基于北斗短报文系统的无人值守阵地雷电防护监控系统的制作方法

本发明属于无人值守阵地的雷电电磁脉冲防护领域，涉及基于北斗短报文系统的无人值守阵地雷电防护监控系统。

背景技术：

在雷电频发的特殊环境中，通过直击雷的间接效应产生出感应雷电脉冲是敏感电子设备被雷击损坏的重要因素。随着科学技术的发展，先进的电子设备大量采用大规模集成电路，集成规模越大，电子设备越敏感，也越容易受到电磁脉冲的干扰。因此，对装备各个系统进行全面的感应雷电脉冲防护势在必行。

针对无人值守的阵地，总站对其进行有效监控是非常必要的，但无人值守阵地因其地理环境的特殊性，无法派驻士兵值守，但往往阵地布设有价值较高或具备战略意义的装备。在雷电频发的特殊环境中，这些敏感且重要的设施设备经常被雷击损坏，失去全天候的工作能力，又因为其无人值守，往往导致机关无法得到准确信息，可能只有当再次巡查时才会发现，这不仅耽误重要的信息传递，且在瞬息万变的战场环境中是非常致命的。

市面现有的雷电防护设备预警功能往往是通过有线的连接方式，依托阵地的军用通讯系统来达到远程告警的目的，这往往会占用部分军用资源，且面临军用通讯设备协议的开放，这不仅实施困难且需要经过重重审批。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供了基于北斗短报文系统的无人值守阵地雷电防护监控系统，解决了背景技术中现有技术的不足。

本发明采用的技术方案如下：

基于北斗短报文系统的无人值守阵地雷电防护监控系统，包括卫星发射模块、雷电防护设备、卫星接收模块、数据处理计算机，其中：

卫星发射模块与雷电防护设备布置于同一区域、组成检测系统并检测阵地设备的电源系统及雷电防护情况，后将检测监控信息发送至卫星接收模块；

卫星接收模块接收全部卫星发射模块发送的检测监控信息、在显示单元上显示并通过串口/网络/usb将检测监控信息传输给数据处理计算机。

进一步地，卫发射模块包括控制单元，所述控制单元中的电源与检测电路实时检测阵地设备的的工作状态，雷电防护设备判断当前阵地设备的电源状态及雷电防护处理信息，将信息通过串口通信方式传输给卫星发送模块。

进一步地，当雷电防护设备发送信息为正常时，卫星发射模块向卫星接收模块发送一次“设备上线”信息；当雷电防护设备发送的状态为电源掉电时，卫星发射模块向卫星接收模块发送一次“设备下线”信息后，进入休眠模式，等待设备下次上线；当雷电防护设备发送状态为设备异常时，卫星发射模块向卫星接收设备发送“雷电防护设备状态异常”报警信息后进入休眠模式，等待设备恢复正常。

进一步地，所述卫星发射模块采用一体化设计方式，由普通型北斗接收机、控制单元和电池三部分组成，集成在同一个结构体内。

进一步地，所述控制单元由四部分组成，分为电源与检测电路、充放电电路、控制电路、存储电路。

进一步地，所述卫星发射模块采用一体化设计，外形为蘑菇头形式，采用法兰安装方式，尺寸为≤φ150×100mm，重量≤1.5kg，采用全密封设计，具备ip65防护性能。

进一步地，所述卫星接收模块采用分体式设计方式，由指挥型北斗接收机和显控单元组成。

进一步地，所述显控单元由主控制电路、存储电路、lcd显示器、充放电电路、电池、指挥型北斗接收机和显控单元各自集成在一个独立的结构体内。

进一步地，所述卫星接收模块外形为蘑菇头形式，采用法兰安装方式，尺寸为≤φ180×150mm，重量≤1.6kg，采用全密封设计，具备ip65防护性能。

进一步地，所述显控单元为室内设备，外形尺寸为≤250×180×50，重量≤3kg进一步地。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.超远距离检测，不同于无线电通信或微波通信，本监控系统不需要信号中继，无传输距离限制，在北斗卫星覆盖下均可实现对站点的远程监控。

2.改进空间广阔，通过对雷电防护设备的检测系统改进，可增加雷电数据采集，或入侵脉冲采集，通过升级北斗卫星通信方式，可协助机关对入侵形式的分析，判断入侵种类；通过卫星发射模块数据分析模块，可实现对阵地所有装备信息的监控，使机关全面掌握阵地信息，减少或无需派员固定时间巡查。

3.本方案使用北斗卫星的通信应用，实现超距离的无人站点雷电防护监控，实时掌握阵地雷电防护情况及阵地装备运行情况。整体系统设计，将雷电防护信息分散，监控信息无法集中掌握的问题解决；同时应用物联网思维，应用远程监控平台，通过北斗卫星通信使各点的雷电防护设备组网，统一监控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是雷电防护监控系统组成框图；

图2是卫星发射模块组成示意图；

图3是卫星发射模块结构示意图；

图4是卫星接收模块组成示意图；

图5是卫星接收模块结构示意图；

图6是显控单元结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合图1-6，以及实施例1-4对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例一

