[发明专利]一种监测场景下的天地一体化网络的广域通信系统及方法

说明书

本申请提供了一种监测场景下的天地一体化网络的广域通信系统及方法，用于将卫星网络与地面网络相结合，实现可稳定可靠的物联网数据传输，并且还可降低数据传输成本。系统包括多个通信节点、网关通信模块、卫星通信模块、卫星、卫星地面站以及用户终端；多个通信节点在预设的监测需求下，通过传感器采集各自的监测位置处的传感数据，并将传感数据，基于多个通信节点以及网关通信模块组成的地面广域通信网络，发送至网关通信模块；网关通信模块将传感数据发送至卫星通信模块；卫星通信模块将传感数据，基于卫星通信模块、卫星、卫星地面站构成的卫星通信网络，发送至用户终端，使得用户终端对传感数据进行监测工作涉及的数据处理。

技术领域

本申请涉及通信领域，具体涉及一种监测场景下的天地一体化网络的广域通信系统及方法。

背景技术

在地震地灾、农林业以及畜牧业等不同行业的监测场景下，其数据监测的处理，普遍具备区域监测范围广、监测个体多、存在无地面网络覆盖的通信区域等特点。

在具体监测场景中，若使用4G、Nb-Iot等地面通信网络进行数据传输，则仅能解决部分区域、小范围区域的数据监测；而若使用卫星网络进行个体的数据监测，虽然理论上能够保证监测区域的全部覆盖，但又因为成本过高而不具备实用价值。

因此，发明人发现，在监测场景下，需要找到一种既能够实现通信区域全部覆盖，又有较低通信成本的通信方式。

发明内容

本申请提供了一种监测场景下的天地一体化网络的广域通信系统及方法，用于将卫星网络与地面网络相结合，实现可稳定可靠的物联网数据传输，并且还可降低数据传输成本。

第一方面，本申请提供了一种监测场景下的天地一体化网络的广域通信系统，系统包括多个通信节点、网关通信模块、卫星通信模块、卫星、卫星地面站以及用户终端；

多个通信节点在预设的监测需求下，通过传感器采集各自的监测位置处的传感数据，并将传感数据，基于多个通信节点以及网关通信模块组成的地面广域通信网络，发送至网关通信模块；

网关通信模块将传感数据发送至卫星通信模块；

卫星通信模块将传感数据，基于卫星通信模块、卫星、卫星地面站构成的卫星通信网络，发送至用户终端，使得用户终端对传感数据进行监测工作涉及的数据处理。

结合本申请第一方面，在本申请第一方面第一种可能的实现方式中，网关通信模块以及卫星通信模块，集成在一个通信网关中。

结合本申请第一方面第一种可能的实现方式，在本申请第一方面第二种可能的实现方式中，通信节点配置了LoRa节点通信模块以及LoRa节点天线，网关通信模块配置了LoRa网关通信模块以及LoRa网关天线，通信节点与网关通信模块之间采用LoRa通信方式进行数据传输，地面广域通信网络具体为LoRa通信网络。

结合本申请第一方面第二种可能的实现方式，在本申请第一方面第三种可能的实现方式中，网关通信模块预先设置了LoRa通信时间，若当前时间到达LoRa通信时间，则通信网关的微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)对网关通信模块执行唤醒操作，网关通信模块唤醒后执行以下内容：

达到工作状态后，向多个通信节点发送组网指令；

接收多个通信节点发送过来的传感数据，并对传感数据按固定的数据帧格式解析；

将通过解析处理剔除掉无效数据后的传感数据存储至带电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)中；

数据全部解析完毕后从唤醒状态切换至休眠状态。