CN108682138A - 便携式ais船舶自动识别装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种便携式AIS船舶自动识别装置，包括用于检测船舶运动的传感器、中转处理器、AIS主机、天线和电池，传感器电路连接到中转处理器，中转处理器与AIS主机无线连接，天线与AIS主机连接，AIS主机与电池连接；中转处理器将传感器1传递的信息转换为AIS主机可接收的无线信号，AIS主机处理该无线信息。本发明解除了传统AIS装置的距离及位置限制，使船员在使用AIS装置时，可将AIS主机携带，方便使用，在遇到不良状况时，可随时沟通情况；AIS主机随意携带至信号较好的位置，使信号传输受到的干扰变小。

Description

便携式AIS船舶自动识别装置
技术领域
本发明涉及船舶通信技术领域，具体涉及一种便携式AIS船舶自动识别装置。
背景技术
船舶自动识别***(Automatic Identification System，简称AIS装置)由岸基(基站)设施和船载设备共同组成，是一种新型的集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航***和设备，工作于VHF甚高频频段。随着AIS设备在船舶上的普遍使用，给安全航行、海事管理、海难救助带来极大方便。
通信技术中，VHF是Very High Frequency的缩写，即甚高频，是指频带由30Mhz到300MHz的无线电电波，波长范围为1m～10m。多数是用作电台及电视台广播，同时又是航空和航海的沟通频道。
船用VHF甚高频是采用VHF专用频段进行船舶间、船舶内部、船岸间或经岸台与陆上通信转接的船与岸上用户间的无线电通信方式，广泛应用于船舶避让、海事管理、港口生产调度、船舶内部管理、遇险搜救以及安全信息播发等方面，是完成水上交通现场通信的主要手段。VHF通信对于保障船舶航行安全的重要作用是其他方式的通信所无法取代的。
船用VHF通信实现与其他船只的信息交换，再将这些数据通过基站传输给控制中心，但是，现有的基站都是以有线方式进行数据传输的，这样就需要机房和大量的配套设备，安装施工较麻烦，不易搬迁，且灵活性差。
随着船业运营的发展和相关法律法规的要求，AIS设备已经在各类船只上得到广泛普及。针对于商船部分，中国海事局于2001年12月18日发布了船舶强制配备AIS设备的公告。目前，我国300总吨及以上国际航行的船舶，500总吨及以上非国际航行的货船，以及所有客船，均已配备AIS设备。渔船归属渔政管理，较大的渔船都配备了B级船台，但是小的渔船不具备安装AIS终端的条件，因此还有相当数量的渔船没有配备。小型船舶上较少使用AIS装置，主要在于，现有的AIS装置都是以有线方式进行数据传输的，这样就需要机房和大量的配套设备，安装施工较麻烦，不易搬迁，且灵活性差，不适合小型船舶的体积和实际应用。
发明内容
针对以上的不足，发明的便携式AIS船舶自动识别装置，可以应用在小型船舶上而无需有线连接到其他设备，解除了体积限制，其使用方便灵活。
本发明提供了一种便携式AIS船舶自动识别装置，包括用于检测船舶运动的传感器、中转处理器、AIS主机、天线和电池，所述传感器电路连接到中转处理器，所述中转处理器与AIS主机无线连接，所述天线与AIS主机连接，所述AIS主机与电池连接，所述中转处理器包括输入接口和中转通信处理器，所述输入接口与中转通信处理器连接，所述传感器通过中转处理器的输入接口与中转通信处理器连接；所述中转处理器将传感器传递的信息转换为AIS主机可接收的无线信号，所述AIS主机处理该无线信息。
为进一步实现本发明，所述中转通信处理器包括A/D转换器、信道编码器和调制解调器，所述传感器将电信号传输到中转处理器中进行无线转换处理并发送无线信号。
为进一步实现本发明，所述中转通信处理器为嵌入式微处理器。
为进一步实现本发明，所述AIS主机包括VHF收发机和通信处理器，所述天线包括VHF天线和GPS天线，所述VHF收发机通过VHF天线接收和发送VHF信号；所述VHF收发机接收中转处理器发送过来的无线信息，所述AIS主机的通信处理器处理该无线信息。
为进一步实现本发明，所述通信处理器设有存储器，所述VHF收发机接收到的中转处理器发射的无线信号传递到AIS主机的通信处理器中，所述通信处理器对接收到的无线信号进行编码处理并转换为AIS数据存储到通信处理器的存储器中；所述通信处理器还对接收到的其他船只的VHF信号进行解码处理，并将转换后的AIS数据存储到存储器中。
为进一步实现本发明，所述AIS主机还包括GPS接收机，所述GPS接收机分别与GPS天线连接和通信处理器连接，所述GPS接收机通过GPS天线接收卫星信号；所述AIS主机还包括显示终端，所述显示终端与通信处理器连接。
为进一步实现本发明，所述电池为锂蓄电池。
为进一步实现本发明，所述通信处理器为嵌入式微处理器***。
为进一步实现本发明，所述VHF收发机包括双工器及与双工器连接的VHF－TDMA发信机、VHF－DSC接收机和至少两个VHF－TDMA接收机；所述双工器与VHF天线连接，所述VHF－TDMA发信机、VHF－DSC接收机和至少两个VHF－TDMA接收机均与通信处理器分别连接。
