基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统技术方案

本发明专利技术涉及基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统，其可使具有AIS终端的船舶可通过AIS信号接口获取该船舶的AIS设备的AIS信息，并利用北斗卫星通讯系统将AIS信息传输给AIS服务器，由AIS服务器接收后进行统一处理，这样，具有AIS终端的船舶就相当于海上的AIS移动基站。采用北斗卫星通讯系统作为通讯方式，最大的效果在于其通讯及时性和高频率，还具有总成本较低的优点，可以使AIS服务器达到3-10分钟更新一次AIS信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶自动识别系统(Automatic Identification System,简称AIS),具体涉及基于北斗卫星通讯系统的AIS系统。
技术介绍
北斗卫星导航系统[BeiDou(COMPASS)NavigationSatellite System]是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，与美国GPS、俄罗斯GL0NASS和欧盟的GALILEO并列为全球四大GNSS系统。2003年建成的北斗区域导航试验系统，又称北斗一号系统，可在中国及周边地区提供有源定位、授时和短消息通信服务(简称北斗功能)；2012年建设覆盖亚太区域的区域导航定位系统，可向亚太区域提供无源定位、授时和短消息通信服务；到2020年建成覆盖全球的全球定位系统。船舶自动识别系统(AIS)是工作在VHF海上移动频段的船舶和基站广播系统，是促进航行安全，提高航运交通管理效率的先进工具。AIS设备是一种VHF无线电收发信机，它能将诸如船舶识别信息(例如MMSI)、船位经纬度、航向、航速等船舶信息(简称AIS信息)同其他船舶和基站的AIS设备互相收发。AIS设备可使船舶和基站在显示器上“看到”船舶的运行状况，从而提高船舶的水上交通情景意识。AIS设备是利用无线电信号将本机的和接收到的船位经纬度、航向、航速等动态数据以及船舶识别信息(即静态数据)通过AIS协议所规定的对应的报文广播出去。AIS相关国际标准规定动态数据每30秒发送一次，静态数据每5分钟发送一次。这样，只要安装了AIS设备的船舶就可以通过AIS设 备获得周边安装了 AIS船舶的AIS信息。AIS相关国际标准规定每秒最多接收100条信息，另规定A级发射功率可以保证30海里范围内的AIS设备可正常接收到其他AIS设备广播的AIS信息。B级则为10海里。目前AIS相关国际标准推荐架设固定基站用于接收无线电信号，并利用传统通信方式将收集的信号发送到各地架设的AIS服务器，以便在岸上获得AIS信息。这样，在沿河及海岸，每隔一段距离就需要架设一个基站才能做到不遗漏船舶信息。但是由于在很多地方是不便架设基站的，比如电源及固定通信线路无法到达的地方近海、远海、外岛、沿海沿河无人区。而且在土地资源日益紧张的今天，基站建设成本高企，新建基站数量及基站覆盖率都较低。目前有国外公司发送卫星到近地轨道，接收A级AIS信息，目前更新频率在8小时左右，且发射成本、维护成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统，其能解决船舶超出了接站接收范围或在未建立基站的区域航行时，AIS服务器不能接收到该船舶的AIS信息的问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统，包括安装在每一条船舶上的AIS设备，至少在一条船舶上安装的AIS终端和架设在陆地的AIS服务器；所述AIS终端包括AIS信号接口、ARM处理器、供电模块以及北斗卫星通讯模块，AIS信号接口、供电模块以及北斗卫星通讯模块均与ARM处理器电性连接，所述供电模块为AIS终端提供工作电压；所述ARM处理器通过AIS信号接口与AIS设备电性连接并获取AIS设备的AIS信息；所述ARM处理器包括数据解析模块、数据冗余处理模块和数据压缩模块；所述AIS服务器包括信号采集模块、信号解压模块、信号冗余处理模块和信号存储模块；数据解析模块，用于接收AIS信息，把AIS信息解析出本船信息和其它船舶信息，并把本船信息和其它船舶信息发送给数据冗余处理模块；数据冗余处理模块，用于保存接收到的本船信息和其它船舶信息，并采用北斗卫星通讯模块通过北斗卫星通讯系统与AIS服务器的信号冗余处理模块进行通信，以确认所述AIS服务器中是否已有所述其它船舶信息，若有，则仅发送本船信息给数据压缩模块，若没有，则发送本船信息和其它船舶信息给数据压缩模块；数据压缩模块，用于当仅接收到本船信息时，将本船信息采用北斗卫星通讯模块通过北斗卫星通讯系统发送给AIS服务器；当接收到本船信息和其它船舶信息时，将其它船舶信息的动态数据的绝对经纬度转换为相对于本船的相对经纬度，并将本船信息和其它船舶信息采用北斗卫星通讯模块通过北斗卫星通讯系统发送给AIS服务器；信号采集模块，用于接收本船信息和其它船舶信息，并把本船信息和其它船舶信息发送给信号压缩模块；信号解压模块，用于将其它船舶信息的相对经纬度编译为绝对经纬度，并将本船信息和其它船舶信息进行更新到信号存储模块中；信号冗余处理模块，用于将信号存储模块中的其他船舶信息与数据冗余处理模块发送过来的其他船舶信息进行比对后与数据冗余处理模块进行通信。所述AIS信号接口为波特率为38400的RS232或RS485串口。本专利技术具有如下有益效果具有AIS终端的船舶可通过AIS信号接口获取该船舶的AIS设备的AIS信息，并利用北斗卫星通讯系统将AIS信息传输给AIS服务器，由AIS服务器接收后进行统一处理，这样，具有AIS终端的船舶就相当于海上的AIS移动基站。