基于北斗卫星的地震应急通讯管理系统的制作方法

本发明涉及智能化管理技术领域，特别涉及一种基于北斗卫星的地震应急通讯管理系统。

背景技术：

现有的数据传输技术一般分为网络通讯、串口通讯、模拟信号通讯、北斗数据通讯等，北斗数据通讯在这些通讯方式种存在特殊的优势。其中，北斗卫星的短报文通讯功能是美国gps和俄罗斯glonass都不具备的特殊功能，是全球首个在定位，授时之外具备报文通讯为一体的卫星系统。北斗卫星短报文通讯具有用户机与用户机，用户机与地面控制中心双向数字报文通讯功能，一般的用户机可一次传输36个汉字，申请核准的可以达到传送120个汉字或者240个代码，短报文不仅可点对点双向通讯，而且其提供的指挥机可进行一点对多点的广播传输，为各种平台应用提供了极大便利。

然而，受相关部门管制，北斗通信频度和单次通讯字节量受到限制。根据北斗卡的不同级别，北斗卡可以支持的报文通信分为两个级别，普通用户通讯频率为36汉字/次，三级北斗卡发送短报文时间频率1分钟一次。这极大的影响了应急通讯的有效性和及时性，如果在偏远无网络覆盖地区，或在通讯网络被地震或其他突发因素破坏的情况下，相关专业设备无法将监测到的数据可靠的发送至相关单位及部门，导致相关单位及部门无法及时有效的应对。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于北斗卫星的地震应急通讯管理系统，以保证应急通讯的及时性。

为实现以上目的，本发明采用一种基于北斗卫星的地震应急通讯管理系统，包括：采集器、北斗终端、北斗卫星、北斗数据接收终端、数据处理终端、地震应急通讯管理终端以及布置在各地震站点处的下位机；

采集器的网口通过网络与下位机连接，采集器的输出端通过232串口与北斗终端连接，采集器用于将下位机监控数据发送至北斗终端，下位机监控数据包括下位机运行状态数据和业务数据，该下位机的运行状态数据包括设备gps状态数据、网络状态数据、电源电压数据、机箱温度数据以及内存使用率数据，业务数据包括：气温传感器数据、气压传感器数据、雨量传感器数据、温泉温度传感器数据、温泉水位传感器数据以及港震数据采集器数据；

北斗终端经北斗卫星与北斗数据接收终端连接，北斗终端用于根据北斗卫星id将所述下位机监控数据发送至北斗数据接收终端；

北斗数据接收终端的输出端与数据处理终端连接，北斗数据接收终端通过串口将下位机监控数据发送至数据处理终端以供数据处理终端进行存储；

数据处理终端输出端与地震应急通讯管理终端连接，地震应急通讯管理终端对数据处理终端输出的业务数据进行解析以得到业务数据解析结果；

地震应急通讯管理终端将业务数据解析结果经过线性拟合运算后显示到用户界面、将下位机运行状态数据显示到用户界面，并将线性拟合运算结果和下位机运行状态数据存储至数据库。

进一步地，所述地震应急通讯管理终端利用拟合公式对进行线性拟合运算，拟合公式为：

p＝a0+a1f+a2f²+a3f³+a4f⁴，

式中，p表示待拟合业务数据解析结果，f表示频率，a0、a1、a2、a3、a4分别表示系数。

进一步地，所述地震应急通讯管理终端包括北斗地图监控模块、数据服务模块、日志查询模块、异常告警模块、管理员模块以及系统设置模块；

北斗地图监控模块用于显示所述地震站点的经纬度；

数据服务模块用于进行终端选择和设备查询；

日志查询模块用于查询终端日志、工作日志、异常日志；

异常告警模块用于分析采集到的下位机监控数据，通过阈值或者布尔值判断，产生报警信号；

管理员模块用于进行项目管理和用户管理；

系统设置模块用于进行数据库管理、设备轮询设置以及设置界面颜色。

进一步地，所述数据服务模块包括显示管理单元、通道管理单元、北斗状态显示单元、数据采集单元以及应急通讯单元；

显示管理单元用于显示站点所属项目名称、项目省份、项目分组、站点名称、用户权限、建项时间、项目负责人、站点所在省份、所在市区、所在县、所在镇、所在乡村、经度、纬度、高程、ip地址、子网掩码、网关、北斗id、通道是否绑定、设备的gps状态、网络状态、电源电压、机箱温度以及内存信息；

