卫星物联网是什么?有国内商业化了吗?

卫星物联网是什么?有国内商业化了吗?,第1张

1 卫星物联网,通俗地讲就是通过卫星通信来做物联网项目。一般的物联网的都是通过2G/3G/4G网络来做物联网项目的,但是对于一些特殊的项目,因为2G/3G/4G网络信号不好或者用不了,必须借助卫星通信将物联网终端采集的数据传回后台,比如在沙漠地区、海洋上或一些偏僻的无人区。

2 商业化问题

国内已经有商业化应用了,我可以分享一个我们做过的项目。

项目背景

在戈壁滩地区对运输车队进行监控,主要采集车辆的定位信息,遇到紧急情况可以实现一键报警。基于位置信息在平台端开发一些设备管理、地理围栏等功能。整体上客户要求不复杂,主要难点是地面网络信号不太好,大片地区根本没有信号,所以需要考虑通过卫星通信来确保信息的传输。

卫星通信资费

我们考察了好几个卫星系统:北斗(短报文)、铱星的模块、海事卫星,但都不是很满意。通过北斗短报文传输位置信息,卫星通讯费用最便宜,目前是入网费600元,流量费850元包年(一年内不限制随便发信息),但是据说硬件稳定性不太好,另外就是国外的信号还不稳定;铱星的卫星通讯费用有些偏高,10元/1000bytes;最后在朋友推荐下找到了ORBCOMM在国内的代理商,因为据说ORBCOMM主要做低轨卫星,通讯费比较便宜。其实,也没有便宜多少,他们给的卫星通讯费是9元/1000bytes。但是他们提出了另外一个思路:2G网络和卫星网络双链路通信,有地面信号的时候,用2G网络发送数据,物联网卡就可以实现,没有地面网的时候,通过卫星传输数据,这样整体的资费就比较便宜了。我们测算了一下,通过ORBCOMM卫星发一条位置信息大概是10个字节,也就是1条信息折算下来是1毛钱,这个价格基本上可以接受了。

电源问题

因为我们的设备是用在车上,所以就直接在车辆点烟器上取电了,但是考虑到紧急情况下车辆会熄火,为了方便救援设备还需要持续工作,所以又内置了电池。电池容量先不透漏了,正常情况单电池供电可以用5-8天,紧急情况用3-4天没有问题(紧急情况下,设备发信息的频率提高了)。

回答上面的问题:如果要高频次通过卫星发送数据,肯定要有稳定的电源供应。但是在具体的项目里情况就不一样了,比如我们的设备通过卫星发送信息默认是20分钟发一次,每发一次大概是50mAh。据我所知一些安装在集装箱上的卫星定位设备(在海上跑的集装箱)是一天发一条信息,这样外加一小块太阳能电板就可以保证供电了。

信号问题

目前所有的卫星通讯一个基本的条件是,终端天线需要和卫星建立直连接线,就是中间不能有任何遮挡,一旦有遮挡就连不上了。这样的话,市内肯定是用不了了,城市里也不太好用,偏僻的戈壁滩、海上这些地方用卫星就没有问题。

硬件设备尺寸

你们可能会好奇?这么微弱的信号要接收到,设备要有多大啊?我放几张吧。

先看我们的终端设备:

深圳市新时空智能系统有限公司尺寸图

天线才是关键:

安装在车顶的卫星天线

在卫星主机里集成了GPS和卫星通讯模块,为了使用地面网络传输信息,又搭了一个2G的车辆定位器(这个便宜些)。2G的定位设备做为主设备,通过232协议与卫星模块连接,当搜不到地面网络,就通过卫星终端发数据。关于天基物联网的项目,欢迎讨论!

北京时间7月19日上午8时19分,中国在西南四川省西昌卫星发射中心成功发射新型遥感卫星群。这些卫星由长征二号丙运载火箭送入轨道。这是耀干30家族的第10组,将采用多星组网方式进行电磁环境勘测和相关技术验证。天齐15号上还有一颗属于天齐星座的卫星,它将服务于物联网数据收集。

中国运载火箭技术研究院研制的长征二号丙运载火箭全长43米,起飞质量242吨。该火箭能够向500公里高度的太阳同步轨道发射两吨有效载荷。7月19日的发射是长征系列火箭第380次发射,也标志着遥干30系列发射的圆满结束。自2017年9月以来,长征二号C已将遥干30号卫星10组全部高精度送入轨道,发射成功率100%。

这些卫星由长征二号丙运载火箭送入轨道。 这是耀干30家族的第10组,将采用多星组网方式进行电磁环境勘测和相关技术验证。天齐15号上还有一颗属于天齐星座的卫星,它将服务于物联网数据收集。中国运载火箭技术研究院研制的长征二号丙运载火箭全长43米,起飞质量242吨。

