一种基于北斗卫星的可靠远程通信方法及其通信装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及远程通信领域，尤其涉及一种基于北斗卫星的可靠远程通信方法及其通信装置。
【背景技术】
[0002]近年来，自然灾害的频繁发生导致通信设备瘫痪通信链路中断，对经济造成了不可估量的损失；而偏远地区存在的通信盲区对于监控管理也带来了极大的不便。构建无盲区可靠通信链路对减轻灾害造成的损失及监控管理有着重大的意义，已成为当前研究的重要课题。
[0003]目前常用的应急手段有:无线集群通信，地面微波通信，无线电台通信以及北斗通信。然而现有的远程通信方式都各自存在着不足:无线集群通信覆盖范围较小；微波传输相邻站间必须直视，不能有障碍物，有时会因多径效应产生失真；无线电台通信传输质量不稳定，信号易受干扰或易被截获，保密性差。相比而言，卫星通信具有链路误码率低、无通信盲区等优点，基于北斗短报文服务的卫星通信技术已经广泛应用于地震救灾中，因而利用北斗短报文通信构建远程通信系统具有极大的实际意义。
[0004]然而北斗短报文通信依然存在着一些问题:
[0005]1、北斗通信具有不可靠性，通信时没有通信回执，即在通信过程中，北斗用户发送方不知道接收方是否开机在线以及是否接收到数据；
[0006]2、北斗通信无错误校验机制，北斗接收方无法判断接收到的信息是否产生失真；
[0007]3、北斗民用协议每60秒发送一次，且最大发送数据长度为75字节，资源十分有限，若用户发送信息过长则接收时信息不完全易丢失，若用户发送信息过短则未填满数据长度进行发送造成字节浪费；
[0008]4、北斗只支持端到端的数据传输，数据交互范围局限。
【发明内容】
[0009]本发明提供了一种基于北斗卫星的可靠远程通信方法及其通信装置，本发明突破了北斗通信现存限制，建立可靠稳健的远程通信链路，并组建支持多用户的远程通信传输网络，可实现两个局域网内多个用户终端基于北斗卫星可靠有效的数据交互，详见下文描述:
[0010]一种基于北斗卫星的可靠远程通信方法，所述可靠远程通信方法包括以下步骤:
[0011]依据TCP/IP协议与北斗通信协议，定制远程通信协议；
[0012]通过分包粘包策略、丢包反馈机制以及差错校验策略建立有效传输机制；
[0013]通过在北斗通信机内开辟三个子线程，对北斗通信机进行管理。
[0014]其中，所述依据TCP/IP协议与北斗通信协议，定制远程通信协议具体为:
[0015]将电文内容第I字节作为标志位，将第2字节用作长度位，最后两个字节用作检验位。
[0016]进一步地，所述第I字节标志位中的0-2比特用作段序列号；第3比特用作反馈标识；第4比特用作末位标识；第5-7比特表示数据序列号。
[0017]其中，所述分包策略具体为:
[0018]北斗通信机为用户终端数据分配数据序列号，若用户终端数据大于最大数据净荷长度，以所述最大数据净荷长度进行分段，依次分配段序列号，所述段序列号标识每段数据在用户终端数据中的位置；
[0019]北斗通信机在接收到被拆分的数据后，对数据进行重组。
[0020]其中，所述北斗通信机在接收到被拆分的数据后，对数据进行重组的步骤具体为:
[0021]记录数据的段序列号及数据序列号，将数据净荷写入终端缓冲区；
[0022]接收下一段数据单元，比对数据序列号，若相同，比对段序列号，确认为应接收的数据单元时，将数据净荷写入终端缓冲区；
[0023]直至接收到最后一段数据单元，重组完成，解析终端缓冲区数据，发给相应的用户终端。
[0024]其中，所述粘包策略具体为:
[0025]从发送缓冲区读指针开始，读取指针所指数据单元的长度位，若数据单元长度小于75字节，写入发送数组；
[0026]读发送缓冲区下一数据单元，直至数据长度和大于75字节，停止读取，对发送数组中的数据打包发送；
