基于移動通信和衛(wèi)星定位的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有北斗衛(wèi)星和GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通訊方式自動切換功能，并利用這兩種通訊方式實現(xiàn)在船載終端與集團監(jiān)管中心之間，進行數(shù)據(jù)交互的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)。船載終端安裝在船體上，供電子系統(tǒng)采用太陽能電池板為鋰電池和備用電池充電，實現(xiàn)終端無需外電的長時間可靠工作；將船舶的GPS信息進行實時存儲，并利用通訊單元將GPS、報警、船載終端狀態(tài)等信息返回集團監(jiān)管中心；監(jiān)管中心的軟件服務(wù)平臺結(jié)合GIS系統(tǒng)對監(jiān)管船只進行直觀顯示和統(tǒng)一管理。本發(fā)明解決了普通移動設(shè)備遠海監(jiān)管存通訊盲區(qū)、設(shè)備不能長時間連續(xù)工作的問題，適用于漁船等船舶的集團化監(jiān)管，為船運保駕護航、提高漁政監(jiān)管力度和效率。
【專利說明】基于移動通信和衛(wèi)星定位的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，具體涉及北斗、GPRS遠程通訊、GPS定位、集團作業(yè)的船舶的監(jiān)控管理等領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]2012年3月，我國漁船總數(shù)達到106萬艘，約占世界總數(shù)的1/4，雖然我國是世界上漁船數(shù)量最多的國家，但我國漁業(yè)裝備還比較落后。漁船數(shù)量的增加保障了漁業(yè)總產(chǎn)量提高的同時，也給我國的漁業(yè)管理帶來了一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:第一，在休漁期，還存在部分漁民偷捕事件，嚴重的影響了漁業(yè)生態(tài)平衡和漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展，政府部門雖然投入了大量的人力、物力，但是收效甚微。第二，我國的漁業(yè)安全生產(chǎn)問題己經(jīng)成為一個國際性問題，漁業(yè)安全狀況一直比較嚴峻。近年來，全國每年發(fā)生漁船海難事故有上千起。據(jù)統(tǒng)計，平均每年沉沒漁船1350余艘，死亡、失蹤漁船船員近700人。第三，漁船偷盜現(xiàn)象嚴重，時常會發(fā)生漁船被盜事件，并且，當漁民在海上作業(yè)時候，有時會遇到海盜，嚴重威脅了漁民的財產(chǎn)和生命安全。2011年10月5日，發(fā)生在泰國湄公河我國“華平號”和“玉興號”船員遇襲慘案，也為水運輸業(yè)的安全敲響了警鐘。2013年9月29日，受強臺風“蝴蝶”影響，廣東江門市5艘漁船在海南省西沙珊瑚島海域遇險，造成數(shù)十人遇難和失蹤。在水運交通部門、水運公安部門或漁政部門，建立高效的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)成為當務(wù)之急。
[0003]然而現(xiàn)有的一些船舶監(jiān)管系統(tǒng)，存在連續(xù)工作時間短、維護成本高、通訊信號不穩(wěn)定等缺陷，例如中國發(fā)明專利200910049601.0公開了一種船舶航跡記錄監(jiān)測方法，雖能記錄船舶GPS信息并無線提取，但不能實時的返回數(shù)據(jù)進行監(jiān)管，只能在事后由漁政工作人員在碼頭或者駕駛監(jiān)督船靠近漁船進行記錄查詢，監(jiān)管的工作效率低、力度不夠；中國發(fā)明專利200810124794.7公開了一種大型短波通訊網(wǎng)絡(luò)船舶監(jiān)控定位和應(yīng)急報警設(shè)備及方法，在對大量船舶進行常規(guī)的定位監(jiān)測和統(tǒng)一管理的同時，還能對發(fā)出警報的船舶進行實時監(jiān)控定位，但是一旦船舶離開短波覆蓋的海域?qū)ζ涞膶崟r監(jiān)管將無效，特別是那些無短波覆蓋的海域往往是遠海高危區(qū)域，例如漁業(yè)船只離開大陸60Km的海域?qū)]有無線公網(wǎng)覆蓋。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS),與美國的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GL0NASS系統(tǒng)不同的地方是，北斗新增了通訊功能，一次可傳送240個字節(jié)的信息，在船舶集團監(jiān)管系統(tǒng)中利用北斗的通訊功能將實現(xiàn)亞太海域無盲區(qū)監(jiān)管，隨著我國北斗網(wǎng)絡(luò)的進一步完善將最終實現(xiàn)全球無盲區(qū)監(jiān)管。