基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统及使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统及使用方法，基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统包括中央处理单元、实时定位单元、信息显示单元、数据存储单元、信息控制单元、无线收发单元和电源控制单元。本发明专利技术系统具有能耗低、工作时间长、小型便捷和绿色环保，不需要使用者繁琐的设置，解决了对民用船舶的管理和搜救工作，且能够保留现场的信息对日后的分析事故有极大帮助。

【技术实现步骤摘要】
基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统及使用方法
本专利技术属于一种安全事故调查管理以及搜救
，涉及河道的船舶事故调查以及搜救，尤其涉及一种基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统及使用方法。
技术介绍
随着我国经济的持续高速发展，人们对包括航行于内河船舶上生命财产的安全重要性更加重视起来，尤其是小型民用船舶的数量急剧增长而导致执法部门对民用小型船舶的管理不到位，也导致民用船舶发生事故后由于搜救不及时而造成重大的生命财产损失。目前，我国日益拥挤的河道经常发生事故，但是事故后由于没有任何的现场证据导致小型船舶很难找到失事原因，也不能很好的制定出有效的措施来避免类似事件的再次发生。目前尚无一套完整的民用船舶事故调查和搜救系统。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中的不足，提供一种基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统及使用方法。本专利技术能够有效地保存失事时的现场语音数据，从而能够很好地还原事发现场的当时情况，这样就可以避免再次发生类似事故，对以后的事故预防有极大的帮助。本专利技术系统基于STM32平台，集GPS/北斗定位、数据存储、触控显示、无线接收和发送于一体功能。本专利技术采用MDK作为主要开发环境，采用模块化函数实现以上功能，采用NEMA-0183协议解析定位数据，并将解析后的定位数据和无线接收的数据存储于SD卡中，使用哈弗曼编码的算法来压缩无线传输容量，采用TDMA组网的方法来实现多个设备发送数据的控制。实现船舶信息的可查找、信息存储电子化、信息传输网络化和船舱事件的可还原化。极大的减少了搜救时间，为失事船舶提供了更多宝贵的救助时间，也为事件发生的原因提供现场证据。本专利技术所要主要解决的主要技术问题是：1、要充分整合GPS/北斗、数据存储以及收发的功能于一体；2、研发TDMA时隙划分技术，使各个船舶发送的信息在岸上监测系统不发生冲突；3、如何和船用设备搭配使用，使之协调运行；4、如何选择无线通信的频段；5、如何实现数据的循环存储；6、如何实现无线通信以及通信的标准和格式制定。为了解决上述存在的技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统，包括中央处理单元、实时定位单元、信息显示单元、数据存储单元、信息控制单元、无线收发单元和电源控制单元；所述中央处理单元首先将工作参数发送给实时定位单元和无线收发单元；中央处理单元接收到实时定位单元和无线收发单元传输的数据后将上述数据保存到数据存储单元，同时将这些数据经过空间距离和方向角的算法解析后将解析的数据送到信息显示单元显示；所述实时定位单元由中央处理单元控制采集数据；所述实时定位单元包括GPS/北斗接收天线和GPS/北斗定位模块，所述GPS/北斗接收天线在卫星覆盖范围内依靠GPS/北斗定位模块，能够实时接收到自身的实时定位数据，获知自身所处的经纬度、UTC时间、速度以及水平高度信息；通过GPS/北斗天线接收到卫星提供的数据并通过NEMA-0183协议解析后将数据传到中央处理单元；所述无线收发单元主要有三个功能：自动应答、时隙划分以及数据接收，三个功能依次进行后方可完成数据的发送，所述无线收发单元接收到船舶的时隙申请命令后进行自动应答功能，并将应答数据反馈给申请时隙的船舶，收到自动应答成功的确认信息后证明通信链路已经建立成功，然后进行时隙划分并将所划分的时隙反馈给申请时隙的船舶，之后接收来自船设备的信息；所述无线收发单元主要完成接收实时定位单元采集到的数据和船舶本身的识别号数据，其接收的数据包括报头、报文和结束符组成一个数据包，其中报文由船