一种北斗数据传输盒子的制作方法

本实用新型涉及卫星导航及通信技术领域，更具体地说，涉及一种北斗数据传输盒子。

背景技术：

北斗卫星导航系统是我国自行研发的区域性有源三维卫星定位与通信系统，具有一定的保密、抗干扰和抗摧毁能力，其范围覆盖中国及周边国家和地区，提供24小时全天候、全天时服务，无通信盲区，具备定位、通信功能，无需其他通信系统支持；而北斗RD短报文通信是北斗卫星导航系统的一项特色功能，北斗RD通信是北斗卫星导航系统的一种自主研发、与空间位置定位共存的卫星通信功能，从而可以使用户与中心控制系统、用户终端之间进行卫星数据通信。

目前，在无人区中由于基站无法覆盖，一些测绘、水利、渔业、交通运输、森林防火、电力、气象等行业进行数据传输存在一定困难，而北斗的接入无疑是解决这一个问题的新方案，但北斗是一个纯粹的短报文传输系统，它有着自己的一个传输协议，如果将北斗接入这些各种不同的应用场景，势必会遇到这样的问题：每个行业的数据都有自己的规约，采集器的数据传送给北斗终端时要按北斗协议进行发送，而各种的采集器采用的数据接口方式、供电方式都各有不同，无统一模式，通用的北斗终端无法直接配备使用，这样无疑在数据传输上加大了难度。

因此，现今要做到低成本的北斗数据接入，就是要实现如何不改变北斗终端和采集设备的前提下，可以快速便捷的将两者相结合使用，而无需花费大量的金钱与时间对每一套不同的采集设备，进行专门的定制化设计北斗的传输终端，直接可以兼容适配不同的采集器与北斗终端，北斗终端数据接口和采集设备数据接口的匹配，而可以保障北斗协议与行业规划的转换。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种适用性广、便捷和低成本的北斗数据传输盒子，该北斗数据传输盒子通用性强和实用性强，可实现北斗终端、采集设备和PC机的快速接入以达到北斗数据传输的效果。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种北斗数据传输盒子，包括外壳，其特征在于：还包括设置在外壳内部的电源接口、单片机、用于与北斗终端连接的北斗终端接口、用于与采集设备或PC机连接的数据接口、与北斗终端接口连接的数据部件一和与数据接口连接的数据部件二；所述数据部件一分别与电源接口和单片机连接；所述数据部件二与单片机连接；

所述北斗终端接口为八针航空接头一；所述八针航空接头一的中部设置有电源正负针脚，八针航空接头一上分布有八个数据针脚；

所述数据接口为八针航空接头二；所述八针航空接头二的中部设置有接地针脚，八针航空接头二上分布有八个数据针脚。

在上述方案中，北斗数据传输盒子通用性强和实用性强，北斗终端和采集设备分别通过八针航空接头一和八针航空接头二与北斗数据传输盒子的北斗终端接口和数据接口连接，由于八针航空接头一和八针航空接头二均具有八个数据针脚，因此不同类型的北斗终端和采集设备可选择不同类型的数据针脚分别实现与八针航空接头一和八针航空接头二连接。所以在使用本实用新型的北斗数据传输盒子时，无需对现今所有的北斗终端和各类行业的采集设备进行接口改造，直接可以兼容适配不同的采集设备与北斗终端。本实用新型北斗终端接口和采集设备接口的匹配，可实现北斗终端、采集设备和PC机的快速接入以达到北斗数据传输的效果，并保障北斗协议与行业规划的转换。

所述八针航空接头一上分布的八个数据针脚围绕电源正负针脚设置，八个数据针脚顺时针依次为TXD针脚、RXD针脚、GND针脚、RXD针脚、TXD针脚、GND针脚、RXD针脚和GND针脚。北斗数据传输盒子的北斗终端接口采用八针航空接头一，中间为电源正负极，电源正负极是保持不变的，会变化的只有TXD针脚、RXD针脚和GND针脚,而3个顺序的组合只有六种情况，那么对端接口的3个脚针只需要按照北斗终端定义的顺序，插入北斗数据传输盒子的北斗终端接口对应方位的针脚即可。