此外，現(xiàn)有的絕大多數(shù)船載終端采用單純的電池供電，一旦電池欠壓時需要人為更換電池或利用船電充電，維護不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種高效的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，利用北斗衛(wèi)星通訊方式覆蓋區(qū)域廣和無線GPRS通訊方式價格低廉的特點，通過將二者結(jié)合解決現(xiàn)有設(shè)備遠海監(jiān)管存通訊盲區(qū)的缺點；利用太陽能電池板為系統(tǒng)電池自動充電，解決船載終端在無外部干預(yù)下長時間連續(xù)可靠工作的問題。同時本發(fā)明還是一種具有GPS快速定位、緊急求助、歷史數(shù)據(jù)存儲、信息發(fā)布顯示、綁定手機、防盜報警、搭載外部設(shè)備等功能，在監(jiān)管中心服務(wù)平臺統(tǒng)一調(diào)度指揮下的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種基于移動通信和衛(wèi)星定位的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)管系統(tǒng)包括多個船載終端100和一個集團監(jiān)管中心200，船載終端100包括數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)121和供電子系統(tǒng)120，其中所述供電子系統(tǒng)120為船載終端100提供所需電源；所述船載終端100接收GPS信號經(jīng)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)121處理后得到船相關(guān)的GPS數(shù)據(jù)，所述GPS數(shù)據(jù)包括船只所處的經(jīng)緯度、船只的速度和時間數(shù)據(jù)，所述船載終端100通過GPRS通訊或北斗通訊方式將船的GPS數(shù)據(jù)、報警信號、船只狀態(tài)信息傳輸至集團監(jiān)管中心200。
[0006]船載終端包括數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和供電子系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括高性能數(shù)據(jù)控制器，矩陣鍵盤，緊急報警按鈕，TFT顯示單元，數(shù)據(jù)存儲單元，備用數(shù)據(jù)傳輸單元，GPS接受單元，北斗通訊單元，GPRS通訊單元和通訊方式自動切換單元；船載終端供電子系統(tǒng)包括電源控制單元，太陽能電池板，高效高容量鋰電池，備用電池；集團監(jiān)管中心具體由PC機軟件服務(wù)平臺進行系統(tǒng)管理，軟件服務(wù)平臺需調(diào)用的軟件模塊包括信息發(fā)布子系統(tǒng)、顯示子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲模塊、歷史數(shù)據(jù)遠程提取模塊、被監(jiān)管船舶數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)打印模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、通訊服務(wù)數(shù)據(jù)接口、備用數(shù)據(jù)傳輸接口 ；數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)包括電子圍欄模塊，船載終端遠程升級模塊，天氣、漁訊、警告、調(diào)度信息發(fā)布模塊，數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊；顯示子系統(tǒng)包括GIS顯示系統(tǒng)，報警顯示模塊，GPS、船舶、船主、終端狀態(tài)信息顯示模塊，數(shù)據(jù)顯示模塊。
[0007]船載終端上的GPS天線接收GPS衛(wèi)星信號，獲得船只的實時信息，然后通過通訊方式自動切換單元選擇的通訊方式(優(yōu)選GPRS方式進行通訊，當無GPRS信號時自動切換至北斗通訊單元進行通訊，當GPRS信號恢復又切回GPRS方式進行通訊)，向集團監(jiān)管中心發(fā)送時間、位置、速度、航向和船載終端狀態(tài)數(shù)據(jù)，使監(jiān)管中心得知被監(jiān)管的船只的GPS信息和船載終端的狀態(tài)信息。
[0008]軟件服務(wù)平臺GIS顯示模塊的電子地圖會實時顯示船只位置和軌跡，由管理人員對被監(jiān)管的船只實施全域監(jiān)視、局部監(jiān)視和跟蹤監(jiān)視。當管理人員查看某只船只時，輸入此船只的編號，就能在電子海圖上重點顯示其行駛的軌跡，并在GPS、船舶、船主、終端狀態(tài)信息顯示模塊上顯示其GPS信息和狀態(tài)信息；集團監(jiān)管中心的軟件服務(wù)平臺對返回數(shù)據(jù)進行實時存儲，并可以對這些歷史數(shù)據(jù)進行查詢和顯示。
[0009]當船只遇到危險時需要求救時，可以按下緊急報警按鈕，此信號經(jīng)過控制器利用選定的通訊方式(優(yōu)選GPRS方式進行通訊，當無GPRS信號時自動切換至北斗通訊單元進行通訊，當GPRS信號恢復又切回GPRS方式進行通訊)傳輸給集團監(jiān)管中心，軟件服務(wù)平臺報警顯示模塊會顯示船只的信息與位置，管理人員可以迅速調(diào)度最近的船只給予支援。
