一种基于两层网络结构的远程态势监测通信系统及方法_3

文档序号:9828010阅读:来源:国知局
通信站下发的控制信号编码成无线网络信号,并通过无线模块发送至外围通信站无线通信设备;也用于将外围通信站无线通信设备发送过来的无线网络信号中的设备状态数据解码成相应的数据信号,然后通过信号转换系统转换成网络包信号发送至用户指控中心通信站。对于无线网络中的音视频信号,则直接转发至用户指控中心通信站。
[0082]中心通信站无线通信设备主要包括第二无线收发模块、第二音视频接口、第二串口通信接口、第二音视频解码器、第二编码/解码器、第二网络通信接口 ;其中,所述第二无线收发模块的一端与所述第一无线收发模块通信连接;所述第二无线收发模块的另一端分别与所述第二音视频接口的一端、所述第二串口通信接口的一端以及所述第二网络通信接口的一端连接;并且,所述第二串口通信接口的另一端通过所述第二编码/解码器与所述第一信号转换系统连接;所述第二音视频接口的另一端依次通过所述第二音视频解码器和所述第二有线通信接口后连接到所述有线网络通信设备;所述第二网络通信接口的另一端通过所述第二有线通信接口后连接到所述有线网络通信设备;
[0083]所述第一信号转换系统包括第一数据通信接口模块、第一信号转换模块和第一网络通信接口模块;所述第一数据通信接口模块的一端与所述第二编码/解码器连接,所述第一数据通信接口模块的另一端通过所述第一信号转换模块连接到所述第一网络通信接口模块的一端,所述第一网络通信接口模块的另一端通过所述第二有线通信接口连接到所述有线网络通信设备;
[0084]另外,本发明中,无线网络通信系统采用时分制同频组网方式,参与通信的各个所述外围通信站无线通信设备和所述中心通信站无线通信设备均使用同一个频率。
[0085](二)有线网络通信设备
[0086]有线网络通信设备用于无线网络通信系统与用户指控中心通信站之间进行高速数据传输,主要包括光纤交换机和光纤电缆,以TCP/IP协议进行信息传输。
[0087]具体的,无线网络中心通信站的所述第二有线通信接口模块通过光纤交换机连接至光纤电缆;所述用户指控中心通信站的所述第一有线通信接口通过光纤交换机连接至光纤电缆,由此使所述无线网络通信系统和所述有线网络通信设备组成系统局域网。
[0088](三)用户指控中心通信站
[0089]用户指控中心通信站是整个通信系统的管控中心,通过光纤交互机连接到光纤电缆上,安装有用于控制前端监测设备运行以及显示前端监测设备工作状态的指控显示软件等,具有人机接口界面,可根据监测任务需求自动生成或人工输入指控任务信息并通过有线网络发送至无线网络中心通信站;同时接收前端监测设备采集到的设备状态信息并实时显示;对于音视频信号,则直接解码成原始音视频信号实时播放,实现远程态势的实时监测。
[0090]具体的,用户指控中心通信站包括第二信号转换系统、第一有线通信接口、音视频解码器、第三网络通信接口和指控系统;所述第一有线通信接口的第I端口与所述有线网络通信设备连接,所述第一有线通信接口第2端口通过所述第二信号转换系统连接到所述指控系统;所述第一有线通信接口第3端口通过所述音视频解码器连接到所述指控系统;所述第一有线通信接口第4端口通过所述第三网络通信接口连接到所述指控系统;所述第二信号转换系统包括第二网络通信接口模块、第二信号转换模块和第二数据通信接口模块;所述第二网络通信接口模块的一端与所述第一有线通信接口连接,所述第二网络通信接口模块的另一端通过所述第二信号转换模块与所述第二数据通信接口模块的一端连接,所述第二数据通信接口模块的另一端与所述指控系统连接。
[0091]通过上述结构可以看出,在远程态势监测通信系统中,共布署两个信号转换系统,一个安装于无线网络中心通信站,另一个安装于用户指控中心通信站;主要功能为:用于串口格式数据信号等各种格式信号与网络包格式信号之间的转换,即:当通信站向网络上发送数据时,用于将串口格式数据信号转换成网络包格式信号,当通信站从网络上接收数据时,用于将网络包格式信号转换成串口格式数据信号。主要包括:数据通信接口模块、网络通信接口模块和信号转换模块;其中,数据通信接口模块,用于控制信号、状态信号等串口信号的通信;网络通信接口模块,用于网络信号之间的通信;信号转换模块,采用事件驱动的多线程编程方法,实现串口格式数据信号与网络包格式信号之间的转换。另外,信号转换系统采用事件驱动的多线程编程方法实现,有效防止数据丢包现象的发生。
[0092]如图2所示,本发明还提供一种基于两层网络结构的远程态势监测通信方法,包括用户指控中心通信站到前端监测设备之间的第一信号传输过程、以及前端监测设备到用户指控中心通信站之间的第二信号传输过程;其中,所述第一信号传输过程与所述第二信号传输过程可同时进行;
[0093]对于用户指控中心通信站到前端监测设备之间的第一信号传输过程,包括以下步骤:
[0094]SI,用户指控中心通信站的指控系统根据任务需求,生成对前端监测设备的原始任务数据信号,并将该原始任务数据信号发送给第二信号转换系统;