[0027]接收到数据后，去除包头包尾，将电文内容中的数据写入接收缓冲区，按照长度位读取相应长度数据，提取数据单元，进行解析，发往相应用户终端。
[0028]其中，所述丢包反馈机制具体为:
[0029]发送报文后，将标志位写入共享内存的确认标志位中，若发送报文内数据为粘包数据，则记录最后一个合并单元的标志位；
[0030]检查每一接收数据包的电文内容第一字节是否为反馈标志位，若为反馈标志位，将反馈标志位第3比特置为0，写入共享内存中的接收反馈标志位；
[0031]对比共享内存的确认标志位与接收反馈标志位，若相同，数据发送成功，删除发送缓冲区中发送成功的数据单元；若不同，对比接收反馈标志位与发送数组中的每个单元的标志位，若与其中之一相同，数据发送部分成功，删除发送缓冲区中发送成功的数据单元，将发送缓冲区读指针指向出现误码的数据单元；
[0032]接收数据后，提取数据单元，若数据单元正确，将标志位的第3比特置为1，写入共享内存中的发送反馈标志位，读取下一单元；
[0033]若错误，直接丢弃后续单元的数据，发送反馈标志位中记录的是接收到的最后一单元正确数据的标志位。
[0034]其中，所述差错校验策略具体为:
[0035]对每一段数据净荷采用循环校验码进行计算，得出两位校验位，写入每段数据净荷之后的两字节，将单元数据写入发送缓冲区；
[0036]接收到数据后，提取数据单元，对数据净荷进行校验计算，得出两位检验码，对比数据净荷之后的检验位以进行差错检验。
[0037]进一步地，所述通过在北斗通信机内开辟三个子线程，对北斗通信机进行管理具体为:
[0038]第一子线程，用于与用户终端进行数据交互，采用I/O复用技术，依靠选择机制实时监听套接字请求，维持北斗通信机与多个用户终端的连接；
[0039]第二子线程，用于实时监听相应北斗通信机的串口，实时接收数据，串口接收数据后，进行数据包的检测与解析；
[0040]第三子线程，用于定时发送数据。
[0041]一种基于北斗卫星的可靠远程通信装置，所述可靠远程通信装置包括:
[0042]定制控制器，用于依据TCP/IP协议与北斗通信协议，定制远程通信协议；
[0043]传输控制器，用于通过分包粘包策略、丢包反馈机制以及差错校验策略建立有效传输机制；
[0044]管理控制器，用于通过在北斗通信机内开辟三个子线程，对北斗通信机进行管理。
[0045]本发明提供的技术方案的有益效果是:本发明基于北斗短报文通信提出了一种支持多用户终端的可靠远程通信方法，并基于嵌入式技术进行基础硬件的裁减定制，提供了相应的北斗通信装置。通过建立丢包反馈机制和错误校验机制以提高北斗通信的可靠性；通过采用分包粘包策略以提高其通信效率，从而构建了点对点可靠稳健无盲区的通信链路；并通过北斗通信网与局域网的融合来实现用户终端与北斗通信装置的信息交互，进而组建支持多用户终端的远程数据传输网络。
【附图说明】
[0046]图1为通信网络模型示意图；
[0047]图2为北斗通信机硬件设计示意图；
[0048]图3为北斗短报文通信协议示意图；
[0049]图4为信息内容结构示意图；
[0050]图5为扩展通信协议示意图；
[0051]图6为北斗通信机功能模块示意图；
[0052]图7为北斗通信机与用户终端交互软件流程示意图；
[0053]图8为北斗通信机接收管理软件流程图；
[0054]图9为北斗通信机发送管理软件流程图；
[0055]图10为北斗通信机通信流程图；
[0056]图11为用户终端软件界面示意图；
[0057]图12为可靠远程通信装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0058]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0059]针对上述北斗通信现存问题，本发明提出了相应的解决方法，并依据嵌入式技术提供了一种北斗通信装置以实现可靠稳健的远程通信。该方法及设备独立于外界环境，可应用于偏