[0010]船載終端上的數(shù)據(jù)存儲單元存儲GPS接收模塊實時記錄船只航行軌跡，其存儲容量能連續(xù)記錄船只最近半年的航行軌跡；由于意外船載終端與集團監(jiān)管中心北斗和GPRS通訊方式一段時間內(nèi)同時失效時，當任意一種通訊方式恢復正常時，監(jiān)管中心可遠程提取記錄在船載終端的數(shù)據(jù)存儲單元內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，并將提取的數(shù)據(jù)存入監(jiān)管中心服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)；當任意一種通訊方式始終無法恢復工作時，工作人員還可登船通過船載終端的備用數(shù)據(jù)傳輸接口進行現(xiàn)場的歷史數(shù)據(jù)提取。[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0012]a)具有通訊方式自動切換功能，控制船載終端的通訊方式在北斗和GPRS之間選擇，優(yōu)選GPRS通訊，在盡可能降低通訊費用的同時使得對船舶的監(jiān)管無通訊盲區(qū)。
[0013]b)船載終端供電子系統(tǒng)采用了小型太陽能電池板，在電源控制單元的管理下為電池充電，并留有備用電池，保證了系統(tǒng)的長時間穩(wěn)定工作，無需使用船電充電或更換電池，并能將太陽能電池板是否斷路、電池電壓狀態(tài)返回集團監(jiān)管中心。
[0014]c)船載終端配置有備用數(shù)據(jù)傳輸單元，可以搭載環(huán)境監(jiān)測設(shè)備并將其監(jiān)測數(shù)據(jù)透明的返回集團監(jiān)管中心，方便有關(guān)部門對各水域環(huán)境狀態(tài)進行監(jiān)測。
[0015]d)船載終端設(shè)置緊急報警按鈕實現(xiàn)一鍵報警，并能通過矩陣鍵盤輸入求助信息發(fā)送至集團監(jiān)管中心，在監(jiān)管服務(wù)平臺上能夠立刻顯示報警求助、船舶位置、船舶及船主信肩、O
[0016]e)每臺船載終端都能綁定一臺手機，通過鍵盤設(shè)置船載終端與綁定手機之間的通訊模式為自動或查詢，自動模式下一旦船舶被盜將自動向和監(jiān)管中心服務(wù)平臺發(fā)送盜警信息，并通過監(jiān)管中心服務(wù)平臺向綁定手機發(fā)送警告信息；查詢模式下需要綁定手機發(fā)送查詢短信，船載終端向綁定手機發(fā)送船只各狀態(tài)信息，起到防盜護船的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明船載終端的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明集團監(jiān)管中心的軟件服務(wù)平臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈組成示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明。
[0021]如附圖3所示，基于無線通訊和衛(wèi)星定位的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)包括船載終端100和集團監(jiān)管中心200。所述監(jiān)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈包括多個船載終端100、GPS衛(wèi)星2、北斗衛(wèi)星3、移動通訊網(wǎng)5、北斗地面運營和控制中心4、互聯(lián)網(wǎng)8、集團監(jiān)管中心200、信關(guān)站6、綁定手機7，數(shù)據(jù)鏈中的各部分通過嚴格的通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)交互；所述船載終端100通過GPS衛(wèi)星2獲取船只數(shù)據(jù)，船載終端100將數(shù)據(jù)處理后可由兩種方式將數(shù)據(jù)傳送至集團監(jiān)管中心200，第一種方式是數(shù)據(jù)經(jīng)過移動通訊網(wǎng)5、互聯(lián)網(wǎng)8傳送至集團監(jiān)管中心200，第二種方式是數(shù)據(jù)經(jīng)過北斗衛(wèi)星3、北斗地面運營和控制中心4、信關(guān)站6傳送至集團監(jiān)管中心200，兩種數(shù)據(jù)傳輸方式由船載終端100自動選擇；綁定手機7通過移動通訊網(wǎng)5、互聯(lián)網(wǎng)8與集團監(jiān)管中心200進行數(shù)據(jù)交互。
[0022]每個船載終端100可以設(shè)置一臺綁定手機7，綁定手機7可以向集團監(jiān)管中心(200)短信查詢對應(yīng)的船載終端100的各項數(shù)據(jù)，包括船只當前的GPS數(shù)據(jù)、船只狀態(tài)信息、告警信息。