所述八针航空接头二上分布的八个数据针脚围绕接地针脚设置，八个数据针脚顺时针依次为用于与采集设备连接的RS232-TXD针脚、RS232-RXD针脚、RS485-TXD针脚、RS485-RXD针脚、RJ45-TXD针脚和RJ45-RXD针脚，以及用于与PC机连接的RS232-TXD针脚和RS232-RXD针脚。本实用新型北斗数据传输盒子可作为采集设备端口为RS232、RS485和RJ45，以及PC机控制端口RS232的接头，这样采集设备就可以根据采集设备接头方式是RS232、RS485或RJ45进行选择不同的插入方位即可，同时就数据接口即能作为采集设备的传输，也能作为PC机控制端口的配置与查看。而北斗数据传输盒子将数据接口对应RS232、RS485或RJ45接入数据部件二，数据部件二具有通过内部相应的传输芯片将数据传给单片机就能工作，这样采集设备无需改换接口就直接能将数据传输给北斗数据传输盒子，就算采集设备的接口不是通用接口，也可以通过改变插入方法来实现对应传输方式，这样的制作一样能达到效率高和成本低。

所述电源接口包括220V交流电源接口和12V-60V直流电源接口；还包括电池，所述220V交流电源接口和12V-60V直流电源接口均与电池电连接，用于电源接口与外部通电时供电池充电。

本实用新型北斗数据传输盒子在供电方式上提供两种接电方式，一种是220V的交流电源接口，一种是12V-60V的直流电源接口，这样能适应每一种应用环境的配电情况，如在户外有建设环境的情况下能提供220V市电，可以通过市电连入北斗数据传输盒子，北斗数据传输盒子通过内部交流转直流，并稳压12V部件，提供给北斗数据传输盒子内部供电和北斗终端供电，并且给电池充电，当出现断电情况下能保持内部电池供电工作一段时间，保障北斗盒子工作的持续性。另一个12V-60V的直流电接口可以应用在一些户外、渔船等场景，现在的渔船一般内部是采用48V的直流供电，在户外的一些太阳能板、充电器都在12V、24V等，那么只需要连入北斗数据传输盒子的直流接口，通过内部的宽压芯片转换成稳压12V就可以通用的使用，同样提供给北斗数据传输盒子内部工作、电池充电、北斗终端供电，从而解决电源的多样性输入。

本实用新型还包括设置在外壳内部的电源转换稳压部件；所述220V交流电源接口通过电源转换稳压部件与数据部件一连接。

本实用新型还包括设置在外壳内部的稳压电路；所述12V-60V直流电源接口通过稳压电路与数据部件一连接。

本实用新型还包括降压电路；所述电源接口通过降压电路与单片机连接。

本实用新型还包括用于PC机或手机连入进行数据推送或调试控制数据的wifi芯片和用于存储单片机发来的存储数据、发送队列数据、错误数据和历史数据的存储设备；所述存储设备和wifi芯片均设置在外壳内部，并分别与单片机连接。

本实用新型北斗数据传输盒子内置wifi芯片，用户可以通过PC机或手机wifi连入，进行配置或数据的传输，而这个数据的传输可以是采集设备与PC机连接口的功能集合，能将采集设备采用wifi方式进行传输数据，也可以采用PC机或手机进行数据的配置查看等，或者进行与中心发送消息，进行汇报、报警、查询等应用工作，而北斗数据传输盒子在传输拆包数据的时候，会优先进行消息数据的传输，从而保障消息数据的时效性。

北斗终端的收到频段与wifi的频度是非常接近的，如果北斗终端内做wifi功能会存很大的干扰，导致信息的收发丢失，而北斗数据传输盒子配置wifi芯片，在加上北斗终端的线到北斗数据传输盒子的距离，这样干扰就能减少到最小，wifi内置天线的信号范围较近，适合进行北斗终端配置检测等时使用。而北斗终端是要在对着天空的室外使用，这样北斗应用的范围就比较限制，一些提供给北斗用户使用的话也需要在室外，但北斗终端的wifi部件能再外接天线，这样应用场景将实现更多的方面应用，如渔船、室内的通讯，在渔船上将北斗终端在安装在船顶上，在通过北斗终端的外置wifi天线连入船仓，那么在船仓那的船员就能通过手机连入wifi进发送北斗短报文，和中心、家人、朋友等互发信息，或者船与船之间互发航行等信息的应用，同理在户外的一些测绘基地、检测中心等在通过北斗进行传输数据时，也能在室内进行一些指挥调度的信息交互等。

本实用新型还包括用于保障单片机在工作异常或死机时进行重置以保障单片机稳定工作的看门狗和用于给看门狗和单片机应急供电的纽扣电池；所述看门狗和纽扣电池均设置在外壳内部，纽扣电池通过看门狗与单片机连接。

