专利名称：基于铱星点对点通讯方式的望远镜远程控制方法
技术领域：
本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种基于铱星点对点通讯方式的望 远镜远程控制方法。
背景技术：
随着人类对自然环境的影响，现在越来越多的望远镜的选址趋向于人烟 稀少的边远地区。这些地区大气环境好，污染少，无光污染，但是也存在交
通不便，通讯困难等问题。例如，2008年1月12日由中国科学院南京天文 光学技术研究所研制的南极望远镜CSTAR随中国第24次南极科学考察船运 往南极，顺利抵达南极内陆最高点水穿A,现已顺利完成安装。类似南极这 种地区，不适宜人类居住，对望远镜必须采用远程控制手段，但是在南极地 区采用一般的远程通讯手段例如短波通讯，CDMA/GPRS等手段都是不合适 的。短波通讯抗干扰能力差，误码率高，数据接收率低。CDMA/GPRS和需要 建设相应的移动基站。目前唯一可行的方式是采用铱星系统进行通讯。
铱星系统介绍铱星系统;L^于卫星网络，以提供话音、数据为主的全 球个人通信系统。主要由3部分组成卫星网络、地面网络、移动用户。系 统业务允许在全球任何地方进行语音、数据通信。通信的特点是星间交换， 直到所拨打用户所在地区上空的卫星。铱星系统的业务包括:双向语音通信， 短信，数据功能。系统提供两种数据业务2.4kbps和9. 6kbps 。 2. 4kbps业 务用于点对点数据传输，可以与另一台铱星终端或陆地PSTN电话网络连通，以2. 4kbps带宽传输。数据；9. 6kbps业务用于登录Internet ，以9. 6kbps 带宽浏览Internet,收发邮件，或登录某一指定服务器。铱星数据通讯采用 66颗低轨卫星，是世界上唯一真正实现全球覆盖的语音和数据通讯系统。 早年间铱星系统曾经停用过，但最近这几年已经重新开始启用。澳大利亚和 美国的公司都能够提供该项服务。
但是，上述铱星通讯系统无法筒单直接地应用于天文望远镜的控制，因
为其中存在有若干技术的问题
1、 由于在南极地区气候及其恶劣，且半年是黑夜半年是白天。所以南 极观测站在半年黑夜的时候是没有人的。在南极发电的成本是非常高的，而 望远镜进行观测必须是在黑夜。因此需要对本地控制主机进行远程唤醒。这 除了需要利用铱星通讯系统的通讯功能外还需要其它 一些技术手段。
2、 由于望远镜地处南极，即使是铱星卫星在这里的信号也是非常弱的， 信号容易时断时续。在这种情况下如果采用普通的点对点通讯方式不能满足
天文望远镜控制的通讯要求。
3、 由于通讯带宽限制，信号容易中断，且铱星的通讯费用很高，对观 测图片的传回如果采用普通方式传回可能代价非常高且效率不高。
利用铱星通讯系统解决无人值守天文望远镜控制问题需要解决上述技 术困难，而现有才支术中尚未有效解决方案。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于铱星点对点通讯方式的望 远镜远程控制方法，该方法能够利用铱星通讯系统构成在人烟稀少的边远地 区的无人值守天文望远镜的控制系统，并解决以下技术问题本地控制主机进行远程唤醒、铱星卫星信号过弱及信号断续、观测图片的可靠及低成本传 回。使该控制系统能够成为 一个有实际使用价值的技术方案。
完成上述发明任务的方案是 一种基于铱星点对点通讯方式的望远镜远 程控制方法，其特征在于，步骤如下
通过标准的RS232接口把铱星MODEM连接在望远镜的本地控制主机 上；远程控制主机上可以安装普通的MODEM也可以安装铱星MODEM。
远程控制主机通过拨本地控制主机上铱星MODEM专用号码的方式和 本地控制主机建立通讯链路；
通讯链路建立好后，双方互发控制命令和状态信息，进行望远镜远程控制。
以上方案中，建立铱星点对点通讯的工作流程是 (铱星MODEM支持AT命令，与普通电话MODEM使用相同，具有 最高波特率为19200bps的标准RS232接口 )。在利用铱星MODEM建立点 对点通讯时，本地控制主机必须连接铱星MODEM,远程控制主机可以连接 铱星MODEM也可以连接普通MODEM ( —般采用普通MODEM )。
远程控制主才几的MODEM连接本地控制主才几的铱星MODEM时，其数 据传输流程如下远程控制主机发送的数据经过公共电话网传送到铱星网关 再传送到铱星通信系统发送到铱星MODEM,建立通讯链路；
通信链路建立阶段(波特率2400bps ,接收方号码xxx);数据接收端 将铱星MODEM由AT命令"ATS0=1"设置为监听状态，串口通信波特率 为2400bps ;
