到所述数据监测终端的位置信息；
通信模块，配置为将数据上传到电压监测***，所述数据包括所述数据监测终端的监测数据、所述监测数据对应的监测时间和所述数据监测终端的位置信息。
7.如权利要求6所述的数据监测终端，其特征在于，所述通信单元包括：
转换单元，配置为将所述数据转换为符合北斗协议格式的数据；
发送单元，配置为将格式转换后的所述数据通过大端格式上传到所述电压监测***。
8.如权利要求6所述的数据监测终端，其特征在于，所述通信单元还配置为：
若接收到所述电压监测***返回的数据补召命令，则根据所述数据补召命令上传缺失的数据。
9.如权利要求6、7或8所述的数据监测终端，其特征在于，所述授时模块包括：
射频前端单元，配置为对所述卫星信号进行处理得到包含时间信息的数字信号；
数字基带单元，配置为对所述数字信号进行恢复得到所述标准时间；
校时单元，配置为根据所述标准时间调整所述数据监测终端的时间。
10.如权利要求6、7或8所述的数据监测终端，其特征在于，所述定位模块包括：
射频前端单元，配置为对所述卫星信号进行处理得到包含定位信息的数字信号；
数字基带单元，配置为对数字信号进行处理后输出所述数据监测终端的位置信息。
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