本实用新型还包括用于实时监测电源、电池、信号和数据传送情况的指示灯以及用于检测北斗数据传输盒子温度并传给单片机的温度传感器；所述指示灯和温度传感器均设置在外壳内部，并分别与单片机连接。本实用新型的温度传感器可以通过检测当前北斗数据传输盒子的温度，传给单片机进提供查询或者转发告知用户北北斗数据传输盒子的温度情况，有益于北斗数据传输盒子的维护。

首先数据的可靠前提是要保障北斗数据传输盒子整体工作情况的可靠，那么北斗数据传输盒子带有电源、电池、信号和数据传送情况的指示灯，直观的查看北斗数据传输盒子正常与否的情况，通过查看每个指示灯的情况就能对整体情况进行判断。

第一个当北斗数据传输盒子通电时，查看电源指示灯是否为正常，电源指示灯为绿色表示正常，红灯时为电源供电异常，需要检查外部供电电路。

第二个看信号灯是否正常，常规的北斗终端是没有显示屏的，而北斗终端的传输是需要对天接收卫星信息，而卫星信号的强弱会影响数据收发的成功率，所以就需要通过北斗数据传输盒子实时检测北斗终端卫星信息号，同时将信息展示在信号指示灯上，通过卫星信号指示灯来查看当前位置的信号强度，如此来调整北斗终端的摆放位置，如果信号灯显示为红色，表示北斗终端信号弱或异常，信号灯显示为蓝色时表示北斗终端信号良好，信号灯显示为绿色时表示北斗终端信号强度高；信号的强弱可以采用两种方式来判断，信号总和或信道强弱，举例说明，第一个是信号强度总和，当前10个波束加起总和为0-8个为差、9-15为良好、16以上为优。

第三个看数据灯是否正常，数据灯有两个，一个是北斗数据灯、一个是采集数据灯，北斗数据闪绿色代表有数据进行发送给北斗终端，闪红色代表北斗终端有数据进行接收。采集数据灯同理，闪绿色代表采集设备/WIFI有数据进行反馈，闪红色代表采集设备/WIFI有数据进行接收，通过指示看数据传输情况，来判断数传传输是否正常。当无法进行数据进行通信时，能通过查看每一个环路数据传输的当前指示灯情况来确定问题所在。

第四个看电池灯是否正常，电池是保障外部无法工作的情况下，依然能保持北斗数据传输盒子与北斗终端的正常工作，当电池灯为红色时表示电池低电，如电池电量在30％以下，当电池灯为蓝灯表示电池电量中，如电池电量在70％-30％，当电池灯为绿色时表示电池低足，如电池电量在100％-70％；当有外部供电的情况下，电池是处于充电状态，电池灯会再当前电量颜色的情况下进行闪烁。

为保障北斗数据传输盒子在传输和配置上不起冲突，北斗数据传输盒子采用两种模块：一种是传输模式，一种是控制模式。当北斗数据传输盒子连入采集设备时是传输模式，可以实时推送采集数据；而连入PC机时，通过按照协议发送模式切换，变成控制模式，就能进行控制、查询、配置等的功能，从而保障数据传输与人工控制不会导致单片机的稳定性。

北斗数据传输盒子可以通过PC机/手机连接，将更新数据包传给北斗数据传输盒子进行更新。每个行业应用都有自己的一套规约，而北斗数据传输盒子，只需将这些规约编辑到单片机里，就能实现对采集数据的判断与处理；同时并不是每个行业应用都需要与中心交互，他们只需要数据传输，并且节约电池用电，当数据要进行传输时才开启北斗终端，发送完毕后就关闭北斗终端，通过固件的升级，来更改应用模式的。

北斗数据传输盒子通过以上功能确保了北斗终端能正常的工作，采集设备的短报文信息能有效、智能的传输，北斗数据传输盒子还能与中心数据交互报警交互，确保问题发现与处理的及时性，所有的数据除了发回中心还存储在存储备件中，保障了数据有效性，提供查询的依据与回传，同时通过行业具体需求对固件进行升级，达到更好更贴切优质的数据传输。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型北斗数据传输盒子适用性广、便捷和低成本，该北斗数据传输盒子通用性强和实用性强，可实现北斗终端、采集设备和PC机的快速接入以达到北斗数据传输的效果。

2、本实用新型北斗数据传输盒子保障通用的北斗终端无需改造，只需连接北斗数据传输盒子，就能实现各个行业进行北斗数据的传输，从而降低了开发北斗数传设备的终端成本，而且可以适配现有的不同类型的北斗终端、采集设备，加强的北斗的适用性，大大的提升了行业接入的开发时间。

