銥星(Iridium)透明數(shù)傳模塊DTU
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中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所
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一.銥星系統(tǒng)簡(jiǎn)介
目前，全球主要有銥星（Iridium）和全球星（Global star）兩個(gè)可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。
銥（Iridium）系統(tǒng)，采用11軌道66顆星的星狀星座，銥星系統(tǒng)（IRIDIUM）是由66顆環(huán)繞地球的低軌衛(wèi)星網(wǎng)組成的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。是地面固定電話網(wǎng)和移動(dòng)電話網(wǎng)的延伸和補(bǔ)充。衛(wèi)星高度為765km，采用獨(dú)立成網(wǎng)，覆蓋全球包括南北極。在上世紀(jì)末，銥星系統(tǒng)一投入商用，就吸引了全球的目光，一度成為最耀眼的人工“星系”。
全球星（Global star）系統(tǒng)，采用8軌道48顆星的萊克爾星座，衛(wèi)星高度約1400km，只覆蓋全球南北緯70度以內(nèi)的地方。銥星是把交換處理都放在“星”上，如果有大的災(zāi)情出現(xiàn)也不會(huì)影響他的使用，所以成為當(dāng)前衛(wèi)星移動(dòng)通信發(fā)展的一個(gè)方向；而全球星因?yàn)樗械募夹g(shù)改造和技術(shù)開發(fā)都在地面上進(jìn)行，要是災(zāi)情對(duì)他的地面站有影響，問(wèn)題解決比較困難。
銥星在2000年年底經(jīng)過(guò)重組，成立“新銥星”公司，也闖過(guò)了技術(shù)、融資、市場(chǎng)三道風(fēng)險(xiǎn)關(guān)，并得到了美國(guó)國(guó)防部的鼎力支持，原銥星系統(tǒng)的主要投資者摩托羅拉公司承擔(dān)了新“銥星”手機(jī)的研制工作；美國(guó)波音公司則承擔(dān)起衛(wèi)星的維護(hù)和運(yùn)營(yíng)的責(zé)任。從此，系統(tǒng)最大、全球覆蓋范圍最廣的新銥星衛(wèi)星通信系統(tǒng)為全球用戶提供最可靠的衛(wèi)星通信服務(wù)。
通過(guò)"無(wú)縫隙"的全球覆蓋，為用戶提供隨時(shí)隨地、及時(shí)溝通的便捷通信服務(wù)。銥星系統(tǒng)（Iridium）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球（包括南北兩極），是迄今全球覆蓋最廣的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，是人類歷史上第一個(gè)推出的真正意義上的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。
二.銥星數(shù)傳模塊簡(jiǎn)介
銥星數(shù)傳模塊Iridium DTU以衛(wèi)星為傳輸中繼媒介，并通過(guò)串口與外部設(shè)備連接，為外部設(shè)備提供透明的數(shù)據(jù)接口，完成數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換和透明傳輸這樣一個(gè)功能。
在使用上，前端采集設(shè)備或智能數(shù)據(jù)設(shè)備（外部設(shè)備）可以通過(guò)對(duì)傳感設(shè)備（GPS信息數(shù)據(jù)采集器）數(shù)據(jù)的信息采集，通常借助標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，如RS232等，利用銥星數(shù)傳模塊發(fā)送回控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控；也可接收從控制中心接受指令信息，從而控制目標(biāo)設(shè)備。
銥星數(shù)傳模塊Iridium DTU和控制中心之間是借助于銥星通信網(wǎng)絡(luò)和銥星運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。具體見“三、銥星數(shù)傳模塊與監(jiān)控中心”節(jié)
該銥星數(shù)傳模塊更適用于各種無(wú)人職守的、現(xiàn)有地面通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無(wú)法覆蓋地域的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，應(yīng)用于遠(yuǎn)洋船舶,環(huán)球旅行車輛或進(jìn)行高山、沙漠、孤島、冰川等地進(jìn)行探密考察活動(dòng)的車輛或船舶等工具的定位跟蹤或數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。
銥星采用66顆低軌衛(wèi)星提供全球覆蓋，具有高可靠性，無(wú)論用戶的設(shè)備位于海洋、沙漠、極地、戰(zhàn)區(qū)或任何其它通信手段不能企及的地方，銥星通信鏈路都可以保持暢通。
主要模塊： 銥星SBD9601
銥星SBD9601模塊：銥星數(shù)據(jù)傳輸模塊9601設(shè)計(jì)小巧, 結(jié)合銥星全球覆蓋網(wǎng)絡(luò)提供銥星短數(shù)據(jù)服務(wù)業(yè)務(wù)(SBD).9601是一款OEM產(chǎn)品, 由銥星衛(wèi)星公司制造, 僅應(yīng)用在銥星SBD業(yè)務(wù)范圍. 模塊通過(guò)RS232接口實(shí)現(xiàn)SBD業(yè)務(wù)。
三.銥星數(shù)傳模塊與監(jiān)控中心
銥星數(shù)傳模塊Iridium DTU 與監(jiān)控中心之間的數(shù)據(jù)傳輸基于IP SOCKET的。
四. 銥星數(shù)傳模塊特點(diǎn)
1：雙向數(shù)據(jù)傳輸
2：頻率：1616MHz 到1626.5MHz
3：傳輸距離遠(yuǎn)
銥星傳輸 ――覆蓋全球。（包括南北極）
4：具有高可靠性
銥星傳輸方式下，無(wú)論用戶的設(shè)備位于海洋、沙漠、極地、戰(zhàn)區(qū)或任何其它通信手段不能企及的地方，銥星通信鏈路都可以保持暢通。
5：透明的數(shù)據(jù)傳輸。
提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。自動(dòng)過(guò)濾掉空
中產(chǎn)生的假數(shù)據(jù)(所收即所發(fā))。
用戶也無(wú)需編制多余的程序，只要從接口收/發(fā)數(shù)據(jù)即可，其它如空中收/發(fā)轉(zhuǎn)換，信道切換控制等操作，模塊自動(dòng)完成。
6：通信接口
提供 2 種接口串口方式，
COM1 為 TTL 電平 UART 接口。
COM2 為RS-232電平 UART 接口。
7：具有數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。
模塊配有數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，每個(gè)數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度可達(dá)340字節(jié)。