通道管理单元用于对各通道的配套设备进行管理；

北斗状态显示单元用于显示中心北斗状态信息；

数据采集单元用于采集港震地震数据采集器的数据、采集气象三要素综合观测仪器的数据以及采集水温水位综合观测仪器的数据；

应急通讯单元用于当发生地震灾害导致网络通讯受阻时，通过北斗进行短报文通讯。

进一步地，所述异常告警模块包括设备告警单元、系统告警单元以及数据告警单元；

设备告警单元用于在设备发生故障时进行告警；

系统告警单元用于在系统发生故障时进行告警；

数据告警单元用于进行gps信号异常告警、网络异常信息告警、电源电压超阈值告警、机箱温度超阈值告警以及传感器数据超阈值告警。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明通过在各地震站点设置下位机，将下位机作为被监控设备，将下位机的运行状态数据和部分业务数据作为被监控对象，各个地震站点的下位机与北斗卫星之间构成多条数据传输路径，数据传送至地震应急通讯管理终端进行解析处理后显示和存储，确保了数据传输的及时有效性。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：

图1是一种基于北斗卫星的地震应急通讯管理系统的结构示意图；

图2是地震应急通讯管理终端的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。

如图1所示，本实施例公开了一种基于北斗卫星的地震应急通讯管理系统，包括采集器、北斗终端、北斗卫星、北斗数据接收终端、数据处理终端、地震应急通讯管理终端以及布置在各地震站点处的下位机；

采集器的网口通过网络与下位机连接，采集器的输出端通过232串口与北斗终端连接，采集器用于将下位机监控数据发送至北斗终端，下位机监控数据包括下位机运行状态数据和业务数据，该下位机的运行状态数据包括设备gps状态数据、网络状态数据、电源电压数据、机箱温度数据以及内存使用率数据；业务数据包括：气温传感器数据、气压传感器数据、雨量传感器数据、温泉温度传感器数据、温泉水位传感器数据以及港震数据采集器数据；

北斗终端经北斗卫星与北斗数据接收终端连接，北斗终端用于根据北斗卫星id将所述下位机监控数据发送至北斗数据接收终端；

北斗数据接收终端的输出端与数据处理终端连接，北斗数据接收终端通过串口将下位机监控数据发送至数据处理终端以供数据处理终端进行存储；

数据处理终端输出端与地震应急通讯管理终端连接，地震应急通讯管理终端对数据处理终端输出的业务数据进行解析以得到业务数据解析结果；

地震应急通讯管理终端将业务数据解析结果经过线性拟合运算后显示到用户界面、将下位机运行状态数据显示到用户界面，并将线性拟合运算结果和下位机运行状态数据存储至数据库。

其中，根据gps状态数据可监控设备的gps校时模块是否能正常运行。根据网络状态数据可监控设备的网络情况。根据电源电压数据可监控设备的电压波动情况。根据机箱温度数据可监控机箱温度是否在阈值范围内，否则将触发温度异常报警。根据内存使用率数据可查看内存的占用情况。通过分析传感器发送的数据可分析传感器的运行状态。