[0023]附圖1所示為本發(fā)明船載終端的結(jié)構(gòu)示意圖，船載終端100包括數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)121和供電子系統(tǒng)120，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)121包括高性能數(shù)據(jù)控制器105，矩陣鍵盤114，緊急報警按鈕113，TFT顯示單元112，數(shù)據(jù)存儲單元111，備用數(shù)據(jù)傳輸單元110，GPS接收單元109，北斗通訊單元107，GPRS通訊單元108和通訊方式自動切換單元106 ;北斗天線117連接到北斗通訊單元107的天線信號接口，GPRS天線116連接到GPRS通訊單元108的天線信號接口，GPS天線115連接到GPS接受單元109的天線信號接口 ；北斗通訊單元107、GPRS通訊單元108均通過通訊方式自動切換單元106與高性能數(shù)據(jù)控制器105連接，GPS接收單元109、矩陣鍵盤114、緊急報警按鈕113、TFT顯示單元112、數(shù)據(jù)存儲單元111、備用數(shù)據(jù)傳輸單元110均與高性能數(shù)據(jù)控制器105連接；供電子系統(tǒng)120包括備用電池103，高效高容量鋰電池102，太陽能電池板104，電源控制單元101 ;備用電池103、太陽能電池板104、高效高容量鋰電池102均與電源控制單元101連接，電源控制單元101與高性能數(shù)據(jù)控制器105連接；供電子系統(tǒng)120為數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)121的工作提供電能。
[0024]如附圖2所示，集團監(jiān)管中心200具體由PC機軟件服務(wù)平臺207進行系統(tǒng)管理，軟件服務(wù)平臺207需調(diào)用的軟件模塊包括信息發(fā)布子系統(tǒng)201、顯示子系統(tǒng)202、數(shù)據(jù)存儲模塊210、歷史數(shù)據(jù)遠程提取模塊211、被監(jiān)管船舶數(shù)據(jù)庫212、數(shù)據(jù)打印模塊213、數(shù)據(jù)查詢模塊214、通訊服務(wù)數(shù)據(jù)接口 209、備用數(shù)據(jù)傳輸接口 208。數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)201包括電子圍欄模塊215，船載終端遠程升級模塊218，天氣漁汛、警告、調(diào)度信息發(fā)布模塊217，數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊216。顯示子系統(tǒng)202包括GIS顯示模塊204，報警顯示模塊206，GPS、船舶、船主、終端狀態(tài)信息顯示模塊205，數(shù)據(jù)顯示模塊203。
[0025]船載終端100上的GPS天線115接收到輸出的GPS信號輸入到GPS接收單元109，經(jīng)GPS接收單元109處理后得到經(jīng)緯度、速度和時間數(shù)據(jù)輸入到高性能數(shù)據(jù)控制器105，高性能數(shù)據(jù)控制器105將上述數(shù)據(jù)處理后寫入數(shù)據(jù)存儲單元111。同時高性能數(shù)據(jù)控制器105控制通訊方式自動切換單元106選擇通訊方式。優(yōu)選GPRS方式進行通訊，當無GPRS信號時自動切換至北斗通訊單元進行通訊，當GPRS信號恢復又切回GPRS方式進行通訊。當選擇的是GPRS通訊方式時，GPRS通訊單元108工作，通過GPRS天線116把GPS數(shù)據(jù)向集團監(jiān)管中心200發(fā)出；當選擇的是北斗通訊方式時，北斗通訊單元107工作，通過北斗天線117將GPS數(shù)據(jù)向集團監(jiān)管中心200發(fā)出。
[0026]集團監(jiān)管中心200上的通訊服務(wù)數(shù)據(jù)接口接收到船載終端100發(fā)出的GPS、報警、船只狀態(tài)等信息，并在軟件服務(wù)平臺207的管理下儲存到數(shù)據(jù)存儲模塊210，同時GPS數(shù)據(jù)能被數(shù)據(jù)顯示模塊203讀取，然后在GIS顯示模塊204根據(jù)讀取的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)顯示船只的位置和軌跡；報警、船只狀態(tài)等信息也在顯示子系統(tǒng)202的各模塊上進行實時顯示。
[0027]電子圍欄模塊215、船載終端遠程升級模塊218、天氣漁汛、警告、調(diào)度信息發(fā)布模塊217均與數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊216相連。電子圍欄模塊215，天氣、漁汛、警告、調(diào)度等信息發(fā)布模塊217，船載終端遠程升級模塊218三個模塊在數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊216的協(xié)調(diào)下運行。
[0028]天氣、漁汛、警告、調(diào)度等信息發(fā)布模塊217可以編輯需要發(fā)布的信息，然后在軟件服務(wù)平臺207的控制下由數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊216將通過通訊服務(wù)數(shù)據(jù)接口 209將消息發(fā)布，集團監(jiān)管中心200所監(jiān)管所有船只上的船載終端100通過GPRS天線116或北斗天線117會接受到發(fā)布的消息，TFT顯示單元112會在高性能數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)控制器105的控制下顯示接受到的監(jiān)管中心發(fā)布的消息以及發(fā)布時間，同時顯示模塊112中的信息指示燈會閃亮并發(fā)出報警聲音直至有人員按下顯示模塊上的接受按鈕。