銥星9601 傳輸方式，用戶數(shù)據(jù)幀最大上行340字節(jié)；下行為270字節(jié)。
7：高可靠性，體積小、重量輕。
五：整機(jī)性能指標(biāo)
1：覆蓋范圍：全球覆蓋
2：射頻接口：
衛(wèi)星通信 頻率――1616MHZ到1626.5MHZ；
4：工作電源：
直流輸入： 5－30V DC
靜態(tài)功率0.4W 峰值功率1.75W
5：用戶通信接口
接口1：RS232
波特率1200、2400、4800、9600可選(8N1)
默認(rèn)值4800
接口2：TTL
波特率1200、2400、4800、9600可選(8N1)
默認(rèn)值4800
六：銥星數(shù)傳模塊的應(yīng)用
銥星數(shù)傳模塊適用于：各種行業(yè)以及無(wú)人職守的、現(xiàn)有地面通訊網(wǎng)絡(luò)信號(hào)無(wú)法覆蓋地域的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。
1：行業(yè)應(yīng)用：
遠(yuǎn)洋船舶、交通運(yùn)輸、石油勘探、地質(zhì)調(diào)查、工程勘察、野外科考探險(xiǎn)、氣象、環(huán)保、災(zāi)害預(yù)報(bào)、緊急救援等。
2：特別適合應(yīng)用與各種無(wú)人職守情況下的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)：
石油管線監(jiān)測(cè)、進(jìn)行等地進(jìn)行探密考察活動(dòng)的車輛或船舶等工具的定位跟蹤。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)，水文監(jiān)測(cè)，地震監(jiān)測(cè)
3：特別適合應(yīng)用的自然環(huán)境
海洋、高山、沙漠、孤島、冰川、極地等
4：特別適合應(yīng)用的突發(fā)事件場(chǎng)合
地震、洪水、風(fēng)雪、滑坡、沙塵暴等。
七：銥星數(shù)傳模塊的使用方法
銥星數(shù)傳模塊Iridium DTU提供UART/RS-232 和 UART/TTL 電平 2種接口方式，可直接與計(jì)算機(jī)、單片機(jī)或其它UART器件連接使用。
7.1電源：
使用直流電源，電壓范圍 5――12V。
根據(jù)用戶的需要，可以與其它設(shè)備共用電源，但請(qǐng)選擇紋波系數(shù)較好的電源，紋波峰值小于10mV。如果有條件話可單獨(dú)供電。
7.2：連接端子的定義
銥星數(shù)傳模塊Iridium DTU為標(biāo)準(zhǔn)的DB9孔接口。
DB9針接口引腳定義:
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引腳
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信號(hào)名稱
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描述
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備注
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1
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12V電源輸入
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電源供電正極
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接12V時(shí) 5V不能接
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2
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RXD
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接收數(shù)據(jù)
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RS-232電平
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3
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TXD
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發(fā)送數(shù)據(jù)
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RS-232電平
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4
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GND
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信號(hào)地
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5
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GND
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信號(hào)地
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6
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RXD
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接收數(shù)據(jù)
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TTL接口
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7
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TXD
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發(fā)送數(shù)據(jù)
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TTL接口
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8
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5V電源輸入
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電源供電正極
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接5V時(shí) 12V不能接
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9
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八：數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖⒁庖兀?/span>