舶的识别号、经纬度、船舶航行速度、UTC日期、UTC时间信息组成；所述数据存储单元接收中央处理单元输送的数据信息并存储，并通过SDV2.0协议来存储相关数据；所述数据信息包括：自身定位数据和无线接收到的船舶数据；所述数据存储单元选择的媒介为SD卡，将接收到的定位数据存储进去；其相关数据以TXT文档的格式存储；在SD中存储的数据设置为循环存储的方式，在存储数据时设定存储数据的初始位置，并设定存储的文件个数，当文件个数达到这个数时，程序里的指针会自动调取存储数据的初始地址来存储后续的数据，从而实现循环覆盖方式存储；所述电源控制单元用于给系统提供电源；所述电源控制单元包括工频电源、蓄电池、太阳能电池板和电能转化器，蓄电池输出5V直流电，太阳能电池板通过电能转化器提供5V直流电源；所述电源控制单元通过5VDC接口给系统供电，在供电同时给蓄电池充电；当断电时由蓄电池和太阳能电池板给系统供电；所述信息控制单元主要通过触控键盘输入数据到中央处理单元，中央处理单元收到并识别该信号指令后执行相应的程序；所述信息控制单元还包括操控触摸屏来查找某些船舶的具体位置信息；所述信息显示单元主要显示的内容有：船舶识别码、定位数据、方向角和距离；通过无线收发单元接收船舶的定位信息和实时定位单元接收到定位信息经中央处理单元的空间距离和方向角算法处理后送至所述信息显示单元显示，所述中央处理单元将无线收发单元接收的定位数据送至所述信息显示单元并匹配到信息显示单元的坐标图上。所述一种基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统的使用方法，该方法具体内容包括以下步骤：步骤一：当基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统(以下简称岸上监测系统)收到船舶进入搜索范围问答时，岸上监测系统会回复一个信号给船用设备；步骤二：当船用设备收到这个回复信号时，证明船舶已经进入岸上监测系统无线覆盖范围内，则接下来船用设备执行申请时隙的命令并发给岸上监测系统；步骤三：当岸上监测系统收到时隙申请命令后，依据岸上监测系统的时隙表给该船舶分配一个时隙用于该船的发送信息；步骤四：岸上监测系统在GPS/北斗卫星信号覆盖的区域内能够接收到自身的定位数据，并通过串口传给岸上监测系统的中央处理单元；步骤五：岸上监测系统的中央处理单元处理后的自身定位数据和岸上监测系统的无线收发单元接收到的船舶定位数据经过算法的计算得到船舶距离和方位，并在信息显示单元上显示出来；步骤六：无线收发单元接收到的船舶编号和包括船舶的定位信息，并经过中央处理单元的加工后存到SD卡中；步骤七：岸上监测系统在GPS/北斗卫星信号覆盖范围内将能搜索到的船舶数据逐条显示，通过操控触摸屏找到想要查找船舶的具体信息并显示在信息显示单元上。由于采用上述技术方案，本专利技术提供的一种基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统及使用方法，与现有技术相比具有这样的有益效果：本专利技术系统具有能耗低、工作时间长、小型便捷和绿色环保，不需要使用者繁琐的设置，解决了对民用船舶的管理和搜救工作，且能够保留现场的信息对日后的分析事故有极大帮助。1、适应现代日益发展的河道交通运输业的发展，目前我国河道众多，一旦在河道发生事故沉船，那么该河道就会处于禁止通行状态，这样不仅仅造成财产的损失，更可能导致生命安全损失，本专利技术能够及时高效的完成沉船的定位搜索、事故现场证据保存，可以针对日后类似情况做出相应的预案，以避免此类事故的发生；2、本专利技术能够破除现有的船舶搜救和案件调查的方式，极大的提高办案人员的效率，效益高效，经济安全；总之，本专利技术在日益繁忙的内河交通要道上可以实现井然有序的管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统，其特征在于：该系统包括中央处理单元、实时定位单元、信息显示单元、数据存储单元、信息控制单元、无线收发单元和电源控制单元；所述中央处理单元首先将工作参数发送给实时定位单元和无线收发单元；中央处理单元接收到实时定位单元和无线收发单元传输的数据后将上述数据保存到数据存储单元，同时将这些数据经过空间距离和方向角的算法解析后将解析的数据送到信息显示单元显示；所述实时定位单元由中央处理单元控制采集数据；所述实时定位单元包括GPS/北斗接收天线和GPS/北斗定位模块，所述GPS/北斗接收天线在卫星覆盖范围内依靠GPS/北斗定位模块，能够实时接收到自身的实时定位数据，获知自身所处的经纬度、UTC时间、速度以及水平高度信