为进一步实现本发明，所述传感器为可检测船舶运动的传感器，包括艏向传感器、转向率传感器、速度传感器。
本发明的有益效果：
1、传统的AIS装置需要与传感器有线连接，因此，AIS装置只能设置在传感器的连接线的连接范围内，当需要使用AIS装置时，人们只能限制在设有AIS装置的范围内使用AIS装置。针对这个问题，本发明的AIS装置包括中转处理器和AIS主机，传感器与中转处理器连接，中转处理器将传感器的信息转化为AIS主机所能接收的无线信号发送到AIS主机中处理并存储；此时，中转处理器与传感器为有线连接并被限制，但AIS主机与中转处理器无线连接，人们在使用AIS装置时，主要在于使用AIS主机，由于AIS主机不受有线连接的限制，因此，AIS主机可以远离中转处理器及传感器的连接范围，只要AIS主机能接收到中转处理器发出的无线信息即可。本发明解除了传统AIS装置的距离及位置限制，使船员在使用AIS装置时，可将AIS主机携带，方便使用，在遇到不良状况时，可随时沟通情况。
2、本发明由于将原来的AIS装置功能拆分，将传输传感器信息的方式改变，由原来的有线传输设置为无线传输，由于中转处理器所要实现的功能较少，相应的，该中转处理器的元件较少，体积可以更小；另外，由于AIS主机取消了传感器及相关设备的输入接口设置，本发明的AIS主机比原来的AIS主机的体积要小，更加有利于携带。
3、由于海上信号不稳定，而传统的AIS装置通常放置于室内，而室内的信号由于穿透衰减变得更差，本发明中，由于AIS主机不受有线限制，可以将AIS主机随意携带至信号较好的位置，使信号传输受到的干扰变小。
附图说明
图1为本实施例的***示意图；
图2为本实施例的整体结构示意图。
附图标记说明：1.传感器；2.中转处理器；3.AIS主机；4.天线；5.电池。
具体实施方式
参照图1和图2对本发明做进一步说明。
本实施例的便携式AIS船舶自动识别装置包括用于检测船舶运动的传感器1、中转处理器2、AIS主机3、天线4和电池5，传感器1电路连接到中转处理器2，中转处理器2与AIS主机3无线连接，天线4与AIS主机3连接，AIS主机3与电池5连接。AIS主机3包括VHF收发机和通信处理器，天线4包括VHF天线4和GPS天线4，VHF收发机通过VHF天线4可接收和发送VHF信号。中转处理器2将传感器1传递的信息转换为AIS可接收的无线信号，VHF收发机接收中转处理器2发送过来的无线信息，而后AIS主机3的通信处理器处理该无线信息。
中转处理器2可设置为单独的功能主体，也可与船舶的控制台设置为一体。本实施例中，将中转处理器2设置为单独的功能主体，中转处理器2包括输入接口和中转通信处理器，输入接口与中转通信处理器连接，传感器1通过电线接头与中转处理器2的输入接口连接，而后连接到中转处理器2，中转通信处理器为嵌入式微处理器，本实施例中，将A/D转换器、信道编码器和调制解调器嵌入到中转通信处理器中，传感器1将电信号传输到中转处理器2中，中转通信处理器通过A/D转换器转换为数字信号，该数字信号依次通过信源编码、信道编码、调制(将编码的数字序列变为数字(或模拟)基带信号、将基带信号调制到中频电信号并作中频放大，中频信号再调制到VHF收发机的接收频段(即VHF频段)并放大通过中转通信处理器的VHF天线4辐射出去。
通信处理器设有存储器，VHF收发机接收到中转处理器2发射的无线信号传递到AIS主机3的通信处理器中，通信处理器对接收到的无线信号进行编码处理并转换为AIS数据存储到通信处理器的存储器中。AIS主机3还包括GPS接收机，GPS接收机分别与GPS天线4连接和通信处理器连接，GPS接收机通过GPS天线4接收卫星信号。AIS主机3设置有显示终端，显示终端与通信处理器连接，该显示终端用于显示船舶的运动信息及所接收的关于其他船舶的信息，还可显示其他需要的信息，另外，通过显示终端还可输入有关船舶信息到通信处理器中。
电池5为便携式蓄电池，本实施例中，电池5为12V的蓄电池，优选为锂蓄电池。电池5用于给AIS主机3提供电源，使AIS主机3工作。电池5可与AIS主机3分开连线设置，也可连接为一体，本实施例中，为携带方便，电池5可拆卸连接在AIS主机3上。
通信处理器可将从中转处理器2发出的VHF无线信息编码存储，还可对接收到的其他船只的VHF信号进行解码处理，并将转换后的AIS数据存储到存储器中。由于其他船只的VHF信号有对应的编码处理，因此中转处理器2发出的VHF信号与其他船只的VHF信号不同，通信处理器在接收时不会造成影响。通信处理器是通用船载自动识别***(AIS装置)的核心，它通常是一个嵌入式微处理器***，根据AIS装置的网络协议控制VHF数据通信链路上的信息传输和各接口的数据交换。本实施例中，通信处理器采用嵌入式微处理器ARM，同样，中转通信处理器也采用嵌入式微处理器ARM。