[0029]船載終端遠程升級模塊218將需要更新的船載終端100的升級程序，通過數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊216，然后在軟件服務(wù)平臺207的控制下，由通訊服務(wù)數(shù)據(jù)接口 209向船載終端100發(fā)布更新。
[0030]電子圍欄模塊215可以設(shè)置禁航區(qū)域，禁航區(qū)域信息經(jīng)過數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊216，然后在軟件服務(wù)平臺207的控制下由通訊服務(wù)數(shù)據(jù)接口 209向所有監(jiān)管船只發(fā)布。圍欄提供禁止進入與禁止離開兩種功能，禁止進入的區(qū)域是所有禁止進入圍欄區(qū)域的疊加，禁止離開的區(qū)域是所有禁止離開圍欄區(qū)域的疊加；兩種功能獨立互不影響，禁止進入和禁止離開的區(qū)域可以重疊，這樣船只在進入或離開邊界時都會報警。圍欄設(shè)置為禁止進入功能時，當有船只進入此區(qū)域時，監(jiān)管中心服務(wù)平臺207向此船只發(fā)出警告信息，提醒其進入禁航區(qū)域。此警告信息通過通訊服務(wù)數(shù)據(jù)接口 209將消息發(fā)布，受警告船只上的船載終端100通過GPRS天線116或北斗天線117會接收到發(fā)布的消息,TFT顯示單元112會在高性能數(shù)據(jù)控制器105的控制下顯示接收到的監(jiān)管中心發(fā)布的警告消息以及發(fā)布時間，同時顯示模塊112中的警告指示燈會以一定頻率閃爍并發(fā)出報警聲音直至船只離開禁航區(qū)域。
[0031]當船只遇到危險等緊急情況下時，船只上的人員可以按下船載終端100上的緊急報警按鈕113，高性能數(shù)據(jù)控制器此時會自動發(fā)出求救信息，其通過船只此時已選定的通訊方式發(fā)給監(jiān)管中心200，監(jiān)管中心200得到求救信息后，報警顯示模塊206會顯示求救船只、船主的各項信息以及當前船只的位置并發(fā)出報警指示，直至工作人員確認得到求救信息。此后管理人員可調(diào)度最近的救援船給予支援，同時監(jiān)管中心也可以向求救船只附近的船只發(fā)布支援信息，使求救船只能在最短的時間里得到支援。
[0032]本發(fā)明采用通訊方式自動切換單元對北斗和GPRS兩種通訊方式進行優(yōu)勢互補，雖然發(fā)生通訊不通的概率極小，但是不排除極端天氣條件下失效的可能，一旦發(fā)生通訊失效，監(jiān)管中心將得不到船只的GPS和狀態(tài)信息，但船載終端100上的數(shù)據(jù)存儲單元111卻依舊工作，會實時存儲GPS天線115得到的經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)。當這些船只的通訊恢復正常時，其存儲的數(shù)據(jù)可以能過GPRS通訊單元108將數(shù)據(jù)回傳給軟件服務(wù)平臺207并存儲在遠程數(shù)據(jù)提取模塊211，然后在軟件服務(wù)平臺207的控制下將這些數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)存儲模塊210所缺失的記錄里，確保數(shù)據(jù)記錄的連續(xù)性，以便必要時進行數(shù)據(jù)查詢。
[0033]GIS顯示模塊204中的電子海圖可以顯示船只的狀態(tài)和軌跡，船只管理人員對監(jiān)管的所有船只實施全區(qū)域監(jiān)視、局部監(jiān)視和跟蹤監(jiān)視。電子海圖能實現(xiàn)選擇海圖、自動漫游調(diào)圖、開窗放大、中心放大、中心縮小、中心點漫游、拖動漫游；能實現(xiàn)點、界線和區(qū)域的標繪、保存和刪除，海圖查詢、查詢海圖上物標信息，電子方位測距線測量、拆線長度和區(qū)域面積測量、海圖打印設(shè)置和海圖打印、地名查詢、利用海圖地名快速定位。
[0034]當選定跟蹤船只或輸入要跟蹤的船只號后，對此船只進行實時跟蹤，GPS、船舶、船主、船載終端狀態(tài)信息顯示模塊205會顯示跟蹤船只的各種信息，在電子海圖中心顯示被跟蹤的船只，由操作管理人員對該船只進行連續(xù)實時跟蹤監(jiān)視。軟件服務(wù)平臺207的數(shù)據(jù)存儲模塊210具有歷史數(shù)據(jù)貯存功能，不僅適于用戶系統(tǒng)調(diào)用、查詢，也便于互聯(lián)網(wǎng)授權(quán)用戶的訪問服務(wù)。船只數(shù)據(jù)資料在服務(wù)器硬盤內(nèi)長期保存，設(shè)置選定船只、海域、時間段、回放速度等，GIS顯示模塊可根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行歷史數(shù)據(jù)軌跡回放。
