[发明专利]基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，属于北斗卫星通讯和物联网实时监测领域。

背景技术

物联网配合北斗报文服务很适合远程实时监测，原因有：1)物联网的感知部分-无线传感器网络布置灵活、自组织能力强，能够在条件恶劣、甚至给人带来危险的地方进行监测；2)北斗报文服务范围覆盖亚太地区，选择北斗报文服务作为物联网远程传输主干可以解决偏远地区没有互联网远程传输主干、移动信号甚至信号微弱导致数据无法传输的问题，例如早在汶川抗震救灾任务中，该服务就在灾区基础通信设备被自然灾害破坏的情况下成为灾区和外界通信的主要手段。

北斗报文服务是基于“北斗一代”卫星导航系统“有源定位”方式特有的服务，该服务是其他“无源定位”卫星导航系统如GPS、GLONASS、GALILEO所不具备的。在监测系统中，该服务传输过程分为以下几个步骤：1)北斗报文经过发送端北斗终端上传到北斗卫星；2)北斗卫星向地面中心站转发；3)接收端通过北斗终端从地面中心站获取报文信息。但是北斗报文服务的通信频度是每分钟一次，每次最多传输80字节，因此以北斗报文服务作为物联网远程传输主干的监测系统在传输大量数据时，必须采取有效措施提高北斗报文远程传输有效性。

随着研究的不断发展，很多专家学者通过以下途径提高北斗报文远程传输有效性：1)通过一种多SIM卡复用的北斗终端设计方案，将一台北斗终端的SIM卡数量提高到多张，例如航天科技集团公司772所研制的北斗大容量数据传输模块就采用了类似的处理方法，但是这种方法实际上是通过增加硬件成本来提高传输效率；2)根据汉字GB2312编码的特点，对GB2312编码进行重新映射，以减少每个表示每个汉字所需的二进制位数，从而实现北斗报文发送中汉字文本的压缩，缺点是类似方法仅针对汉字，适用范围比较窄；3)采用Huffman、LZ78、LZW等压缩算法压缩北斗报文数据，不足之处在于发送端必须向接收端额外发送压缩算法的编码表。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够有效提高监测系统中北斗报文远程传输有效性的基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，该有效性分析方法包括以下步骤：1)在基于北斗报文的监测系统中，将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型；2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式；3)根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现发送端向接收端传递变频组帧调度信息；4)采用指标有效元素压缩方法压缩Data_Que中“占位发送”的指标要素，保留有效指标要素，Data_Que为数值队列；5)根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分包数，补齐Head_Que各个指标映射的第1位，Head_Que为报头队列；6)Head_Que和Data_Que即为经过优化后监测数据在北斗报文远程传输中的实际形式。

进一步，所述步骤1)将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型，具体划分过程为：1.1)设置指标阈值：将阈值设置为紧急阈值φ₁和普通阈值φ₂，φ₁>φ₂；1.2)量化指标的变动幅度：指标的变动幅度采用指标差的绝对值来量化，如在当前记录mes_t中将各个指标和mes_(t-1)中对应指标分别作差并取绝对值，得到：d_i即表明了mes_t各个指标在北斗报文两次发送时间间隔内的变动幅度；1.3)根据φ₁、φ₂、d_i划分指标I_i的类型：如果d_i≥φ₁，则I_i是紧急指标；如果φ₂<d_i<φ₁，则I_i是普通指标；如果d_i≤φ₂，则I_i是冗余指标。