VHF收发机包括双工器及与双工器连接的VHF－TDMA发信机、VHF－DSC接收机和两个VHF－TDMA接收机；双工器与VHF天线4连接，VHF－TDMA发信机、VHF－DSC接收机和两个VHF－TDMA接收机均与通信处理器分别连接。VHF收发机采用不同的接收机，可以针对性的接收不同的信号，如AIS报文、信息广播、天气通告、航行通告以及紧急报警信号等，且所有的信号都是通过与之相连接的VHF天线4收发，以及通过通信处理器进行处理。由于中转通信处理器也是发送VHF信号，可能会造成信息堵塞等影响，因此，VHF收发机还可增加至少一个VHF－TDMA接收机，所增加的VHF－TDMA接收机均分别与双工器和通信处理器连接。
传感器1为可检测船舶运动的传感器1，包括艏向传感器、转向率传感器、速度传感器和用于测量其他相关数据的其他传感器1。
在使用时，艏向传感器、转向率传感器、速度传感器等传感器1有线连接到中转处理器2的输入接口，传感器1将电信号传输到中转通信处理器中，中转通信处理器通过A/D转换器转换为数据信号，该数据信号依次通过信源编码、信道编码、调制(将编码的数字序列变为数字(或模拟)基带信号)、将基带信号调制到中频电信号并作中频放大，中频信号再调制到VHF收发机的接收频段(即VHF频段)并放大通过中转处理器2的VHF天线4辐射出去，通信处理器的VHF收发机通过AIS主机3的VHF天线4接收到传感器1传递数据的VHF信号传递到通信处理器，通信处理器将接收到的传感器1数据进行编码并存储到存储器中。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部结构的改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：包括用于检测船舶运动的传感器、中转处理器、AIS主机、天线和电池，所述传感器电路连接到中转处理器，所述中转处理器与AIS主机无线连接，所述天线与AIS主机连接，所述AIS主机与电池连接，所述中转处理器包括输入接口和中转通信处理器，所述输入接口与中转通信处理器连接，所述传感器通过中转处理器的输入接口与中转通信处理器连接；所述中转处理器将传感器传递的信息转换为AIS主机可接收的无线信号，所述AIS主机处理该无线信息。
2.根据权利要求1所述的便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：所述中转通信处理器包括A/D转换器、信道编码器和调制解调器，所述传感器将电信号传输到中转处理器中进行无线转换处理并发送无线信号。
3.根据权利要求2所述的便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：所述中转通信处理器为嵌入式微处理器。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：所述AIS主机包括VHF收发机和通信处理器，所述天线包括VHF天线和GPS天线，所述VHF收发机通过VHF天线接收和发送VHF信号；所述VHF收发机接收中转处理器发送过来的无线信息，所述AIS主机的通信处理器处理该无线信息。
5.根据权利要求4所述的便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：所述通信处理器设有存储器，所述VHF收发机接收到的中转处理器发射的无线信号传递到AIS主机的通信处理器中，所述通信处理器对接收到的无线信号进行编码处理并转换为AIS数据存储到通信处理器的存储器中；所述通信处理器还对接收到的其他船只的VHF信号进行解码处理，并将转换后的AIS数据存储到存储器中。
6.根据权利要求5所述的便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：所述AIS主机还包括GPS接收机，所述GPS接收机分别与GPS天线连接和通信处理器连接，所述GPS接收机通过GPS天线接收卫星信号；所述AIS主机还包括显示终端，所述显示终端与通信处理器连接。
7.根据权利要求6所述的便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：所述电池为锂蓄电池。
8.根据权利要求7所述的便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：所述通信处理器为嵌入式微处理器***。
9.根据权利要求8所述的便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：所述VHF收发机包括双工器及与双工器连接的VHF－TDMA发信机、VHF－DSC接收机和至少两个VHF－TDMA接收机；所述双工器与VHF天线连接，所述VHF－TDMA发信机、VHF－DSC接收机和至少两个VHF－TDMA接收机均与通信处理器分别连接。
10.根据权利要求9所述的便携式AIS船舶自动识别装置，其特征在于：所述传感器为可检测船舶运动的传感器，包括艏向传感器、转向率传感器、速度传感器。
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