息；通过GPS/北斗天线接收到卫星提供的数据并通过NEMA‑0183协议解析后将数据传到中央处理单元；所述无线收发单元主要有三个功能：自动应答、时隙划分以及数据接收，三个功能依次进行后方可完成数据的发送，所述无线收发单元接收到船舶的时隙申请命令后进行自动应答功能，并将应答数据反馈给申请时隙的船舶，收到自动应答成功的确认信息后证明通信链路已经建立成功，然后进行时隙划分并将所划分的时隙反馈给申请时隙的船舶，之后接收来自船设备的信息；所述无线收发单元主要完成接收实时定位单元采集到的数据和船舶本身的识别号数据，其接收的数据包括报头、报文和结束符组成一个数据包，其中报文由船舶的识别号、经纬度、船舶航行速度、UTC日期、UTC时间信息组成；所述数据存储单元接收中央处理单元输送的数据信息并存储，并通过SDV2.0协议来存储相关数据；所述数据信息包括：自身定位数据和无线接收到的船舶数据；所述数据存储单元选择的媒介为SD卡，将接收到的定位数据存储进去；其相关数据以TXT文档的格式存储；在SD中存储的数据设置为循环存储的方式，在存储数据时设定存储数据的初始位置，并设定存储的文件个数，当文件个数达到这个数时，程序里的指针会自动调取存储数据的初始地址来存储后续的数据，从而实现循环覆盖方式存储；所述电源控制单元用于给系统提供电源；所述电源控制单元包括工频电源、蓄电池、太阳能电池板和电能转化器，蓄电池输出5V直流电，太阳能电池板通过电能转化器提供5V直流电源；所述电源控制单元通过5VDC接口给系统供电，在供电同时给蓄电池充电；当断电时由蓄电池和太阳能电池板给系统供电；所述信息控制单元主要通过触控键盘输入数据到中央处理单元，中央处理单元收到并识别该信号指令后执行相应的程序；所述信息控制单元还包括操控触摸屏来查找某些船舶的具体位置信息；所述信息显示单元主要显示的内容有：船舶识别码、定位数据、方向角和距离；通过无线收发单元接收船舶的定位信息和实时定位单元接收到定位信息经中央处理单元的空间距离和方向角算法处理后送至所述信息显示单元显示，所述中央处理单元将无线收发单元接收的定位数据送至所述信息显示单元并匹配到信息显示单元的坐标图上。...

【技术特征摘要】
1.一种基于GPS/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统，其特征在于：该系统包括中央处理单元、实时定位单元、信息显示单元、数据存储单元、信息控制单元、无线收发单元和电源控制单元；所述中央处理单元首先将工作参数发送给实时定位单元和无线收发单元；中央处理单元接收到实时定位单元和无线收发单元传输的数据后将上述数据保存到数据存储单元，同时将这些数据经过空间距离和方向角的算法解析后将解析的数据送到信息显示单元显示；所述实时定位单元由中央处理单元控制采集数据；所述实时定位单元包括GPS/北斗接收天线和GPS/北斗定位模块，所述GPS/北斗接收天线在卫星覆盖范围内依靠GPS/北斗定位模块，能够实时接收到自身的实时定位数据，获知自身所处的经纬度、UTC时间、速度以及水平高度信息；通过GPS/北斗天线接收到卫星提供的数据并通过NEMA-0183协议解析后将数据传到中央处理单元；所述无线收发单元主要有三个功能：自动应答、时隙划分以及数据接收，三个功能依次进行后方可完成数据的发送，所述无线收发单元接收到船舶的时隙申请命令后进行自动应答功能，并将应答数据反馈给申请时隙的船舶，收到自动应答成功的确认信息后证明通信链路已经建立成功，然后进行时隙划分并将所划分的时隙反馈给申请时隙的船舶，之后接收来自船设备的信息；所述无线收发单元主要完成接收实时定位单元采集到的数据和船舶本身的识别号数据，其接收的数据包括报头、报文和结束符组成一个数据包，其中报文由船舶的识别号、经纬度、船舶航行速度、UTC日期、UTC时间信息组成；所述数据存储单元接收中央处理单元输送的数据信息并存储，并通过SDV2.0协议来存储相关数据；所述数据信息包括：自身定位数据和无线接收到的船舶数据；所述数据存储单元选择的媒介为SD卡，将接收到的定位数据存储进去；其相关数据以TXT文档的格式存储；在SD中存储的数据设置为循环存储的方式，在存储数据时设定存储数据的初始位置，并设定存储的文件个数，当文件个数达到这个数时，程序里的指针会自动调取存储数据的初始地址来存储后续的数据，从而实现循环覆盖方式存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林家，宋丰仕，彭勇，杨思杰，赵江涛，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21