专利名称：：气象数据的北斗卫星自动发送系统的制作方法
技术领域：
：一种气象数据的北斗卫星自动发送系统，属于气象设备制造领域，特别是气象通信设备制造。
背景技术：
：现有的自动气象探测仪在向气象中心传输数据的时候，可使用GSM等系统进行无线数据传输。但对于偏远地区来说，由于GSM等商业系统没有网络覆盖，则只能采用卫星进行中继转发，现有的通过卫星自动发送气象数据的装置，需要使用大尺寸天线和复杂的发射系统，无法实现无人值守。因此，在环境恶劣的地区难以使用，同时造价也很高。北斗卫星是中国第一代区域性导航卫星系统，可以实现覆盖我国全境的-24小时不间断中继导航服务。北斗卫星的一个功能就是由地面终端发送数据报文，然后转发给接收方。自动气象探测仪1和北斗卫星通信终端3采用的都是各自独立的专用通信协议，需要通过协议转换器的转换，才能进行通信。北斗卫星通信终端3每次发送的数据报文长度是有一定限制的(参考《北斗一号用户机数据接口技术要求(2.1版)》协议标准)，超过规定长度的报文必须分成多个段发送，再在接收端重新组合到一起。而自动气象探测仪1生成的探测数据，每小时为183个有效字节，连同报文结束的回车换行符，共185字节，超过了北斗卫星数据终端3所支持的数据长度，必须拆包发送，因此不仅占用了北斗卫星通信信道的更多资源，而且拆包、重组的工作也降低了传输时效。
发明内容本发明的目的在于提供一种环境适应性强、免维护、低功耗，能够长期、稳定地在野外环境下连续运行，并能把自动气象探测仪1单次采集的数据压縮到不大于北斗卫星通信终端3允许的最大报文长度，经北斗卫星发送到气象中心的气象数据自动发送系统。本发明的特点是，本发明的硬件结构包括自动气象探测仪l，与自动气象探测仪1通过RS-232接口相连接的、由电子元件和电路构成的协议转换器2，与协议转换器2通过RS232接口相连接的北斗卫星通信终端3。协议转换器2执行下述步骤进行协议转换1)接收自动气象探测仪l通过RS-232接口发送的数据；2)对接收的数据使用压縮算法进行压縮；3)将压縮后的数据打包为符合北斗卫星通信系统格式的报文；4)通过与北斗卫星通信终端3连接的RS-232接口向北斗卫星通信终端3发送步骤3)生成的报文；5)如果从北斗卫星通信终端3连接的RS-232接口接收到北斗卫星通信终端3发送的握手信息，则返回步骤O，否则，转入步骤6);6)进行异常处理，重新发送或放弃该数据。其中，步骤2中所述的压縮算法为采用如表1所示的字典压縮。这种压算法实际上是由于自动气象仪1发送的数据中，有效字符数量有限的特点，利用数据字典，将8比特的ASCII码转换成为4比特编码，再将两个4比特编码合成为一个8比特编码(即一个字节)，形成数据压縮。表i压縮字典<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>步骤3)中所述报文的结构如表2所示，它依次包括40比特的指令码、16比特的报文长度值、24比特的受控用户地址、8比特的信息类别、24比特的用户地址、16比特的用户数据长度值、744比特的用户数据和8比特的包数据检验和。该格式符合《北斗一号用户机数据接口技术要求(2.1版)》协议标准。表2报文格式<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>自动气象站1的数据通过RS-232串行数据通信端口传输到协议转换器2，由协议转换器2完成数据压縮，并按照北斗卫星通信终端3的通信协议组成数据包后，再经与北斗卫星通信终端3相连接的RS-232串行数据通信端口发送给北斗卫星通信终端3，最后由北斗卫星通信终端3经北斗卫星发往气象中心。经过压縮的气象数据通过北斗卫星终端3发送后，由气象中心的北斗卫星终端接收这些数据，再通过数据中心的计算机系统，利用上述表1所提供的字典表还原自动气象仪的数据，并将这些数据保存到数据库服务器中。协议转换器2为含有协议转换与传输控制步骤程序的计算机系统。该计算机系统含有两个分别与自动气象仪1和北斗卫星通信终端3相连接的RS-232接口，它的存储器中存放有程序，该程序执行前述用于协议转换与传输控制步骤。这样的计算机系统可以是PC机。协议转换器2也可以是一个固化有协议转换与传输控制程序单片机系统。由于北斗卫星终端体积小，环境适应性强，对电源、温度的要求不高，故障率很低，无需人工维护，很适合于在野外使用。当使用单片机系统作为协议转换器硬件时，由于单片机对电源和使用温度范围的要求较宽，环境的耐受性远高于PC机，成本也远低于PC机，因此更具优越性，完全可以实现高可靠性无人值守气象站的数据传输。为进一步通过具体实施方式更好地介绍本实用新型，现将附图介绍如下附图1，整体结构附图2，具体实施方式的机箱结构附图3，协议转换器2的工作过程框图。具体实施例方式为进一步说明本发明，现将优选实施方式介绍如下，但在实际中应不限于所列的实施方式。请见附图1本实施例所描述的气象数据卫星自动发送装置，包括自动气象探测仪l(芬兰产，型号为VAISALAMILOS520)，与该自动气象探测仪1通过RS-232接口相连接的协议转换器2，与协议转换器2通过RS-232接口相连接的北斗卫星通信终端3，所述协议转换器2包括背面板带有RS-232接口插座4、电源接口5，正面板有电源通断指示器6和复位按键7的机箱8，固接在机箱8内、由AT91SAM7S64芯片为核心单片机及与该型单片机相适应的周围电路构成的系统板(见附图4，5)。