数据发送方向铱星MODEM发送命令"ATDT xxx"，成功时返回ASCII字符串"CONNECT 2400"，失败时则返回"NO CARRIER",表示"链接 终止"；"BUSY"表示"线路忙"，"NO ANSWER"表示"没有应答"。
数据方接收端首先接收到"RING",延迟一段时间后，若链路建立成功， 则收到"CONNECT 2400",若链路建立失败，则收到"NO CARRIER"。
数据发送接收阶段:通信链路建立成功后，可进行双向任意数据传输。 通信链路释放数据发送方向铱星MODEM发送"+ + + "，退出数据传输； 发送"ATH",则挂机。
更具体和更优化地说，本发明以上方案中各个步骤中，本地控制主机和 远程控制主机的具体工作步骤如下，
本地控制主机的工作步骤
本地控制主枳4皮远程控制主才几唤醒后，自动开启通讯程序 通讯程序对串口初始化
设置串口波特率为2400，无奇偶校验，停止位为1，数据位为8 打开串口
发送ATSO = 1设置MODEM为监听状态
等待接收数据
读取緩沖区中的数据
如果消息不等于 "ATH"，继续等待接收数据 清理串口 ；
远程控制主机的工作步骤 远程控制主4几开启通讯程序通讯程序对串口初始化
设置串口波特率为2400，无奇偶4交l^，停止位为1，数据位为8 打开串口
拨通本地控制主;f几铱星MODEM,唤醒本地控制主才几 断开连接，等待本地控制主机启动 发送"ATDT+铱星MODEM号码"连接本地控制主机 如"返回CONNECT 2004"表示连接成功 发送命令消息到本地控制主机
发送"ATH "到本地控制主机，表示命令发送完毕 关闭串口。
由于南极地区地处极地，铱星虽然能覆盖这里，但是信号弱，带宽小， 因此在利用铱星对望远镜远程控制的过程中还需要采取一些其它的技术手 段(构成本发明的优化方案)。所述的"其它的技术手段"步骤如下
1、由于在南极地区气候及其恶劣，且半年是黑夜半年是白天。所以南 极观测站在半年黑夜的时候是没有人的。在南极发电的成本是非常高的，而 望远镜进行观测必须是在黑夜。因此需要对本地控制主机进行远程唤醒。
解决方案首先要满足两个先决条件 本地控制主才几必须连接在电源上； 本地控制主机的主板必须支持远程唤醒功能
实现方法在本地控制主机的 CMOS 设置选项 POWER MANAGEMENT SETUP里找modem ring resume或者POWER ON BY RING项，将其设定为ON或者ENABLED.只要铱星Modem 处于开启状态，拿远程控制主机的Modem拨打铱星Modem所连接的电话号 码就可以实现本地控制主^f几的远程唤醒了 。
2、 由于望远镜地处南极，即使是铱星卫星在这里的信号也是非常弱的， 信号容易时断时续，传送的消息容易丢包，在这种情况下如果采用普通的点 对点通讯方式是不能满足通讯要求的。
解决办法是同时采用如下2个步骤
在第l个步骤中，对传输的命令文件进行压缩传输；
在第2个步骤中，对远程控制主机发送的数据进行帧包装，每32个字 节为一帧，并添加CRC16 (循环冗余校验)校验。在数据收发过程中，本 地控制主机在和远程控制主机连接后，本地控制主机对接收的每一帧数据进 行校验，并根据校验结果对远程控制主机进行应答。
3、 由于通讯带宽限制，信号容易中断，且铱星的通讯费用很高，对观 测图片的传回如果采用普通方式传回可能代价非常高且效率不高。
解决办法同时釆用如下两个步骤 在第l个步骤中，首先对传回的图片进行必要的压缩。 由本地控制主机的铱星MODEM主动和远程控制主机的MODEM发起 连接。
在远程控制主机中安装可支持断点续传的FTP服务器，利用FTP的功 能把图片传送到远程控制主机。
本发明克服了在人烟稀少的边远地区的无人值守天文望远镜的控制系 统的控制困难，并解决了以下技术问题本地控制主机进行远程唤醒、铱星卫星信号过弱及信号断续、观测图片的可靠及低成本传回。使该控制系统利
用铱星通讯系统构成一个有实际使用价值的技术方案。
图1为本地控制主机监听过程流程图； 图2为远程控制主机建立通讯链接过程流程图； 图3为铱星点对点命令通讯流程图。
具体实施例方式
实施例1，参照图1~图3:基于铱星点对点通讯方式的望远镜远程控制 方法，工作步骤如下
通过标准的RS232接口把铱星MODEM连接在望远镜的本地控制主机 上；远程控制主机上可以安装普通的MODEM也可以安装铱星MODEM。