进一步地，地震应急通讯终端向采集器发送的指令如表1所示：

表1

其中，帧类型包括：

状态数据帧：通讯盒发送的数采状态信息，标志字-0x1001。

控制设置帧：平台给终端发送的控制设置信息，标志字-0x2xxx。

反馈响应帧：终端在接受并处理控制设置帧的命令后给平台的反馈信息，标志字-0x3xxx。

其中，x表示代表16进制，x表示未知数。

其中，状态数据帧data部分帧格式如表2所示：

表2

其中，控制设置帧部分帧格式如表3所示：

表3

进一步地，地震应急通讯管理终端利用拟合公式对传感器采集的数据进行线性拟合运算，拟合公式为：

p＝a0+a1f+a2f²+a3f³+a4f⁴，

式中，p表示待拟合业务数据解析结果，f表示频率，a0、a1、a2、a3、a4分别表示系数。

进一步地，如图2所示，所述地震应急通讯管理终端包括北斗地图监控模块、数据服务模块、日志查询模块、异常告警模块、管理员模块以及系统设置模块；

北斗地图监控模块用于显示所述地震站点的经纬度；

数据服务模块用于进行终端选择和设备查询；

日志查询模块用于查询终端日志、工作日志、异常日志；

异常告警模块用于对系统故障、设备故障以及数据故障进行告警；

管理员模块用于进行项目管理和用户管理。其中：项目管理包括：新建项目、新建站点、分组管理、站点管理以及北斗终端管理。

用户管理包括：已通过审批用户、待通过审批用户、未通过审批用户、删除用户以及修改密码。

系统设置模块用于进行数据库管理、设备轮询设置以及设置界面颜色。

其中，所述数据服务模块包括显示管理单元、通道管理单元、北斗状态显示单元、数据采集单元以及应急通讯单元；

显示管理单元用于显示站点所属项目名称、项目省份、项目分组、站点名称、用户权限、建项时间、项目负责人、站点所在省份、所在市区、所在县、所在镇、所在乡村、经度、纬度、高程、ip地址、子网掩码、网关、北斗id、通道是否绑定、设备的gps状态、网络状态、电源电压、机箱温度以及内存信息。

通道管理单元用于对各通道的配套设备进行管理；通道的配套设备包括智能电源、港震地震数据采集器、水温水位综合观测仪器以及气象三要素综合观测仪器以及采集器

北斗状态显示单元用于显示中心北斗状态信息，该北斗状态信息包括可见北斗卫星总数、可见gps卫星总数、可见卫星编号、可见卫星仰角、可见卫星方位角、可见卫星信噪比以及北斗卡号、通播、频率、等级、功率信息。

数据采集单元用于采集港震地震数据采集器的数据、采集气象三要素综合观测仪器的数据以及采集水温水位综合观测仪器的数据。其中：

港震地震数据采集器数据包括gps状态、网络状态、机箱温度、电压、内存状态。

气象三要素综合观测仪器数据包括gps状态、网络状态、机箱温度、电压、内存状态、水温传感器数据、水位传感器数据、气温传感器数据、气压传感器数据、雨量传感器数据等。

水温水位综合观测仪器数据包括gps状态、网络状态、机箱温度、电压、内存状态、水温传感器数据、水位传感器数据、气温传感器数据、气压传感器数据、雨量传感器数据、测震传感器数据、强震传感器数据。

港震地震数据采集器、采集气象三要素综合观测仪器以及采集水温水位综合观测仪器都位于系统的最底层属于下位机，设备与采集器通过网络连接在同一个局域网内，采集器采集到设备信息，通过北斗终端将数据发回控制中心。

应急通讯单元用于当发生地震灾害导致网络通讯受阻时，通过北斗进行短报文通讯，以保证将有效信息以最快的速度发送出来。

进一步地，异常告警模块包括设备告警单元、系统告警单元以及数据告警单元；

设备告警单元用于在设备发生故障时进行告警；

系统告警单元用于在系统发生故障时进行告警；

数据告警单元用于进行gps信号异常告警、网络异常信息告警、电源电压超阈值告警、机箱温度超阈值告警以及传感器数据超阈值告警。

进一步地，地震应急通讯管理终端还包括模板管理模块，该模块管理模块用于：添加待绑定设备模板信息、删除已存在设备模板以及更改已存在设备模板信息。

在实际应用中，因地震破坏，导致有线通讯中断，此时无法获取灾害地区测震数据，同时也无法了解地震对设备的损坏情况，设备是否仍然正常工作，交流供电是否中断，太阳能供电是否启用等数据。此时可通过地震应急通讯管理系统，获取设备的运行状态数据和业务数据。及时了各个站点的设备状态，为分析震区灾害情况提供数据支持。

本实施例通过在各地震站点布置下位机以做为被监控的设备，采集器负责采集被监控设备的运行状态数据和部分业务数据。下位机与采集器通过网络进行通讯，北斗终端与采集器通过232串口链接，负责将采集到的数据按照规定的协议发送至地震应急通讯管理终端，地震应急通讯管理终端对数据进行解析，并通过用户界面进行显示，确保了数据的有效及时传输。同时将对异常数据进行告警，以提示相关人员及时对故障的设备等进行维护，确保数据及时传输。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。