[0035]船載終端100上備用數(shù)據(jù)傳輸接口 110和集團監(jiān)管中心200上備用數(shù)據(jù)傳輸接口208可擴展通訊接口可作為外載設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊使用，如可以搭載環(huán)境監(jiān)測設(shè)備并將其監(jiān)測數(shù)據(jù)透明的返回集團監(jiān)管中心200，方便有關(guān)部門對各水域環(huán)境狀態(tài)進行遠程監(jiān)測。在系統(tǒng)通訊無效而造成軟件服務(wù)平臺無法進行歷史數(shù)據(jù)遠程提取時，工作人員還可以登船利用備用數(shù)據(jù)傳輸接口 110和移動電腦進行歷史數(shù)據(jù)的現(xiàn)場提取，備用數(shù)據(jù)傳輸接口 110波特率可設(shè)置的串行通訊方式，波特率既可通過矩陣輸入鍵盤114現(xiàn)場設(shè)置也可通過軟件服務(wù)平臺207遠程設(shè)置。
[0036]船載終端100上電源控制單元101向高性能數(shù)據(jù)控制器105和其它單元提供電源。正常情況下，高效高容量鋰電池102工作時，太陽能電池板104會為其充電，從而確保電源控制單元101能持續(xù)正常工作。當太陽能電池板104出現(xiàn)問題如損壞、充電導線斷開等，而不能向高效高容量鋰電池102充電時，高效高容量鋰電池102仍能持續(xù)正常工作半年以上，此時電源控制單元101會發(fā)出報警聲音，并向集團監(jiān)管中心200發(fā)出故障信息，此故障信息會在報警顯示模塊206上顯示。電源控制單元101還另有備用電池103，可以在高效高容量鋰電池102不能工作時充當臨時電源，太陽能電池板104也可向備用電源103充電，同時在高性能數(shù)據(jù)控制器105的控制下，TFT顯示單元會提醒船主高效高容量鋰電池102不能正常工作并發(fā)出報警聲，提醒需要進行檢修。當然監(jiān)管服務(wù)平臺對這些故障信息也能顯示報警，例如在軟件服務(wù)平臺上進行太陽能電池板斷路查詢，監(jiān)管中心將顯示所有發(fā)生此故障的船只信息，并可對這些船只綁定的手機進行故障信息的短信群發(fā)，提醒船主檢修，當然也可以直接派服務(wù)人員到現(xiàn)場進行檢修。
[0037]船只駛?cè)氪a頭或靠岸停止作業(yè)后，船主可通過矩陣輸入鍵盤將船載終端設(shè)置為防盜模式，設(shè)置防盜模式成功時，高性能數(shù)據(jù)控制器會將當前的GPS經(jīng)緯度信息設(shè)置為當前中心點。當船只被盜或者因為大風浪造成脫纜，高性能數(shù)據(jù)控制器實時的采集GPS經(jīng)緯度信息進行區(qū)域解算，一旦船只離開泊船區(qū)域，船載終端會自動向集團監(jiān)管中心200發(fā)出報警信號，同時啟動船載終端內(nèi)的報警器，集團監(jiān)管中心200會通過移動通訊網(wǎng)向船主綁定的手機發(fā)布船只脫纜警告信息以提醒船主。船主也可以通過綁定的手機向集團監(jiān)管中心200發(fā)送信息，集團監(jiān)管中心200就會自動回復與此手機號綁定船只的當前位置和狀態(tài)，從而幫助船主對船只進行隨時監(jiān)控。
[0038]為降低系統(tǒng)功耗，各個部件平時都處于休眠狀態(tài)。高性能數(shù)據(jù)控制器105可以在平時處于休眠狀態(tài)，并被內(nèi)部的定時器自動喚醒，定時時間可調(diào)。GPS接受單元115也具有休眠功能，休眠中在需要時被高性能數(shù)據(jù)控制器105喚醒進入工作狀態(tài)，輸出經(jīng)緯度、速度和時間等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸出完畢，GPS接收模塊115進行低耗的休眠狀態(tài)，直到下一次被喚醒。高性能數(shù)據(jù)控制器105判斷GPS數(shù)據(jù)是否合法，如果不合法則不讀取，如果合法，則將其存儲到數(shù)據(jù)存儲單元111，同時將合法的GPS數(shù)據(jù)送入GPRS通訊單元108或北斗通訊單元107的輸入端，經(jīng)GPRS通訊單元108、GPRS天線或北斗通訊單元107、北斗天線發(fā)射輸出。
[0039]以上給出的實施例用以說明本發(fā)明和它的實際應(yīng)用，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何一個本專業(yè)的技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，依據(jù)以上技術(shù)和方法作一定的修飾和變更當視為等同變化的等效實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種基于移動通信和衛(wèi)星定位的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)管系統(tǒng)包括多個船載終端(100)和一個集團監(jiān)管中心(200)，船載終端(100) 包括數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)(121)和供電子系統(tǒng)(120)，其中所述供電子系統(tǒng)(120)為船載終端 (100)提供所需電源；所述船載終端(100)接收GPS信號經(jīng)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)(121)處理后得到船只的相關(guān)GPS 數(shù)據(jù)，所述GPS數(shù)據(jù)包括船只所處的經(jīng)緯度、船只的速度和時間數(shù)據(jù)，所述船載終端(100) 通過GPRS通訊或北斗通訊方式將船的GPS數(shù)據(jù)、報警信號、船只狀態(tài)信息傳輸至集團監(jiān)管中心(200)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)(121)包括高性能數(shù)據(jù)控制器(105)、矩陣鍵盤(114)、緊急報警按鈕(113)、TFT顯示單元(112)、數(shù)據(jù)存儲單元(111)、備用數(shù)據(jù)傳輸單元(110)、GPS接受單元(109)、北斗通訊單元(107)、GPRS通訊單元(108)和通訊方式自動切換單元(106);北斗天線(117)連接到北斗通訊單元(107)的天線信號接口，GPRS天線(116)連接到GPRS通訊單元(108 )的天線信號接口，GPS天線(115 )連接到GPS接受單元(109 )的天線信號接口 ； 北斗通訊單元(107)、GPRS通訊單元(108)均通過通訊方式自動切換單元(106)與高性能數(shù)據(jù)控制器(105)連接，接收單元(109)、矩陣輸入鍵盤(114)、緊急報警按鈕(113)、TFT顯示單元(112)、數(shù)據(jù)存儲單元(111)、備用數(shù)據(jù)傳輸單元(110)均與高性能數(shù)據(jù)控制器(105)連接。所述數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)(121)能夠選擇切換GPRS通訊或北斗通訊方式與集團監(jiān)管中心 (200)通訊。所述供電子系統(tǒng)(120)包括備用電池(103)、高效高容量鋰電池(102)、太陽能電池板(104)、電源控制單元(101);備用電池(103)、太陽能電池板(104)、高效高容量鋰電池 (102)均與電源控制單元(101)連接，電源控制單元(101)與高性能數(shù)據(jù)控制器(105)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:所述通訊方式自動切換單元(106)通過判斷有無GPRS信號來決定終端的通訊方式，優(yōu)選GPRS通訊方式進行通訊，當無GPRS信號時自動切換至北斗通訊單元(107)進行通訊，此時GPRS通訊單元(108)處于信號查詢狀態(tài)，一旦GPRS信號恢復又切回GPRS方式進行通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:所述電源控制單元(101)在備用電池(103)或高效高容量鋰電池(102)欠壓狀態(tài)下利用太陽能電池板(104)對其進行充電；電源控制單元(101)還包含有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)⒉杉碾姵仉妷籂顟B(tài)通過GPRS通訊或北斗通訊方式返回集團監(jiān)管中心(200)。所述矩陣輸入鍵盤(114)能夠輸入中英文信息在TFT顯示單元(112)上顯示，并將所述信息通過GPRS通訊或北斗通訊方式發(fā)送至集團監(jiān)管中心(200);所述數(shù)據(jù)存儲單元(111) 能夠?qū)PS信息按集團監(jiān)管中心(200)遠程設(shè)置的頻度進行存儲。所述備用數(shù)據(jù)傳輸單元(1`10)為波特率可調(diào)的串口透明傳輸方式，可將搭載的諸如環(huán)境檢測儀等設(shè)備的原始數(shù)據(jù)傳回集團監(jiān)管中心(200);緊急報警按鈕(113)可實現(xiàn)一鍵報警，即當按鈕按下時船載終端(100)將報警信號立即通過GPRS通訊或北斗通訊方式傳送至集團監(jiān)管中心(200)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:所述集團監(jiān)管中心(200)包含軟件服務(wù)平臺(207)、數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)(201)和顯示子系統(tǒng)(202)，通過軟件服務(wù)平臺(207)對數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)(201)和顯示子系統(tǒng)(202)進行管理，其中，顯示子系統(tǒng)(202)用于顯示GPS數(shù)據(jù)、報警信號、船只狀態(tài)信息，數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)(201)用于編輯需要發(fā)布的信息，并將該信息上傳至軟件服務(wù)平臺(207)，通過與軟件數(shù)據(jù)服務(wù)平臺連接的通訊服務(wù)接口(209)以GPRS通訊或北斗通訊方式發(fā)送至各船載終端 (100)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)(201)包括電子圍欄模塊(215)、船載終端遠程升級模塊(218)、 