远程控制主才几通过拨本地控制主机上铱星MODEM专用号码的方式和 本地控制主机建立通讯链路；
通讯链路建立好后，双方互发控制命令和状态信息，进行望远镜远程控制。
以上方案中，建立铱星点对点通讯的工作流程是 (铱星MODEM支持AT命令，与普通电话MODEM使用相同，具有 最高波特率为19200bps的标准RS232接口 )。在利用铱星MODEM建立点 对点通讯时，本地控制主机必须连接铱星MODEM,远程控制主机可以连接 铱星MODEM也可以连接普通MODEM ( —般采用普通MODEM )。
远程控制主机的MODEM连接本地控制主机的铱星MODEM时，其数 据传输流程如下远程控制主机发送的数据经过公共电话网传送到铱星网关再传送到铱星通信系统发送到铱星MODEM,建立通讯链路；
通信链路建立阶段(波特率2400bps ,接收方号码xxx);数据接收端 将铱星MODEM由AT命令"ATS0=1"设置为监听状态，串口通信波特率 为2400bps ;
数据发送方向铱星MODEM发送命令"ATDTxxx",成功时返回ASCII 字符串"CONNECT 2400"，失败时则返回"NO CARRIER",表示"链接 终止，，；"BUSY"表示"线路忙"，"NOANSWER"表示"没有应答"。
数据方接收端首先接收到"RING"，延迟一段时间后，若链路建立成功， 则收到"CONNECT 2400"，若链路建立失败，则收到"NO CARRIER"。
数据发送接收阶段:通信链路建立成功后，可进行双向任意数据传输。 通信链路释放数据发送方向铱星MODEM发送"+ + + ",退出数据传输； 发送"ATH"，则挂才几。
以上各个步骤中，本地控制主机和远程控制主机的具体工作步骤如下，
本地控制主机的工作步骤
本地控制主机^皮远程控制主机唤醒后，自动开启通讯程序 通讯程序对串口初始化
设置串口波特率为2400，无奇偶校验，停止位为1,数据位为8 打开串口
发送ATSO = 1设置MODEM为监听状态
等待接收数据
读取緩冲区中的数据
如果消息不等于"ATH",继续等待接收数据清理串口 ；
远程控制主机的工作步骤 远程控制主才几开启通讯程序 通讯程序对串口初始化
设置串口波特率为2400，无奇偶校验，停止位为1,数据位为8 打开串口
拨通本地控制主一几铱星MODEM,唤醒本地控制主才几
断开连接，等待本地控制主机启动
发送"ATDT+铱星MODEM号码"连接本地控制主机
如"返回CONNECT 2004"表示连接成功
发送命令消息到本地控制主机
发送"ATH "到本地控制主机，表示命令发送完毕
关闭串口。
以上步骤中，本地控制主机必须连接在电源上；同时，在第1个步骤中， 本地控制主机的主板必须支持远程唤醒功能。在本地控制主机的CMOS设 置选项POWER MANAGEMENT SETUP里找modem ring resume或者 POWER ON BY RING项，将其设定为ON或者ENABLED。只要浓星Modem 处于开启状态，拿远程控制主机的Modem拨打铱星Modem所连接的电话号 码就可以实现本地控制主机的远程唤醒了 。
在第l个步骤中，对传输的命令文件进行压缩传输；在第2个步骤中，对远程控制主机发送的数据进行帧包装，每32个字 节为一帧，并添加CRC16 (循环冗余校验)校验。在数据收发过程中，本 地控制主机在和远程控制主机连接后，本地控制主机对接收的每一帧数据进 行校验，并根据校验结果对远程控制主机进行应答。
在第l个步骤中，首先对传回的图片进行必要的压缩。
在第2个步骤中，由本地控制主才几的铱星MODEM主动和远程控制主 机的MODEM发起连接。
在第3个步骤中，在远程控制主机中安装可支持断点续传的FTP服务器， 利用FTP的功能把图片传送到远程控制主机。
权利要求
1、一种基于铱星点对点通讯方式的望远镜远程控制方法，其特征在于，步骤如下通过标准的RS232接口把铱星MODEM连接在望远镜的本地控制主机上；远程控制主机上可以安装普通的MODEM也可以安装铱星MODEM；远程控制主机通过拨本地控制主机上铱星MODEM专用号码的方式和本地控制主机建立通讯链路；通讯链路建立好后，双方互发控制命令和状态信息，进行望远镜远程控制。
