[发明专利]一种多用途数据采集发射机的电子集成系统及数据处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线电发射机电子设备技术领域，尤其涉及一种多用途数据采集发射机的电子集成系统及其数据处理方法。

背景技术

卫星数据收集转发卫星对地大范围覆盖等优势，可实现对全球进行快速、隐蔽、全天候数据收集与传递，具有信息覆盖面大、传输时效快、质量高等特点，可广泛应用于地面通信手段难以实现的诸多用途。如应用于气象、水文、环境、农业、抗灾减灾等重要信息的收集与分发，具有较高的经济效益。

传统数据采集平台(DCP)一般是把传感器采集过来的信号进行调理后采用无线方式发至卫星或者是公网通道中。传统的气象卫星数据采集平台是采用UHF频段点频时分制工作方式。这种设计方法虽然在一定程度上可以达到用户的要求，但是缺点就是电路复杂、通信效果差、抗干扰能力差、使用时间受到很大的限制、设备成本很高、研制周期长。

本发明的定位并非直接与现有网络技术形成竞争，而是通过发挥自身优势，可与互联网或公共移动通信网络交叉并行使用，对公共网络覆盖不足的区域进行有效的补充或互为备份。本发明通过采用新的信号处理体制，提高了系统的抗干扰能力，对发射机可以要求其更小的发射功率。本发明以气象行业使用为主要应用背景，但通过采用不同的传感器和程序微调可以方便地应于其他领域，如农业、水利、水库、海岛、石油天然气传输等行业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多用途数据采集发射机的电子集成系统，采用先进的软件无线电设计方法和扩频通信技术，从而满足减少接口和功耗、提高系统抗干扰能力、降低成本和提高可靠性的技术要求。

为解决上述问题，本发明提出一种具有多用途数据采集发射机的电子集成系统，其包括：

高稳定度时钟源模块，用于产生调制信号所需的码元时钟以及上变频所需要的载波频率信号；

FPGA芯片模块，用于对由外部传感器收集的数据进行扩频算法，对输入输出信号格式转换和处理；

DDS芯片模块，用于对基带扩频信号的上变频；

UHF功放模块，用于对DDS芯片模块输出信号的功率放大；

GPRS/CDMA DTU模块，用于对经FPGA模块处理后的采集信号进行特定的透明数据处理和传输；

天线模块，包括UHF天线模块和GPRS/CDMA天线模块，用于对外进行功率信号的辐射；

电源模块，包括太阳能板、电源控制器和蓄电池组，用于对整个系统提供电力及电源管理；

数据通信接口模块，用于数据通信信号的输入/输出调理并提供接口。

其中，所述UHF天线模块的方向图需要向上指向卫星方向，所述GPRS/CDMA天线模块的方向图以水平面辐射为主。

其中，其以FPGA芯片模块为核心，将外部传感器送过来的数据在FPGA芯片模块内部完成相关的扩频算法后，一路送入到DDS芯片模块，经DDS模块调制后，送入信号放大模块，经UHF功放模块的功率放大后送至UHF天线，另一路送到GPRS/CDMA DTU模块进行转换处理后送至GPRS/CDMA天线。

本发明还提出了一种基于上述多用途数据采集发射机的电子集成系统的数据处理方法，其包括以下步骤：

步骤1、系统上电，配置系统时钟，配置D/A芯片；

步骤2、判断是否采集到基带信号；判断是否产生系数为211的m序列；判断是否产生系数为361的序列；判断是否产生了载波信号；

步骤3、如果判断采集到基带信号，则将采集的信号进行扩频处理；如果判断产生系数为211的m序列，则对该序列进行模2加算法处理，并判断进行模2加算法处理后的数据是否产生了Gold码，如果判断产生了Gold码，则进行扩频处理；如果判断产生系数为361的序列，则该序列进行模2加算法处理，并判断进行模2加算法处理后的数据是否产生了Gold码，如果判断产生了Gold码，则进行扩频处理；如果判断产生了载波信号，则进行步骤4；

步骤4、对以上步骤获取的数据进行BPSK调制处理；

步骤5、对BPSK调制处理后的数据进行数字上变频处理；

步骤6、将处理后的数据输出。

本发明为微纳卫星先进电子集成系统，采用先进的扩频通信技术，通过软件无线电设计技术，完成数据信号的调制处理，可以大幅增加系统链路的抗干扰能力。传统的UHF频段通信系统的抗干扰问题是十分难以克服的技术问题。