一种船舶自动识别监视系统技术方案

一种船舶自动识别监视系统，属于船舶识别监视技术领域。硬件组成包括船舶终端ＡＩＳ模块、通信网络和上位机平台，船舶终端ＡＩＳ模块通过通信网络和上位机平台无线联接；船舶终端ＡＩＳ模块由船用导航设备的通用接口、信息处理器、信息监视器、ＶＨＦ收发机、ＧＰＳ模块、通信模块组成，各部分之间电连接；通信网络包括ＳＯＴＤＭＡ／ＶＨＦ和ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ公网两部分，ＳＯＴＤＭＡ／ＶＨＦ和ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ公网分别与船舶终端和上位机平台电连接；上位机平台位于岸台中心，分为数据通信层、船舶管理层、用户界面管理层。船舶自动识别的实现是通过船舶之间直接通信或经岸台转发船舶的基本信息实现的。本发明专利技术弥补了传统船用导航设备在通信距离和可靠性的不足，扩大了船舶通信的范围，保障了通信的可靠性，提高船舶安全性。

Automatic identification and monitoring system for ships

The utility model relates to an automatic identification and monitoring system for ships, which belongs to the technical field of ship identification and surveillance. The hardware includes ship terminal AIS module, communication network and computer platform, ship terminal AIS module through the communication network and computer platform of the wireless connection; ship terminal AIS module by marine navigation equipment, general interface, information processor, information monitor, VHF transceiver, GPS module, communication module, all parts are electrically connected; the communication network comprises two parts, SOTDMA / VHF and GPRS / CDMA network, SOTDMA / VHF and GPRS / CDMA network are respectively connected with the ship terminal and PC platform; PC platform is located in the shore station center, is divided into the data communication layer, ship management, user interface management. The realization of ship automatic identification is realized through the direct communication between ships or the basic information of ships forwarded by shore station. The invention compensates the shortcomings of the traditional ship navigation equipment in the communication distance and reliability, enlarges the range of ship communication, ensures the reliability of communication, and improves the safety of ships.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种船舶自动识别监视系统，属于船舶识别监视

