[发明专利]一种适用于野外无人值守站的多模式数据管理与通信系统

权利要求书

1.一种适用于野外无人值守站的多模式数据管理与通信系统，其特征在于，包括分布于关键监测区域不同监测点的多个多模通信单元；每个多模通信单元包含综合电子模块和数据通信模块；综合电子模块包含中心控制单元、电源管理单元、存储单元和接口单元；数据通信模块包含自组网通信单元、移动通信单元、卫星通信单元、UHF通信单元和北斗短报文通信单元；

所述中心控制单元用于实现对多模通信单元的智能调度和综合管理；

电源管理单元的作用是提供对多模通信单元内部各个模块以及多模通信单元外部各传感器的供电，并执行中心控制单元发来的加断电指令；

存储单元的作用是实现遥测数据、日志数据和外部采集数据的存储和读取；

接口单元的作用是对外部传感器提供传感器正常工作所需要的各类电接口，包括供电接口、通信接口、模拟量采集接口、开关控制接口；

自组网通信单元的作用是为多模通信单元提供基于WLAN的无线数据传输信道，并在数据接收端自组网通信单元的配合下实现双向高速无线数据通信；

移动通信单元的作用是为多模通信单元与控制中心之间提供基于2G/3G/4G通信网络的无线数据传输信道；

卫星通信单元的作用是为多模通信单元与控制中心之间提供基于海事卫星通信网络的无线数据传输信道；

UHF通信单元的作用是为多模通信单元与其它附近多模通信单元之间提供基于LORA的无线数据传输信道；

北斗短报文通信单元的作用是为多模通信单元与控制中心之间提供基于短报文卫星通信网络的无线数据传输信道；

各个多模通信单元之间通过UHF通信组建MESH网络，同时通过移动通信、卫星通信以及北斗短报文单元与控制中心组成星型网络；

所述中心控制单元用于实现对多模通信单元的智能调度和综合管理包括：对外接口控制、对各个传感器以及通信单元的加断电控制、对存储单元的数据存储和读取控制、对各个通信单元的数据通信模式切换控制、与控制中心的应用层通信协议实现、与邻近多模通信单元的中继通信控制、遥测数据采集与判读；

所述中心控制单元对各个通信单元的数据通信模式切换控制过程为：设当前通信模式为A，待切换模式为B，在通信模式A下，在无数据发送的时间段定时通过通信模式A的通道发送心跳包，若收到应答信号，则心跳计数+1，当心跳计数已达到最大值N，则心跳计数保持不变；若未收到应答信号，则心跳计数-1；当心跳计数低于设定门限值N1时，将通信模式B启动待用，进入预备状态，当心跳计数恢复至N1以上时，关闭通信模式B；当心跳计数继续降低，且低于设定门限值N2时，切换至通信模式B；在通信模式B下，通信模式A仍然保持定期发送心跳包，当心跳计数恢复至N2时，则切回通信模式A。

2.如权利要求1所述的一种适用于野外无人值守站的多模式数据管理与通信系统，其特征在于，所述中心控制单元实现中继通信控制过程为：若多模通信单元可用的通信模式中优先级最高的通信模式为任意一种直通通信模式，则系统进入相应的直通通信模式下，并通过相应的通信单元实现直通通信；若自检存储模块反馈多模通信单元可用的通信模式中优先级最高的通信模式为中继通信模式，则系统进入中继通信模式。

3.如权利要求1所述的一种适用于野外无人值守站的多模式数据管理与通信系统，其特征在于，在中继模式中，中继需求端按照LORA终端的角色向外广播组网请求，组网请求中包含有目标中继的SN信息；其余多模通信单元在收到组网请求后，判断本地直通模式是否可用，若直通模式可用且为目标中继，则向中继需求端反馈LORA网关回应信号；若中继需求端没有收到LORA网关回应，则持续发送请求，直至收到LORA网关回应；被选中的LORA网关收到广播结果后，即进入LORA网关中继模式，并按照LORA通信协议接收中继需求端发来的数据，再经过本地的直通信道将数据发送给控制中心；当中继需求端的中继需求完成后，需要通过LORA向外发送中继结束信号，释放中继资源。