2、 根据权利要求1所述的基于铱星点对点通讯方式的望远镜远程控制 方法，其特征在于，建立铱星点对点通讯的工作流程是在利用铱星MODEM建立点对点通讯时，本地控制主机必须连接铱星 MODEM,远程控制主机可以连接铱星MODEM也可以连接普通MODEM;远程控制主机的MODEM连接本地控制主机的铱星MODEM时，其数 据传输流程如下远程控制主机发送的数据经过公共电话网传送到铱星网关 再传送到铱星通信系统发送到铱星MODEM,建立通讯链路；通信链路建立阶段波特率2400bps ,接收方号码xxx;数据接收端将 铱星MODEM由AT命令"ATS0 = 1"设置为监听状态，串口通信波特率为 2400bps ;数据发送方向铱星MODEM发送命令"ATDTxxx",成功时返回ASCII 字符串"CONNECT 2400"，失败时则返回"NO CARRIER",表示"链接终止，，；"BUSY"表示"线路忙"，"NO ANSWER"表示"没有应答"；数据方接收端首先接收到"RING",延迟一段时间后，若链路建立成功， 则收到"CONNECT 2400",若链路建立失败，则收到"NO CARRIER";数据发送接收阶段:通信链路建立成功后，可进行双向任意数据传输。 通信链路释放数据发送方向铱星MODEM发送"+ + + ",退出数据传输； 发送"ATH"，则挂才几。
3、根据权利要求1或2所述的基于铱星点对点通讯方式的望远镜远程 控制方法，其特征在于，在各个步骤中，本地控制主机和远程控制主机的具 体工作步骤如下，本地控制主才几的工作步骤本地控制主4几,皮远程控制主4几唤醒后，自动开启通讯程序 通讯程序对串口初始化设置串口波特率为2400，无奇偶校验，停止位为1，数据位为8 打开串口发送ATSO = 1设置MODEM为监听状态等待接收数据读取緩冲区中的数据如果消息不等于 "ATH",继续等待接收数据 清理串口 ；远程控制主机的工作步骤 远程控制主4几开启通讯程序通讯程序对串口初始化设置串口波特率为2400,无奇偶4吏验，停止位为1, ^t据位为8 打开串口拨通本地控制主机铱星MODEM,唤醒本地控制主才几断开连接，等待本地控制主机启动发送"ATDT+铱星MODEM号码"连接本地控制主机如"返回CONNECT 2004"表示连接成功发送命令消息到本地控制主机发送"ATH "到本地控制主机，表示命令发送完毕关闭串口。
4、 根据权利要求3所述的基于铱星点对点通讯方式的望远镜远程控制 方法，其特征在于，本地控制主才几必须连接在电源上；在第l个步骤中，本地控制主机的主板必须支持远程唤醒功能。在本地 控制主机的CMOS设置选项POWER MANAGEMENT SETUP里找 modem ring resume或者POWER ON BY RING项，将其设定为ON或者 ENABLED。
5、 根据权利要求3所述的基于铱星点对点通讯方式的望远镜远程控制 方法，其特征在于，在第l步骤中，对传输的命令文件进行压缩传输；在第2个步骤中，对远程控制主机发送的数据进行帧包装，每32个字 节为一帧，并添加CRC16;在数据收发过程中，本地控制主机在和远程控制主机连接后，本地控制主机对接收的每一帧数据进行校验，并根据校验结果对远程控制主机进行应 答。
6、根据权利要求3所述的基于铱星点对点通讯方式的望远镜远程控制 方法，其特征在于，在第l个步骤中，首先对传回的图片进行必要的压缩；由本地控制主机的铱星MODEM主动和远程控制主机的MODEM发起 连接；在远程控制主机中安装可支持断点续传的FTP服务器，利用FTP的功 能把图片传送到远程控制主机。
全文摘要
基于铱星点对点通讯方式的望远镜远程控制方法，其特征在于，步骤如下通过标准的RS232接口把铱星MODEM连接在望远镜的本地控制主机上；远程控制主机上可以安装普通的MODEM也可以安装铱星MODEM；远程控制主机通过拨本地控制主机上铱星MODEM专用号码的方式和本地控制主机建立通讯链路；通讯链路建立好后，双方互发控制命令和状态信息，进行望远镜远程控制。本发明克服了在人烟稀少的边远地区的无人值守天文望远镜的控制系统的控制困难，并解决了以下技术问题本地控制主机进行远程唤醒、铱星卫星信号过弱及信号断续、观测图片的可靠及低成本传回。使该控制系统利用铱星通讯系统构成一个有实际使用价值的技术方案。
文档编号G05B19/418GK101304462SQ200810123870
公开日2008年11月12日 申请日期2008年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者徐灵哲 申请人:中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所