3、本实用新型北斗数据传输盒子解决了在不同的应用场景，不通道电源输入方式都能兼容，而无需配合不通道供电方式来定制适配电源。

附图说明

图1是本实用新型北斗数据传输盒子连接示意图；

图2是本实用新型北斗数据传输盒子结构示意图；

图3是本实用新型北斗数据传输盒子中北斗终端接口的示意图；

图4是本实用新型北斗数据传输盒子中数据接口的示意图；

其中，1为12V-60V直流电源接口、2为220V交流电源接口、3为电源转换稳压部件、4为电池、5为外壳、6为数据部件一、7为北斗终端接口、7.1为TXD针脚、7.2为RXD针脚、7.3为GND针脚、7.4为RXD针脚、7.5为TXD针脚、7.6为GND针脚、7.7为RXD针脚、7.8为GND针脚、7.9为电源正负针脚、8为数据接口、8.1为RS232-TXD针脚、8.2为RS232-RXD针脚、8.3为RS485-TXD针脚、8.4为RS485-RXD针脚、8.5为RJ45-TXD针脚、8.6为RJ45-RXD针脚、8.7为RS232-TXD针脚、8.8为RS232-RXD针脚、8.9为接地针脚、9为数据部件二、10为wifi芯片、11为纽扣电池、12为看门狗、13为指示灯、14为单片机、15为存储部件、16为温度感器、17为降压电路、18为稳压电路。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例

如图1至图4所示，本实用新型北斗数据传输盒子包括外壳5，还包括设置在外壳5内部的电源接口、单片机14、用于与北斗终端连接的北斗终端接口7、用于与采集设备或PC机连接的数据接口8、与北斗终端接口7连接的数据部件一6和与数据接口8连接的数据部件二9，其中，数据部件一6分别与电源接口和单片机14连接，数据部件二9与单片机14连接。

本实用新型的北斗终端接口7为八针航空接头一，该八针航空接头一的中部设置有电源正负针脚7.9，八针航空接头一上分布有八个数据针脚。八针航空接头一上分布的八个数据针脚围绕电源正负针脚7.9设置，八个数据针脚顺时针依次为TXD针脚7.1、RXD针脚7.2、GND针脚7.3、RXD针脚7.4、TXD针脚7.5、GND针脚7.6、RXD针脚7.7和GND针脚7.8。

本实用新型的数据接口8为八针航空接头二，该八针航空接头二的中部设置有接地针脚8.9，八针航空接头二上分布有八个数据针脚。八针航空接头二上分布的八个数据针脚围绕接地针脚8.9设置，八个数据针脚顺时针依次为用于与采集设备连接的RS232-TXD针脚8.1、RS232-RXD针脚8.2、RS485-TXD针脚8.3、RS485-RXD针脚8.4、RJ45-TXD针脚8.5和RJ45-RXD针脚8.6，以及用于与PC机连接的RS232-TXD针脚8.7和RS232-RXD针脚8.8。

本实用新型的电源接口包括220V交流电源接口2和12V-60V直流电源接口1；还包括电池4，220V交流电源接口2和12V-60V直流电源接口1均与电池4电连接，用于电源接口与外部通电时供电池4充电。

本实用新型还包括设置在外壳5内部的电源转换稳压部件3和稳压电路18，220V交流电源接口2通过电源转换稳压部件3与数据部件一6连接，12V-60V直流电源接口1通过稳压电路18与数据部件一6连接。

本实用新型还包括降压电路17，电源接口通过降压电路17与单片机14连接。

本实用新型还包括用于PC机或手机连入进行数据推送或调试控制数据的wifi芯片10和用于存储单片机14发来的存储数据、发送队列数据、错误数据和历史数据的存储设备15，其中，存储设备15和wifi芯片10均设置在外壳5内部，并分别与单片机14连接。

本实用新型还包括用于保障单片机14在工作异常或死机时进行重置以保障单片机14稳定工作的看门狗12和用于给看门狗12和单片机14应急供电的纽扣电池11，其中，看门狗12和纽扣电池11均设置在外壳5内部，纽扣电池11通过看门狗12与单片机14连接。

本实用新型还包括用于实时监测电源、电池、信号和数据传送情况的指示灯13以及用于检测北斗数据传输盒子温度并传给单片机14的温度传感器16，其中，指示灯13和温度传感器16均设置在外壳5内部，并分别与单片机14连接。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。