该火箭能够将两吨有效载荷发送到 500 公里高度的太阳同步轨道。周一的发射是长征系列火箭的第380次任务,也标志着遥干30系列发射的圆满结束。自2017年9月以来,长征二号C已将遥干30号卫星10组全部高精度送入轨道,发射成功率100%。

由于对地球观测计划和大量应用的投资不断增加,全球遥感技术市场将取得惊人的收益。 遥感技术在捕获与地球表面相关的数据以及分析地球的物理特性和参数方面发挥着至关重要的作用。 该技术使用来自卫星和飞机的发射和反射光,而无需与观察到的表面进行物理接触。 各国各航天机构宣布的雄心勃勃的地球观测计划数量不断增加,从而扩大了全球市场。 印度空间研究组织 (ISRO) 拥有 13 颗地球观测卫星,并计划在 2020-2021 年发射 10 颗新卫星。

2018的中国航天,未完待续。按计划,还在“奔月”的嫦娥四号探测器将在2019年1月择机“落月”。
中国航天的昨天、今天和明天
元旦假期的第一天,嫦娥四号探测器却在“出差途中加班”。12月30日凌晨4时55分,科技人员在北京航天飞行控制中心向嫦娥四号探测器注入调姿和变轨参数。8时54分,嫦娥四号探测器发动机成功点火,开始实施变轨控制。8时56分,地面测控站实时遥测数据监视判断,嫦娥四号探测器已由距月面平均高度约100公里的环月轨道,成功实施降轨控制,进入近月点高度约15公里、远月点高度约100公里的环月轨道。
它这一趟的目的之一,就是计划要在月球背面艾肯盆地实现软着陆,国家空间科学中心副主任邹永廖说,在过去的半个多世纪里,人类已经发射了100多个月球探测器,但还没有一个能够实现在月球背面着陆:“月球正面和背面无论从物质成分上、形貌构造上还是岩石年龄,都有很大差异。艾肯盆地是在整个太阳系固体天体中存在的最大、最深的盆地,我们可以获取月球深部物质的信息。由于磁环境的原因,在月球正面开展低频射电天文观测效果不好。恰恰由于月球背面的磁环境非常干净。在月球背面开展低频射电天文探测这一目标应该说是天文学家梦寐以求的,可以填补射电天文领域上在低频观测段的空白。”
为了这趟旅程,科技人员还架起了“一座鹊桥”,不是为了牛郎和织女,而是给“嫦娥”准备的。今年5月21日,西昌卫星发射中心成功将探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”号中继星发射升空。正如“鹊桥”之名,嫦娥四号总设计师孙泽州说,中继星为嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控通信。“鹊桥”中继星成功发射,在L2点稳定运行,为月球背面软着陆应该说做好了准备。
嫦娥四号12月8日就出发了,12月12日成功实施近月制动进入环月轨道以来,嫦娥四号探测器进行了2次环月轨道修正,与“鹊桥”中继星进行了4次中继链路测试,开展了激光测距、三维成像、微波测距测速等导航敏感器在轨测试,为探测器进入预定着陆区、择机实施月球背面软着陆做好准备。
孙泽州表示,这次探索也将为今后探月工程不断实现更深层次的全月科学勘探提供可能。他说:“这一次我们是从月球的正面扩展到背面,下一步我们要从月球的相当于中高纬地区向月球的两级去拓展,实现对全月球的可到达能力。”
虽然,新年没有赏月的传统,也没有“嫦娥奔月”的传说,但今晚(12月31日)的跨年夜,不妨抬头看看月亮。一个实实在在的嫦娥四号探测器正在“奔月”。按照计划,2019年的1月,它将择机在月球背面软着陆。
虽然,我们普通人举头望天并看不真切,但天上却有设备能把地球上的我们“看得”清清楚楚。
“天上的星星参北斗”,而北斗卫星导航系统能告诉你要不要顺着大河向东走。
北斗是中国自主建设、独立运行,与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。今年一年内北斗完成了10箭19星发射,创下世界卫星导航系统建设和我国同一型号航天发射的新纪录。12月27日,北斗三号开始提供全球服务,全球定位精度10米;在亚太地区定位精度也由原来的6米提升至5米。北斗三号系统卫星总设计师林宝军介绍,精度提升的原因就在于她有了一个更厉害的“心脏”。
林宝军说:“我们突破了新型氢原子钟以及原子钟的无缝切换技术,可以说原子钟是导航卫星的‘心脏’,这项技术也决定整个导航精度的一个核心技术。这项突破使导航系统的时频精度提高了一个量级。另外,使我们的原子钟可以连续无缝、不间断地工作,这使北斗系统运行的时候,大家会感觉到更稳定、连续、不间断,性能会更好。”
“北斗”定位不迷路,“鸿雁”传信不失联。12月29日,鸿雁星座首发星发射成功并进入预定轨道,我国全球低轨互联网卫星系统正式启动建设。此次搭载发射的首颗试验卫星在轨期间将陆续开展卫星各项功能的试验验证。按照规划,鸿雁星座一期将由60颗卫星组成,主要实现全球移动通信、物联网、导航增强、航空监视等功能;二期则将再发射数百颗卫星,形成全球覆盖的能力。
航天科技集团五院总工程师、中国工程院院士周志成介绍:“通讯是要连续覆盖的,有的地方还要多重覆盖,所以这样的一个体系就造成了必须接续不断地这个星过来覆盖,所以星座的设计,包括接力的方式、切换的方式是这个的难点。”
现在我们所用的网络都需要建立基站,但是沙漠、山区、海上等地方很难架设基站,手机就会出现不在服务区的情况。有了“鸿雁”系统后,这将成为历史。
回顾2018年的中国航天,中国航天科工二院研究员、国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光表示,成果丰硕:“今年的发射次数,算上私人公司发射的,(发射次数)首次独居世界第一位。中国在空间基础设施建设方面,一些对地的遥感星座越来越成熟地走向应用。空间科学方面,‘张衡一号’发射成功,我们在国际合作方面进一步加强和国外的沟通,实现更多的合作项目。商业航天方面,私人航天公司已经开始进军轨道发射的服务领域。今年,载人航天方面,用于验证交会对接技术的‘天宫一号’完美落幕。”
2018年,中国航天未完待续……杨宇光说:“跨年度最引人注目的是嫦娥四号任务,人类第一次在月球背面实施软着陆的尝试,在月球探测领域最引人注目。其他方面,北斗也将进一步补充更多的卫星构建全球星座,其授时和定位精度也将进一步得到提高和改善。未来我们不但要保证航天规模,而且更多地要提高我们整个航天活动的技术含量,包括载人航天、深空探测;包括通信、遥感、导航等服务于国计民生的技术领域;包括未来在空间科学、太空探索等方面应该有更深层次的成果,在载人航天方面也进一步拓展空间站的建设。”