天氣漁汛、警告、調(diào)度信息發(fā)布模塊(217)、數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊(216)，電子圍欄模塊(215)、 船載終端遠程升級模塊(218)、天氣漁汛、警告、調(diào)度信息發(fā)布模塊(217)均與數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊(216相連)；天氣漁汛、警告、調(diào)度信息發(fā)布模塊(217)編輯需要發(fā)布的天氣漁汛、警告、調(diào)度信息， 由數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊(216)上傳軟件服務(wù)平臺(207)，通過通訊服務(wù)數(shù)據(jù)接口(209)以GPRS 通訊或北斗通訊方式發(fā)布至各船載終端(100)；電子圍欄模塊(213)用于設(shè)置禁航區(qū)域，電子圍欄模塊(213)提供禁止進入與禁止離開兩種功能，禁止進入的區(qū)域是所有禁止進入圍欄區(qū)域的疊加，禁止離開的區(qū)域是所有禁止離開圍欄區(qū)域的疊加；兩種功能獨立互不影響，船只在進入或離開邊界時都會報警，并通過數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊(216)、軟件服務(wù)平臺(207)向此船只發(fā)出警告信息；所述船載終端遠程升級模塊(218)能夠通過數(shù)據(jù)發(fā)布更新模塊(216)、軟件服務(wù)平臺 (207)向各船載終端(100)發(fā)布升級程序。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:顯示子系統(tǒng)(202)包括GIS顯示模塊(204)，報警顯示模塊(206)，和GPS、船舶、船主、 終端狀態(tài)信息顯示模塊(205)、數(shù)據(jù)顯示模塊(203);所述數(shù)據(jù)顯示模塊(203)與軟件服務(wù)平臺(207)相連，讀取需要顯示的信息或數(shù)據(jù)，并分別發(fā)送至對應(yīng)的GIS顯示模塊(204)，報警顯示模塊(206)，和GPS、船舶、船主、終端狀態(tài)信息顯示模塊(205)進行顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈包括多個船載終端(100)、GPS衛(wèi)星(2)、北斗衛(wèi)星(3)、移動通訊網(wǎng)(5)、北斗地面運營和控制中心(4)、互聯(lián)網(wǎng)(8)、集團監(jiān)管中心(200)、信關(guān)站(6)、綁定手機(7)，數(shù)據(jù)鏈中的各部分通過嚴格的通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)交互；所述船載終端(100)通過 GPS衛(wèi)星(2 )獲取船只數(shù)據(jù)，船載終端(100 )將數(shù)據(jù)處理后可由兩種方式將數(shù)據(jù)傳送至集團監(jiān)管中心(200)，第一種方式是數(shù)據(jù)經(jīng)過移動通訊網(wǎng)(5)、互聯(lián)網(wǎng)(8)傳送至集團監(jiān)管中心 (200)，第二種方式是數(shù)據(jù)經(jīng)過北斗衛(wèi)星(3)、北斗地面運營和控制中心(4)、信關(guān)站(6)傳送至集團監(jiān)管中心(200)，兩種數(shù)據(jù)傳輸方式由船載終端(100)自動選擇；綁定手機(7)通過移`動通訊網(wǎng)(5)、互聯(lián)網(wǎng)(8)與集團監(jiān)管中心(200)進行數(shù)據(jù)交互。
9.根據(jù)權(quán)利要求書6所述的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:每個船載終端(100)可以設(shè)置一臺綁定手機(7)，綁定手機(7)可以向集團監(jiān)管中心 (200)短信查詢對應(yīng)的船載終端(100)的各項數(shù)據(jù)，包括船只當前的GPS數(shù)據(jù)、船只狀態(tài)信自告藥/f全自、口目 I I=I ο
10.根據(jù)權(quán)利要求書I或8所述的船舶集團化監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于:船只駛?cè)氪a頭或靠岸停止作業(yè)后，船主可通過矩陣輸入鍵盤(114)將船載終端(100)設(shè)置為防盜模式，防盜模式設(shè)置成功后當船被盜或者因為大風浪等原因造成脫纜，一旦船只駛離泊船區(qū)域，船載終端會自動向集團監(jiān)管中心(200)發(fā)出報警信號，同時啟動船載終端(100)內(nèi)的報警器，集團監(jiān)管中心(200)會通過移動通訊網(wǎng)(5)向船主綁定手機(7)發(fā)布船只脫纜警告信息以提醒船主 。
【文檔編號】G05B19/418GK103558828SQ201310552549
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】劉飛, 李高俊 申請人:北京四方繼保自動化股份有限公司