采用北斗卫星通讯系统作为通讯方式，最大的效果在于其通讯及时性和高频率，还具有总成本较低的优点，可以使AIS服务器达到3-10分钟更新一次AIS信息。再者，又由于AIS终端具有数据冗余处理模块，相应的，AIS服务器也具有与数据冗余处理模块相应的信号冗余处理模块，可以避免多台AIS移动基站收到同一条船舶的AIS信息后重复上传的问题，从而避免了大量冗余数据的上传，增强了北斗卫星通讯系统带宽的有效利用。 再者，又由于AIS终端具有数据压缩模块，相应的，AIS服务器也具有与数据压缩模块相应的信号解压模块，减少了传输时AIS信息的数据量，保证了可以在十分钟内将AIS移动基站负责上传的AIS信息发送一遍，保证了 AIS服务器中的AIS信息的及时更新。附图说明图1为本专利技术较佳实施例的基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统的结构示意图；图2为本专利技术较佳实施例的基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统的AIS终端的结构示意图；图3为本专利技术较佳实施例的基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统的ARM处理器的结构示意图；图4为本专利技术较佳实施例的基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统的AIS服务器的结构不意图；图5为AlS信息的结构；图6为6-bit 二进制字段转换8-bit 二进制字段的ASCII码算法流程图。具体实施例方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述如图1所示，基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统，其包括安装在每一条船舶上的AIS设备，至少在一条船舶上安装的AIS终端和架设在陆地的AIS服务器。例如，本实施例的船舶I至船舶η、船舶m、船舶X都安装有AIS设备，本实施例的AIS设备与现有技术一样，具有接收本船以外的其他船舶广播的AIS信息以及广播本船AIS信息的能力。船舶m、船舶η上还分别安装有AIS终端。船舶I至船舶η在船舶m的10-30海里范围内，船舶η在船舶X的10-30海里范围内。如图2所示，以船 舶m为例进行说明，船舶m的AIS终端包括AIS信号接口、ARM处理器、供电模块以及北斗卫星通讯模块，AIS信号接口、供电模块以及北斗卫星通讯模块均与ARM处理器电性连接，所述供电模块为AIS终端提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统，包括安装在每一条船舶上的AIS设备，其特征在于，还包括至少在一条船舶上安装的AIS终端和架设在陆地的AIS服务器；所述AIS终端包括AIS信号接口、ARM处理器、供电模块以及北斗卫星通讯模块，AIS信号接口、供电模块以及北斗卫星通讯模块均与ARM处理器电性连接，所述供电模块为AIS终端提供工作电压；所述ARM处理器通过AIS信号接口与AIS设备电性连接并获取AIS设备的AIS信息；所述ARM处理器包括数据解析模块、数据冗余处理模块和数据压缩模块；所述AIS服务器包括信号采集模块、信号解压模块、信号冗余处理模块和信号存储模块；数据解析模块，用于接收AIS信息，把AIS信息解析出本船信息和其它船舶信息，并把本船信息和其它船舶信息发送给数据冗余处理模块；数据冗余处理模块，用于保存接收到的本船信息和其它船舶信息，并采用北斗卫星通讯模块通过北斗卫星通讯系统与AIS服务器的信号冗余处理模块进行通信，以确认所述AIS服务器中是否已有所述其它船舶信息，若有，则仅发送本船信息给数据压缩模块，若没有，则发送本船信息和其它船舶信息给数据压缩模块；数据压缩模块，用于当仅接收到本船信息时，将本船信息采用北斗卫星通讯模块通过北斗卫星通讯系统发送给AIS服务器；当接收到本船信息和其它船舶信息时，将其它船舶信息的动态数据的绝对经纬度转换为相对于本船的相对经纬度，并将本船信息和其它船舶信息采用北斗卫星通讯模块通过北斗卫星通讯系统发送给AIS服务器；信号采集模块，用于接收本船信息和其它船舶信息，并把本船信息和其它船舶信息发送给信号压缩模块；信号解压模块，用于将其它船舶信息的相对经纬度编译为绝对经纬度，并将本船信息和其它船舶信息进行更新到信号存储模块中；信号冗余处理模块，用于将信号存储模块中的其他船舶信息与数据冗余处理模块发送过来的其他船舶信息进行比对后与数据冗余处理模块进行通信。...

【技术特征摘要】
1.基于北斗卫星通讯系统的AIS移动基站系统，包括安装在每一条船舶上的AIS设备，其特征在于，还包括至少在一条船舶上安装的AIS终端和架设在陆地的AIS服务器； 所述AIS终端包括AIS信号接口、ARM处理器、供电模块以及北斗卫星通讯模块，AIS信号接口、供电模块以及北斗卫星通讯模块均与ARM处理器电性连接，所述供电模块为AIS终端提供工作电压；所述ARM处理器通过AIS信号接口与AIS设备电性连接并获取AIS设备的AIS信息； 所述ARM处理器包括数据解析模块、数据冗余处理模块和数据压缩模块；所述AIS服务器包括信号采集模块、信号解压模块、信号冗余处理模块和信号存储模块； 数据解析模块，用于接收AIS信息，把AIS信息解析出本船信息和其它船舶信息，并把本船信息和其它船舶信息发送给数据冗余处理模块； 数据冗余处理模块，用于保存接收到的本船信息和其它船舶信息，并采用北斗卫星通讯模块通过北斗卫星通讯系统与AIS服务器的信号冗余处理模块进行通信，以确认所述AIS服务器中是否已有所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢维淦，
申请(专利权)人：广州联物网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：