基于铱星通信技术的地面森林管护系统研究

采用铱星SBD卫星通信业务,基于支持向量机算法,设计了一套专门服务于林业部门的信息采集、数据分析及林火识别的森林管护系统,实现了CO浓度、CO2浓度、烟雾浓度、空气温湿度的自动采集与林区无死角实时远距离无线传输,在10 m范围内可有效识别森林火灾发生的可能性。采集终端硬件基于STM32处理器、铱星Q9602模块、LTC2950-1开关机控制、DS2781电源管理以及两级降压结构,软件在自动模式及手动模式下均可实现数据的实时采集与远程传输,并在远程服务器上进行数据分析与林火发生可能性识别。经实验验证:系统可实时采集5种微环境参数,卫星传输成功率为100%,10 m范围内林火正确识别率为80%左右。2014年开始,系统在内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区林区的森林管护工作中得到应用测试。

基于铱星通信技术的土壤墒情远程监测网络研究

为了实现野外偏远、无GPRS信号地区土壤墒情、温度及降雨量的远程无线实时监测,设计了一套由土壤墒情及相关影响信息实时采集系统、铱星通信以及互联网技术构成的'物联网'架构式土壤墒情实时监测系统,围绕铱星SBD(Short burst data)终端模块9602开发了具有独立知识产权的数据采集系统。该系统实现了智能化、网络化的土壤墒情实时监测,以及历史数据的查询、下载,根据设定阈值进行短信报警、传感器和通信故障报警等功能。该系统自2011年8月在山东省、北京市等地运行以来,可以安全、稳定、可靠地获取监测土壤含水率、温度及降雨量信息。通过试验可知铱星通信在空旷地带成功率为97.2%,单个节点通信费用为每月200元(12 000字节),达到了对土壤墒情、温度和降雨量变化规律进行长期监测的目的。

基于PC104工控机／GPS／铱星通信的海洋监测系统

以大浮标为搭载，建立以PC104工控机为控制核心的远洋立体监控平台，此平台通过串口时分通信方式对监测设备进行通信与控制，通过GPS接收机授时进行同步数据采集，监测数据以RINEX格式进行存档与压缩，以基于检错重发、断点续传机制的铱星通信方式上传监测数据和下载遥控指令；实验证明，本系统性能稳定，通信效率高，适用于远洋资源和环境的遥测遥控。

基于铱星通信的海洋环境在线监测系统

为克服目前海洋环境在线监测仪器设备在应用北斗卫星通信系统的区域限制和Argos卫星通信系统的实时性限制,设计了基于铱星通信系统,并应用于海洋环境在线监测的漂流浮标。浮标采用C8051F单片机作为控制核心,利用HD—2005型便携式χ-γ剂量率仪和海水温盐深测量仪等作为传感器,测量数据经铱星突发短数据终端模块9602上传至铱星通信系统指定邮箱,或反向传送控制命令。浮标通过海上模拟实验获得了较好的效果,初步证明了该设计方案满足低功耗实时传输海洋环境监测数据的要求。

南极科考支撑平台的铱星通信系统的优化设计

分析了南极科考支撑平台的铱星通信系统,对铱星通信系统分别进行了软硬件的优化设计。该系统采用了铱星Pilot双网冗余结构,定义了数据传输方式,并加入故障诊断机制,规划了通信软件的流程。系统测试结果表明,这种通信系统加快了数据传输速率,并保证了数据传输的可靠性。

基于铱星OpenPort的南极科考支撑平台通信系统设计

为实现自动化控制系统——南极科考支撑平台与国内极地监控中心的稳定通信,并且尽可能降低通信费用,针对原来的基于铱星通信系统9522B终端的南极科考支撑平台通信系统提出了一种基于铱星OpenPort作为南极科考支撑平台的数据通信系统,此通信系统费用低并且可以实现全球稳定的数据通信;同时该通信系统采用两套完全相同的系统构成一个主备冗余系统,实现提高数据通信的稳定性、可靠性;经试验证明,基于OpenPort的通信系统在保证了南极与国内监控中心两地之间稳定通信的前提下,实现了高可靠的数据传输,数据传输速度快,通信资费低,大大地降低了通信费用开销。

应用于智能浮标的北斗铱星双模通信系统设计

针对铱星通信数据安全性较低、通信成本高以及北斗通信传输速度慢,覆盖范围较小等问题,设计一种铱星北斗相结合的通信方式应用于深海智能浮标的数据传输。浮标完成一个剖面的数据采集之后,岸站控制系统可以根据不同海域的卫星信号强度和数据的敏感程度,自由选择与智能浮标通过北斗通信或者铱星通信,并且当某种通信方式出现故障后可以切换成另外一种通信模式。该双模通信方式能够有效增强数据传输的安全性、提高通信效率以及增强系统的鲁棒性。

基于铱星系统的南极冰下湖采样与观测远程通信设计与实现

为实现可靠的南极冰下湖采样与观测电力和通信保障,研制了南极冰下湖远程控制不间断供电系统。设计控制器冗余和通信冗余的控制方案保证其恶劣环境下长期可靠运行,使用铱星通信系统实现了南极无人环境下远程通信,采用多线程编程技术和安全外壳协议(Secure Shell,SSH)大大提高了通信的实时性和安全性。经野外试验表明,南极冰下湖远程控制不间断供电系统运行稳定,远程数据通信安全可靠,满足南极环境的使用需求。