航天“低价化”时代已来,普通人进入太空还远吗?中国火箭技术研究院总工程师王亚平在发布会上表示,长征火箭经过三次试射后取得圆满成功,将为我国民营航天企业进入太空提供更加稳定可靠的服务,同时也可以降低成本。

本次发射的“天链一号”,由中国航天科技集团所属的中国运载火箭技术研究院和美国 SpaceX公司联合研制、长征十一号运载火箭进行发射,是全球首颗由民营企业研制和发射的低轨宽带通信卫星。作为“天链一号”的首发星,它将为全球用户提供“低轨宽带+遥感”的宽带数据业务和物联网服务。王亚平表示,随着技术的不断进步跟创新,航天发射成本也会不断降低。未来载人航天、探月工程、北斗三号等项目都将成为国际商业航天市场上的主流商业模式。

王亚平:我相信,我国将成为世界上第三个拥有成熟商业航天发射能力的国家。世界各国的航天器以及卫星的发射服务市场高度开放,中国也成为国际航天产业发展的参与者和受益者。我们愿意积极参与并推动新技术、新模式的国际合作与交流,推动新一代运载火箭和卫星等航天发射服务水平的提升,服务好全球广大用户。

天链一号卫星为何能与地面通信?王亚平介绍,天链一号是一颗“互联网+”卫星通信系统,通过它可以实现与地面高速互联互通。用户通过远程终端,可以通过宽带网络接入互联网实现远程教育、远程办公、电子商务等方面的业务应用。同时,用户也可以通过应用程序远程控制卫星实现对地面的远程 *** 控甚至控制功能,比如开启车载终端和控制中心,启动手机遥控等等。

王亚平表示,“天链一号”是一颗由中国运载火箭技术研究院抓总研制、首次发射的全球首颗互联网宽带通信卫星,主要应用于国内已开通的互联网宽带网络。据了解,国内已建成网络的用户,仅有极少数运营商、用户终端供应商能提供稳定可靠的服务。这意味着在部分地区互联网宽带服务需要依托地面网络提供,同时用户终端设备质量较差。针对这一痛点,“天链一号”选择了采用国际标准的 Ku频段作为发射频段,其主要原因在于这种频段是地球同步轨道宽带通信卫星频率分配的标准音高轨频段。

王亚平表示,未来我国低轨宽带通信卫星系统将继续与国外开展合作,并努力将其打造成国际通信基础设施的重要组成部分。据悉,“天链一号”任务由中国航天科技集团有限公司五院研制。该卫星是“天链一号”系列星座中首颗具有宽带接入能力的商业卫星,其主要用于为我国与其他国家和地区开展宽带通信卫星业务服务。


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