[0095]S2,所述第二信号转换系统接收该原始任务数据信号,将所述原始任务数据信号打包成符合TCP/IP协议的网络包格式的任务数据信号,然后,将所述网络包格式的任务数据信号通过有线网络通信设备发送到无线网络中心通信站;
[0096]本步骤具体为:所述第二信号转换系统包括第二网络通信接口模块、第二信号转换模块和第二数据通信接口模块;
[0097]所述第二数据通信接口模块接收来自指控系统的原始任务数据信号,然后,将该原始任务数据信号发送给所述第二信号转换模块;
[0098]所述第二信号转换模块将所述原始任务数据信号打包成符合TCP/IP协议的网络包格式的任务数据信号,然后,将所述网络包格式的任务数据信号发送给所述第二网络通信接口模块;
[0099]所述第二网络通信接口模块将该网络包格式的任务数据信号通过第一有线通信接口发送到有线网络通信设备。
[0100]S3,所述无线网络中心通信站的第一信号转换系统接收该网络包格式的任务数据信号,将所述网络包格式的任务数据信号转换为前端监测设备能够识别的串口格式的任务数据信号;然后,将所述串口格式的任务数据信号发送到中心通信站无线通信设备;
[0101]本步骤具体为:
[0102]第一信号转换系统包括第一网络通信接口模块、第一信号转换模块和第一数据通信接口模块;
[0103]所述第一网络通信接口模块接收来自有线网络通信设备的网络包格式的任务数据信号,然后将该网络包格式的任务数据信号发送到所述第一信号转换模块;
[0104]所述第一信号转换模块将所述网络包格式的任务数据信号转换为前端监测设备能够识别的串口格式的任务数据信号;然后,将所述串口格式的任务数据信号发送到所述第一数据通信接口模块;
[0105]所述第一数据通信接口模块将所述串口格式的任务数据信号发送到所述中心通信站无线通信设备;
[0106]S4,所述中心通信站无线通信设备将所述串口格式的任务数据信号编码成无线信号格式的任务数据信号,然后将所述无线信号格式的任务数据信号发送到外围通信站无线通信设备;
[0107]本步骤具体为:
[0108]所述中心通信站无线通信设备包括第二编码/解码器、第二串口通信接口以及第二无线收发模块;
[0109]所述第二编码/解码器接收来自所述第一数据通信接口模块的串口格式的任务数据信号,将其编码成无线信号格式的任务数据信号,然后将所述无线信号格式的任务数据信号通过所述第二串口通信接口发送到所述第二无线收发模块;所述第二无线收发模块再将该无线信号格式的任务数据信号发送到外围通信站无线通信设备的第一无线收发模块;
[0110]S5,所述外围通信站无线通信设备接收该无线信号格式的任务数据信号,将所述无线信号格式的任务数据信号解码成通信协议设定的数据格式,得到设定数据格式的任务数据信号;然后将所述设定数据格式的任务数据信号发送到对应的前端监测设备,由此实现用户指控中心通信站向前端监测设备下发任务的通信过程;
[0111]本步骤具体为:
[0112]外围通信站无线通信设备包括第一无线收发模块、第一编码/解码器、第一串口通信接口 ;
[0113]所述第一无线收发模块将接收到的所述无线信号格式的任务数据信号发送到所述第一编码/解码器;
[0114]所述第一编码/解码器将所述无线信号格式的任务数据信号解码成通信协议设定的数据格式,得到设定数据格式的任务数据信号;然后将所述设定数据格式的任务数据信号发送到所述第一串口通信接口;
[0115]所述第一串口通信接口将该设定数据格式的任务数据信号发送到对应的前端监测设备。
[0116]对于前端监测设备到用户指控中心通信站之间的第二信号传输过程,包括以下步骤:
[0117]步骤1,前端监测设备获取监测信息;其中,该监测信息包括对监控区域采集到的原始音视频监测信息,还包括设备自身状态监测信息;
[0118]步骤2,所述前端监测设备将获取到的所述监测信息发送到外围通信站无线通信设备;
[0119]步骤3,所述外围通信站无线通信设备对接收到的所述监测信息进行编码,将其编码为无线信号格式的监测信息,然后将所述无线信号格式的监测信息发送至无线网络中心通信站;
[0120]本步骤具体为:
[0121]所述外围通信站无线通信设备包括第一音视频接口、第一串口通信接口、第一音视频编码器、第一编码/解码器、第一网络通信接口和第一无线收发模块;
[0122]所述第一音视频接口接收来自前端监测设备的原始音视频监测信息,然后将该音视频监测信息发送到所述第一音视频编码器;所述第一音视频编码器对所述音视频监测信息进行编码,将其编码为无线信号格式的音视频监测信息,然后通过所述第一无线收发模块发送至所述无线网络中心通信站;
[0123]所述第一串口通信接口接收来自前端监测设备的设备自身状态监测信息,然后将该设备自身状态监测信息发送到所述第一编码/解码器;所述第一编码/解码器对所述设备自身状态监测信息进行编码,将其编码为无线信号格式的设备自身状态监测信息,然后通过所述第一无线收发模块发送至所述
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