海上数字通信新技术

随着通信技术的快速发展,传统的海上通信手段在传输速率、通信质量、通信功能、资费管理等方面存在的弊端越来越明显,使其不能完全满足航运界的通信要求。因此,在海上通信中有效地引入数字通信新技术势在必行。VSAT卫星通信系统、铱星通信系统、高频电子邮件技术以及CemailFax通信系统等数字通信新技术都将有望成为连接船舶与陆地用户的主要通信手段。

铱星MODEM在差分GPS数据传输中的应用

差分GPS中的GPS流动站处于偏远地区时,使用铱星通信作为数据链路以解决常规无线通信方式无法实施的问题。文中测试了应用铱星MODEM传输数据时存在的问题,给出相应的解决方法。以一个数据报的传输为例,建立并分析发送方、接收方的数据传输Petri网模型,最后在PC104工控机和普通PC机上实现。实践证明,保证数据可靠传输的方法稳定、有效。

基于DSP/GPS铱/星通信的远程监测系统

建立了以DSP TMS320VC5402为控制核心,基于铱星/GPS的移动目标监控系统,论述了该监控系统的方案设计、系统组成、硬件配置、软件设计、以及工作原理。最后给出了实验效果图,绘出了运动轨迹,并得到了准确的位置信息。

HM2000型铱星剖面浮标岸站数据收发器的设计

为实现国产HM2000型铱星浮标与岸站控制中心的双向通信功能,在分析HM2000铱星浮标通信机制的基础上,建立了铱星浮标与岸站之间的双向通信链路模型,铱星岸站数据收发器是这条链路的关键环节。文中设计了一种基于i.MX287系列ARM9微处理器和WinCE 6.0操作系统的嵌入式数据自动收发器,介绍了硬件电路、底层驱动及应用层软件设计。在实际应用中,该数据收发器工作稳定、运行可靠,能够自动登录邮箱服务器,实时接收铱星浮标上行数据,并转发给岸站控制软件。同时,中断接收来自岸站控制软件的串口指令,自动进行格式转换、数据打包、邮件发送等操作,完成对铱星浮标下行指令发送,确保铱星浮标与岸站之间通信链路畅通。

无线传感器网络应用卫星通信传输大数据的研究与设计

随着卫星通信在无线传感器网络中应用的普及,大数据传输的稳定性和可靠性日趋成为衡量一个基于卫星通信的无线传感器网络优劣的主要标准之一。本文基于铱星F9602卫星通信模块的特性,研究设计了一套大数据传输系统。系统主要根据无线传感器网络的实际情况对传输的数据帧格式进行了设计,并提出了一种大数据分组传输、接收分组文件以后再对分组文件进行排序组合的方案,并对方案进行了实现。最后对该系统进行模拟实验,实现了基于铱星F9602模块的稳定可靠的大数据传输,该设计对无线传感器网络应用卫星通信进行大数据传输具有一定建设性意义。

“铱星”复出的启示

被誉为世界第8大奇迹,第一个真正能覆盖全球每个角落的“铱星”通信网络系统,历经11年、耗费50亿美元,于1998年11月才正式投入运营。这一系统依靠在不同轨道平面运行的66颗低轨道卫星,为全球用户提供无线通信。您只要加入这个通信网,无论你身在地球的哪个角落,都可以进行通话。“铱星”创造了科技童话和移动通信领域的里程碑。然而它如此高的科技含量却好景不长,价格不菲的“铱星”通信在市场上遭受到了冷遇,用户最多时才5.5万,而它必须发展到50万用户才能赢利。不到一年。

深海潜标ADCP的实时数据传输

深海潜标观测是深海观测获取长周期海洋科学数据的重要调查手段,由于深海海域环境非常复杂,潜标易丢失或终止正常工作,造成重大损失。本研究基于铱星卫星数据通信模块,开发与深水潜标上安装的RDI 75k ADCP相匹配的数据解析压缩软硬件,建立一套远程实时获取潜标ADCP数据的传输系统,实现对深海潜标ADCP的实时监测。

基于Linux的气象水文浮标采集系统设计及实现

为了获取海洋连续稳定的气象和水文数据,作者设计了基于Linux的气象水文浮标采集系统,多线程同时测量海面的气象参数(温度、湿度、气压和风速、风向)和海下的水文参数(不同深度的水温和盐度),监控浮标的电压、漏水和开舱状态,测量和监控原始数据自动备份到系统的数据库,通过CDMA/GPRS或卫星与岸站接收系统通信,实现采集数据实时回传、自动备份和数据补发功能。目前已经在近海和远海各布放2套,气象数据和水文数据采集与接收正常。实验结果表明,该方案解决了近海和远海的海洋气象数据和水文数据的同时采集与传输,具有高度的可扩展性,获取的海洋气象和水文数据连续稳定可靠。

高空科学气球应急安全控制及落点定位系统

高空科学气球是一种在临近空间飞行的无动力飞行器。当高空气球飞行状况出现异常,需要对其进行应急安全控制,使其可控地降落至地面。但目前中国国内相关单位进行的高空气球试验中,没有独立的应急安全控制手段。另外,由于飞行试验一般在地广人稀的区域进行,网络覆盖率低,无线电视距测控链路会因作用距离限制出现中断,高空科学气球载荷舱返回地面后的精确定位信息无法回传,致使回收人员无法进行快速搜寻。针对这些问题,文章采用STM32芯片、FreeRTOS操作系统作为软硬件架构,集成GPS定位功能和火工品引爆功能,并基于独立的铱星卫星通信链路,设计实现了高空气球全球范围内球体与载荷的可控分离和定位信息的回传,有效地提高了飞行任务的安全性和有效载荷回收的效率。