a. 銥星數(shù)傳模塊在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)有延時(shí)，這不是模塊本身造成的。而是由于銥星系統(tǒng)本身固有的延時(shí)。特別是與模塊所處的自然環(huán)境以及用戶接收端的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有很大關(guān)系。
b. 由于銥星系統(tǒng)本身固有的原因，銥星數(shù)傳模塊每次只能傳輸一定長(zhǎng)度的外部設(shè)備數(shù)據(jù)，不支持大數(shù)據(jù)量傳輸。建議每包數(shù)據(jù)長(zhǎng)度在 1－340B 之間。
銥星9601 傳輸方式，用戶數(shù)據(jù)幀最大上行340字節(jié)；下行為270字節(jié)。
如果長(zhǎng)度過(guò)大，建議將其分為如干數(shù)據(jù)包，分別傳輸。
c. 由于銥星系統(tǒng)本身的原因，不支持?jǐn)?shù)據(jù)的大量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)連續(xù)傳輸，而是分包發(fā)送。
e.：電源要求
銥星數(shù)傳模塊采用低功耗設(shè)計(jì)，但是在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，要求電源能提供足夠的瞬間峰值1.5A電流。建議最好能提供單獨(dú)的直流供電。
f： 由于銥星數(shù)傳模塊的位置移動(dòng)，所處環(huán)境（樓群、山區(qū)）以及銥星衛(wèi)星切換過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)銥星信道的短暫停頓。
九：支持的協(xié)議和傳輸容量：
標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品提供透明協(xié)議，可支持用戶的各種應(yīng)用和協(xié)議。如果用戶有特殊要求
我公司可在透明協(xié)議的基礎(chǔ)上定制。
十：外型尺寸結(jié)構(gòu)示意圖：
下圖為我公司標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸，為滿足用戶不同的結(jié)構(gòu)需要，我公司也可為用戶特別設(shè)計(jì)更小尺寸或不同形狀的產(chǎn)品。(單位：mm)
十一：.通信協(xié)議
用戶使用時(shí)，請(qǐng)?zhí)峁┍O(jiān)控中心的靜態(tài)IP地址和端口號(hào)
術(shù)語(yǔ)：上行―――由銥星數(shù)傳模塊向監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸方向
下行―――由監(jiān)控中心向銥星數(shù)傳模塊的數(shù)據(jù)傳輸方向
監(jiān)控中心接收到的上行信息幀格式
上行信息幀的格式＝幀頭信息 + 銥星定位信息 + 用戶數(shù)據(jù)（例如字符ABCD5678）
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數(shù)據(jù)區(qū)域名稱
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數(shù)據(jù)類型
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長(zhǎng)度
(bytes)
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取值范圍
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舉例Hex
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協(xié)議編號(hào)
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char
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1
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0x01
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01 固定
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上行信息幀總長(zhǎng)度
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unsigned short
|
2
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00 38
|
|||
|
上
行
信
息
幀
內(nèi)
容
|
幀
頭
信
息
|
MO Header IEI
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幀頭標(biāo)識(shí)
|
char
|
1
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01
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MO Element Length
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幀頭長(zhǎng)度
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unsigned short
|
2
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00 1C
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||
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CDR Reference
|
信息幀ID
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unsigned integer
|
4
|
0 - 4294967295
|
0D 42 CE AE
|
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IMEI
|
模塊序列號(hào)
|
char
|
15
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ASCII
|
300034012106730
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Session Status
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傳輸狀態(tài)
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unsigned char
|
1
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