技术介绍
现有的船用雷达具有避碰功能但其工作常常受到气象、海况的影响，在狭窄水道， 船舶密度大的水域或遭遇恶劣气象时，雷达显得无能为力；航行中相遇船舶间识别，可 以采用船舶自动识别系统(Automatic Identification System,简称AIS)。现有的AIS有的 基于甚高频(VHF)通信手段，采用自组织式时分多址(SOTDMA)通信模式，但是它 在狭窄的水道也很难实现自动识别。还有一种AIS是基于公网工作的，申请号 200510047171.0公开(公告)号CN1737877A: —种基于公网GPRS/CDMA/3G的船 舶自动识别系统，利用公共无线通信网络GPRS/CDMA/3G系统，采用IP网络通信模式， 它能够在沿海范围和狭长水道范围内在公网覆盖区域中实现自动识别，但如果超出了岸 台的覆盖范围公网也无能为力。地理信息系统(GIS, Geographic Information System)是一种基于计算机的工具，它可 以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。GIS技术把地图这种独特的视 觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起。这种能力使GIS与其他信息 系统相区别，在上位机集成电子地图的功能能够更加直观地显示了船舶的位置信息，便 于统一管理调度。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的内容就是提供一种既能够利用公网GPRS/CDMA又 可以利用VHF/SOTDMA的船舶自动识别监视系统。一种船舶自动识别监视系统，硬件组成包括船舶终端AIS模块、通信网络和上位机 平台，船舶终端AIS模块通过通信网络和上位机平台无线联接；船舶终端AIS模块由船 用导航设备的通用接口、信息处理器、信息监视器、VHF收发机、GPS模块、通信模块 组成，各部分之间电连接；通信网络包括SOTDMA/VHF和GPRS/CDMA公网两部分， SOTDMA/VHF和GPRS/CDMA公网分别与船舶终端和上位机平台电连接；上位机平台 位于岸台中心，分为数据通信层、船舶管理层、用户界面管理层。所述的船用导航设备的通用接口采用RS232, RS485/422标准扩展出4路串口 。 所述的信息处理器选用SAMSUNG公司的S3C44B0X作为AIS信息处理器。 所述的信息监视器采用一台普通PC机作为AIS信息的显示平台，通过串口与AIS 模块连接后，获取到船舶的即时信息，通过Visual 0++结合^4叩乂控件对定位数据进行 处理并显示在电子海图上，实现GIS功能。所述的VHF收发机选用深圳华夏盛电子有限公司的SCADA4710A数字电台。 所述的GPS模块采用NEMA-0183格式，集成韩国POLARIS-AGPS模块。船舶自动识别方法如下1) 船用导航设备的通用接口釆集船舶的各种信息，并输出AIS信息给信息处理器 和上位机；2) 船舶自动和连续的为其他船只和岸台发送本船信息和接收其他船只和岸台广播 的信息；3) 判断船舶位置是否在岸台覆盖范围内更新，如果是，转向4)，如果不是，转向7);4) 判断传播位置更新方式，如果是方式一，转向5)，如果是方式二，转向7);5) 方式一从岸台获取自动识别范围内的周围船舶位置信息；6)判断自动识别内的周围船舶有没有超出限制条件，如没有，转向5)，如有，转向9);7) 方式二从船舶终端直接获取位置信息；8) 判断自动识别范围内的周围船舶又没有超出限制条件，如没有，转向7)，如有， 转向9);9) 将超出自动识别范围内的船舶移出船舶终端AIS模块自动识别范围；10) 信息监视器和上位机显示各种数据和状态信息，监视系统的运行状况，并实现GIS功能。船舶自动识别的实现是通过船舶之间直接通信或经岸台转发船舶的基本信息实现 的，提供的信息包括方位、航向、地速、船只类型、船长、船宽、呼号和危险物信息等。之后的位置信息更新可以包括两种方式， 一是船载AIS终端至船载AIS终端，二是通过 岸台转发。本专利技术中，船用导航的通用接口负责数据采集，再将船舶基本信息传给信息处理器， 信息监视器与信息处理器相连，显示各种数据和状态信息，监视系统的运行状况，并实 现GIS功能。各种数据信息经过通信模块接入通信网络与岸台的上位机和各船舶船舶终 端AIS模块的之间进行信息交换。船舶终端AIS模块的主要完成几个并行存在的任务，按照优先级的高低依次是GPS 数据采集任务、定位数据处理任务、AIS信息发送任务、AIS信息接收并转发任务。GPS数据采集任务负责采集GPS模块接收到的定位信息。定位数据处理任务负责将采集到的GPS数据进行解析，提取我们需要的经纬度、 UTC、有效位、速度等有效信息，然后对AIS信息帧结构数据封装，等待发送。AIS信息发送任务是AIS模块实现SOTDMA通信方式的关键环节，主要负责通过时 隙预约选择算法确定本台站的信息播发时刻，当该时刻到来时，立即发送AIS数据。AIS信息接收并转发任务在每个台站通过时隙预约选择算法，选择自己的信息播发 时隙发送本船AIS数据，在一帧的其它时间里，则处于AIS信息接收状态。当收到周围 船舶的AIS数据后，经AIS模块的串口转发给信息处理器，由信息处理器进行信息解码 并由信息监视器实现电子海图显示，即GIS功能上位机平台位于岸台中心，采用PC机作为客户端，客户端逻辑上分为数据通信层、 船舶管理层、用户界面管理层。数据通信层进行数据的接收、解析和命令的发送。具体包括数据的接收与解析，命 令的合成与发送，即软件的通信底层情况下，只有进行单独处理才能保证用户操作可以 继续进行而不会受到阻碍。数据通信层是整个平台的基础部分，提供与通信服务器连接 的通信功能和TCP/IP底层技术的二次封装。这是整个软件的通信功能核心，使用TCP/IP 网络连接，由软件作为客户端向服务器发起连接，使用套接字编程进行数据信息的接收 与发送，采用多线程来处理这个套接字的连接与信息处理。船舶管理层管理各个型号的GPS终端，对终端数据和命令响应储存在数据库和曰 志中。船载终端被分成了若干类，不同的类型表示的船载终端型号也不同，他们根据统 一的数据库格式存储在软件数据库中，另外对接收到的数据，首先检査ID号，根据船载 终端的ID号来确定对应得船舶数据记录，然后更新此船舶的数据，同样发送命令与请求 都要通过ID号来进行识别。用户界面管理层与用户进行交互，对用户做出的操作翻译为船舶的具体信息管理，把用户对GPS终端的命令转译为具体命令发送出去。首先显示所有的船舶，显示船舶的电子地图中的位置，集成电子地图在信息监视平台软件中，其次显示船舶的各种状态和 底层网络的状态消息、告警消息、功能请求等等各种信息，最后对各个船舶发送命令， 即命令短消息，而且操作尽量使得使用者方便。本专利技术的有益效果是弥补传统船用导航设备在通信距离和可靠性的不足，在岸台覆盖的范围内以及狭长的水道可以采用公网GPRS/CDMA通信，超出岸台覆盖范围的船舶 可以采用VHF/SOTDMA专网自组织通信，扩大了船舶通信的范围，保障了通信的可靠 性，提高船舶安全性。 附图说明图1是船载终端AIS模块连接关系示意图。图2船载终端AIS模块.通信模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶自动识别监视系统，其特征在于，硬件组成包括船舶终端ＡＩＳ模块、通信网络和上位机平台，船舶终端ＡＩＳ模块通过通信网络和上位机平台无线联接；船舶终端ＡＩＳ模块由船用导航设备的通用接口、信息处理器、信息监视器、ＶＨＦ收发机、ＧＰＳ模块、通信模块组成，各部分之间电连接；通信网络包括ＳＯＴＤＭＡ／ＶＨＦ和ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ公网两部分，ＳＯＴＤＭＡ／ＶＨＦ和ＧＰＲＳ／ＣＤＭＡ公网分别与船舶终端和上位机平台电连接；上位机平台位于岸台中心，分为数据通信层、船舶管理层、用户界面管理层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邢建平，陈伟，王德华，武华，邱雪梅，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]