固化程序用KeilC编制，编译后烧录到AT91SAM7S64芯片自带的存储器上。协议转换器2也可以仅包含由AT91SAM7S64芯片为核心单片机及与该型单片机相适应的周围电路构成的系统板，该系统板与自动气象探测仪1集成在一个机箱中。固化程序用于实现协议转换与传输控制步骤，具体过程见图1。自动气象探测仪1通过RS-232串行通信接口定时主动向接口协议转换器2发送气象探测数据。VAISALAMILOS520型自动气象探测仪1生成的探测数据，每小时为183个有效字节，连同报文结束的回车换行符，共185字节。有效字符范围是数字(09)、加号(+)、减号(-)、等号(=)、斜杠(/)共14个。在协议转换器2内部，由数据采集模块Al接收自动探测仪1发送的数据，存入本地存储器；数据压縮模块A2对本地存储器中的气象数据，根据表l所示的字典，在丢弃报文结束的回车换行符后，用专用字典压縮算法压縮到93个字节，除作为报文结束标志的回车、换行外，把原先报文中8bit的字符压縮到4bit,相邻的两个字符压縮后用1个字节表示。数据打包模块A3按照《北斗一号用户机数据接口技术要求(2.1版)》协议标准，将上述压縮后的93个字节数据包装为北斗卫星数据包格式(如表2所示)，93个字节(744比特)的压縮数据存放在用户数据段。数据包发送模块A5用于将数据打包模块A3生成的北斗卫星数据包通过RS-232串行数据接口向发送给北斗卫星通信终端3。当北斗卫星通信终端3接收到指令发送模块A5发送的数据后，通过RS-232串行数据接口向协议转换器2返回应答信息。协议转换器2中的应答信息接收和处理模块A7收到上述应答信息后，根据应答信息的内容进行判断，如应答信息是正常握手信息，则持续将报文发送完毕，否则，将转向控制/异常处理模块A6。控制/异常处理模块A6根据预先设定，确定是执行数据包发送模块A5，重新发送数据；还是丢弃该组数据，转向数据采集模块A1，等待自动气象探测仪1发送下一组数据。北斗卫星通信终端1正确收到协议转换器2发送的数据后，上星传输，在接收端通过计算机解压縮，并将解压数据存储到气象数据服务器中。自动气象探测仪1与北斗卫星通信终端3之间的协议转换器2，通过单片机实现了数据协议的转换，并具有良好的环境适应性，能够长期、稳定地在野外环境下连续运行。此外，由于采用了数据压縮技术，可以节省通信资源，并能够获得更高的数据传输时效。权利要求1.一种气象数据的北斗卫星自动发送系统，其特征在于，包括自动气象探测仪(1)，与自动气象探测仪(1)通过RS-232接口相连接的、由电子元件和电路构成的协议转换器(2)，与协议转换器(2)通过RS-232接口相连接的北斗卫星通信终端(3)。2.根据权利要求l所述的气象数据的北斗卫星自动发送系统，其特征在于，所述协议转换器(2)顺序执行下述协议转换与传输控制步骤1)接收自动气象探测仪(1)通过RS-232接口发送的数据；2)对接收的数据使用压縮算法进行压縮；3)将压縮后的数据打包为符合北斗卫星通信系统格式的报文；4)通过与北斗卫星通信终端(3)连接的RS-232接口向北斗卫星通信终端(3)发送指令；5)如果从北斗卫星通信终端(3)连接的RS-232接口接收到北斗卫星通信终端(3)发送的握手信息，则返回步骤l)，否则，转入步骤6);6)进行异常处理，重新发送或放弃该数据。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述步骤2)的压縮算法为字典压縮，字典如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>4.根据权利要求2和3所述的系统，其特征在于步骤3)中所述报文的结构依次包括40比特的指令码、16比特的报文长度值、24比特的受控用户地址、8比特的信息类别、24比特的用户地址、16比特的用户数据长度值、744比特的用户数据和8比特的包数据检验和。5.根据权利要求24任一所述的系统，其特征在于，协议转换器(2)为含有协议转换与传输控制步骤程序的计算机系统。6.根据权利要求24任一所述的系统，其特征在于协议转换器(2)为固化有协议转换与传输控制程序的单片机系统。全文摘要一种气象数据的北斗卫星自动发送系统，属于气象设备制造领域。包括自动气象探测仪1，与自动气象探测仪1通过RS-232接口相连接的协议转换器2，与协议转换器2通过RS-232接口相连接的北斗卫星通信终端3，协议转换器2通过RS-232接口接收自动气象探测仪1发送的气象数据，然后采用字典法将这些气象数据压缩到93个字节，最后将这些气象数据编制成北斗卫星终端的数据包，再通过另一RS-232接口发送到北斗卫星通信终端3，由北斗卫星通信终端3将数据上星传输，发送回气象中心。该系统适于野外无人环境长期稳定工作，具有传输效率高，廉价的优点。文档编号G01W1/00GK101592740SQ200610164929公开日2009年12月2日申请日期2006年12月8日优先权日2006年12月8日发明者勇周,孙修贵,鹏屈,杨根录,浩田申请人:国家气象信息中心