[发明专利]一种低功耗天基物联网数据采集终端及采集方法

权利要求书

1.一种低功耗天基物联网数据采集终端，包括主控单元（1）、信号处理单元（2）、射频收发机（3）、第一存储器（4）、第二存储器（5）、定位模块（6）、传感器（7）、第一时钟（8）、第二时钟（9）、第一串口（10），第二串口（11）、信号指示灯（12）、卫星物联网天线（13）、定位天线（14）、供电模块（15），其特征在于：

主控单元（1）接收外部传感器或第一串口（10）过来的数据，对数据进行处理组帧编码后发送给信号处理单元（2）；同时主控单元（1）接收信号处理单元（2）过来的数据流，对数据进行解析以及处理；主控单元（1）接收第二串口（11）过来的配置参数、配置程序数据，并将与主控单元（1）相关配置参数或程序数据保存在第一存储器（4）；与信号处理单元（2）相关配置参数或程序数据转发给信号处理单元（2）后，由信号处理单元（2）保存在第二存储器（5）；

信号处理单元（2）用于对射频收发机（3）过来的中频接收信号进行解调，解调后送与主控单元（1）；信号处理单元（2）对主控单元（1）过来的数据进行组帧编码处理后，发送至射频收发机（3）；

射频收发机（3）接收信号处理单元（2）发送的编码数据信号进行调制，放大，通过卫星物联网天线（13）进行无线发送；射频收发机（3）接收来自物联网卫星下发的信号，进行滤波、放大、采样后送入信号处理单元（2）；

第一存储器（4）用于存储主控单元（1）配置参数和程序、外部传感器发送过来的数据和日志数据；

第二存储器（5）用于存储用于信号处理单元（2）的配置参数和程序数据；

定位模块（6）用于自定位天线过来的GNSS定位信号，通过与主控单元（1）之间的数据线送入主控单元（1）；

传感器（7）用于实时检测终端相关状态，在终端唤醒时，将温度状态送入主控单元；

第一时钟（8）用于为主控单元提供参考时钟；

第二时钟（9）用于为信号处理单元和射频收发机提供参考时钟；

第一串口（10）用于接收外部传感器的数据，送入主控单元（1）；

第二串口（11）用于接收终端配置参数和程序数据，并送入主控单元（1）；

信号指示灯（12）用于显示终端的状态，包括卫星入境状态、供电状态或终端发射状态；

卫星物联网天线（13）用于接收天基物联网系统的信号或地面物联网信号；

定位天线（14）用于接收GNSS信号，将信号送入定位模块进行定位；

供电模块（15）负责给终端供电；

主控单元（1）具有本地遥测功能，如果有状态更新或者有遥测轮询指令通过第二串口（11）发来，那么采集终端各个模块的状态，通过第二串口（11）传输出去；

主控单元（1）具有日志功能，将采集终端状态以日志形式写入第一存储器（4），方便使用者和开发者对终端工作过程进行翻查和排故；在终端调试和测试时，日志可以通过第二串口（11）发送出去，供开发者测试者参考；

通过以下方法进行采集：

步骤1、终端开机，判断终端是否可以接收卫星下发的广播信号；

步骤2、打开定位模块（6），主控单元（1）根据预设的轨道参数预测卫星的过境时间；

步骤3、如果卫星当前时间已入境，则主控单元（1）开启信号处理单元（2）和射频收发机（3），进入步骤（7），如果未入境，进入步骤4；

步骤4、主控单元（1）将信号处理单元（2）以及射频收发机（3）进行断电，同时，主控单元（1）依据轨道预报结果设置RTC参数后，进入深度睡眠模式，实现终端低功耗管理；

步骤5、当外设数据接口有数据输入时，终端从睡眠模式唤醒；同时打开定位模块（6），进行终端位置定位，获取当前终端的位置信息以及时间信息，然后根据预置卫星轨道参数或者终端接收的卫星轨道信息进行卫星入境时间计算；如果外设数据接口没有数据输入时，进入步骤6；

步骤6、RTC依据轨道预报设置的唤醒时间到，则主控单元（1）从深度睡眠进入唤醒状态，此时卫星已经入境，主控单元（1）开启信号处理单元（2）和射频收发机（3）；

步骤7、主控单元（1）与信号处理单元（2）进行通信，将组帧的数据信息发送至信号处理单元（2），信号处理单元（2）对数据信息进行编码，再通过射频收发机（3）以及卫星物联网天线（13）进行发射；同时，接收卫星下发的广播信号，对广播信号进行放大、解调，获取卫星轨道信息内容；

步骤8、当判断卫星已经出境后，回到步骤4。

2.根据权利要求1所述的低功耗天基物联网数据采集终端，其特征在于：传感器包括：温度传感器和陀螺仪。