本发明较佳实施例提供的基于北斗短报文系统的无人值守阵地雷电防护监控系统，包括卫星发射模块、雷电防护设备、卫星接收模块、数据处理计算机，其中：卫星发射模块与雷电防护设备布置于同一区域、组成检测系统并检测阵地设备的电源系统及雷电防护情况，后将检测监控信息发送至卫星接收模块；卫星接收模块接收全部卫星发射模块发送的检测监控信息、在显示单元上显示并通过串口/网络/usb将检测监控信息传输给数据处理计算机；

具体工作时：针对现有雷电脉冲防护设备的在特殊应用场景的局限性，我们依托北斗卫星的rdss短报文通信功能，基于物联网思维，设计了基于北斗卫星的无人值守阵地雷电防护监控系统；

卫星发射模块控制单元中的电源与检测电路实时检测被检测设备的工作状态；雷电防护设备负责判断当前电源状态及雷电防护处理信息，将信息通过串口通信方式将信息传输给卫星发送模块，当雷电防护设备发送信息为正常时，卫星发射模块向卫星接收模块发送一次“设备上线”信息，之后监测被检测设备发送过来的各类状态信息，并通过北斗短报文发送至卫星接收模块；当雷电防护设备发送的状态为电源掉电时，卫星发射模块向卫星接收模块发送一次“设备下线”信息后，进入休眠模式，等待设备下次上线；当雷电防护设备发送状态为设备异常时，卫星发射模块向卫星接收设备发送“雷电防护设备状态异常”报警信息后进入休眠模式，等待设备恢复正常。

卫星接收模块接收到来自卫星发射模块各类信息后，进行存储，在显示单元上显示，并通过串口/网络/usb传输给数据处理计算机进行下一步处理，当收到报警信息时，则在显示单元的显著位置显示报警提示信息。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，进一步地，雷电防护设备并接如阵地设备的电源系统，在雷雨天气提供雷电防护功能，并实时在线监测阵地电源情况，当电源系统或雷电防护功能出现异常时，雷电防护设备将检测到的状态信息通过485接口通过无线、有线的方式，传给卫星发射模块进行监控信息发送。

实施例三

本实施例在实施例一的基础上，进一步地，所述卫星发射模块采用一体化设计方式，由普通型北斗接收机、控制单元和电池三部分组成，集成在同一个结构体内。所述控制单元由四部分组成，分为电源与检测电路、充放电电路、控制电路、存储电路。所述卫星发射模块采用一体化设计，外形为蘑菇头形式，采用法兰安装方式，尺寸为≤φ150×100(mm)，重量≤1.5kg，采用全密封设计，具备ip65防护性能。

所述控制电路：主要接受来自检测电路检测到雷电防护设备的监控脚状态，并读取存储器内预设的状态信息，将状态与预设信息对比，将预置的短报文信息通过普通型北斗接收机发送至终端接收机处理；所述存储电路：主要用于存储预置短报文信息；所述充放电电路：是在正常状态时为内置的电池充电的电路，提供过充、过流保护。所述电源与检测电路：主要有两个功能，一是在正常状态下为电池充电，二是在设备故障或者掉电后将状态信息传给控制电路经控制电路判断后从存储器中读取预置的短报文信息发送至远端终端接收机报警。

普通型北斗接收机主要用于发送经控制电路分析后预设的状态信息，内置的电池是一个保证远程告警系统可靠性的一个重要部件，在防护设备正常且系统供电正常时，电池会进行充电，当系统断电时电池对控制单元、北斗接收机供电保证卫星发射模块稳定运行。卫星发射模块有两个串口，串口1通过有线方式与被检测设备相连，串口2连接选配的蓝牙模块，实现通过无线的方式与被雷电防护设备之间的连接。

实施例四

本实施例在实施例一的基础上，进一步地，卫星接收模块采用分体式设计方式，由指挥型北斗接收机和显控单元组成。显控单元由主控制电路、存储电路、lcd显示器、充放电电路、电池等指挥型北斗接收机和显控单元各自集成在一个独立的结构体内。

指挥型北斗接收机主要用于接受北斗卫星回传的各普通型北斗接收机上传的状态信息，a.显控单元由主控制电路、存储电路、lcd显示器、充放电电路、电池组成。

b.主控制电路用于处理指挥型北斗接收机回传的状态信息，将其编码成显示信息存储在存储电路，并显示在lcd显示器上。同时提供rj45、usb、串口接口与数据处理计算机连接控制。

c.存储器用于存储北斗卫星回传的短报文信息。

d.lcd显示器显示短报文信息。

e.充放电电路是在正常状态时为内置的电池充电的电路，提供过充、过流保护。

f.内置的电池是一个保证远程告警系统可靠性的一个重要部件，在系统供电正常时，电池会进行充电，当系统断电时电池对显控单元、lcd显示器、指挥型北斗接收机供电，保证卫星接收模块稳定运行。

卫星接收模块的指挥型北斗接收机与显控单元之间通过rs422串口连接，由显控单元供电。显控单元对外有网络、串口和usb接口组成，显控单元通过这三个接口与数据处理计算机进行通信。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。