一種船用航行定位通信終端的製作方法
2023-06-16 08:48:42
本實用新型屬於船舶實時監控設備領域，具體涉及一種船用航行定位通信終端。
背景技術：
21世紀是海權時代，海洋上運輸船、捕撈船、海釣船等船舶越來越多，船舶航行的難度也越來越大，船舶事故的發生也越來越多，而且這些事故往往沒有可追溯性。更多的是當前遠洋、遠海捕撈，往往會發生越界捕撈，或者他國非法公海執法，導致國際關係緊張，這些摩擦的發生依然不具有可追溯性，沒有確鑿的證據，導致矛盾激化。
技術實現要素：
本實用新型提供了一種船用航行定位通信終端，通過該航行終端可實時了解船舶位置信息，實現實時通信，強化船舶事中事後監管。
第一方面，提供一種船用航行定位通信終端，包括定位單元、通信單元、微控制單元和電源；所述定位單元包括北鬥定位模塊和GPS定位模塊；所述通信單元包括GPRS通信模塊和銥星通信模塊；所述微控制單元包括定位切換模塊、通信切換模塊、控制器和信息存儲模塊；GPS定位模塊、北鬥定位模塊分別通過定位切換模塊與控制器相連接；GPRS通信模塊和銥星通信模塊分別通過通信切換模塊與控制器相連接；定位單元通過控制器與信息存儲模塊相連接；所述電源為船用航行定位通信終端提供電能。
上述方案中，定位切換模塊根據北鬥定位模塊和GPS定位模塊的信號強弱，選擇信號強的定位模塊進行定位並獲得船舶位置信息。控制器將船舶位置信息存儲在信息存儲模塊中。通信切換模塊根據GPRS通信模塊和銥星通信模塊的信號強弱，選擇信號強的通信模塊用於發送信息，控制器控制信號強的通信模塊將船舶信息發送向岸基，以便岸基將船舶位置信息進行存儲並進行實時監控，從而提高船舶航行的實時監控能力，並且當出現事故時可以從船舶的歷史位置數據中進行追溯。
通過銥星通信模塊對GPRS通信模塊進行延伸和補充，從而完成無縫隙的全球覆蓋，包括南北兩極，進而實現航行船舶的實時傳輸，實現雙向通信。
結合第一方面，在第一方面的一種可能的實現方式中，微控制單元還包括通過控制器與通信單元連接的通信頻率調節器。
上述方案中，通信頻率調節器根據船舶的航行速度計算發送頻率，從而使控制器可以根據發送頻率來控制通信單元發送信息的頻率高低。當船舶航行慢的時候，降低發送頻率，船舶航行快時，提高發送頻率，從而使記錄下的航行位置所形成的航行歷史路線更加準確，有利於提高監控能力，並且有助於追溯船舶歷史位置。
結合第一方面或上述某些可能的實施方式，在第一方面的一種可能的實現方式中，所述微控制單元還包括通過控制器與通信單元連接的報警器；船用航行定位通信終端還包括分別與報警器連接的顯示器和/或語音裝置。
上述方案中，當通信單元接收到來自岸基的提示信息，例如警告信息、安全信息、氣象信息、漁汛、調度信息等，可以通過顯示器和/或語音裝置，對船舶上的使用者進行提示，提高了船舶航行安全的保護力度。
結合第一方面或上述某些可能的實施方式，在第一方面的一種可能的實現方式中，所述微控制單元還包括分別與控制器和電源連接的電源管理裝置；船用航行定位通信終端還包括分別與電源管理裝置和電源連接的太陽能充電裝置。
上述方案中，通過電源管理裝置的控制，當電源少於預設的值時，電源控制模塊啟動太陽能充電裝置為電源充電，從而提高船用航行定位通信終端的續航時間，避免人工充電的不便利性。
結合第一方面或上述某些可能的實施方式，在第一方面的一種可能的實現方式中，所述通信單元還包括通過通信切換模塊與控制器連接的北鬥通信模塊。
上述方案中，北鬥通信模塊作為對GPRS通信模塊和銥星通信模塊的補充，當有北鬥信號或者GPRS信號時，可優先採用北鬥通信或GPRS通信的方式。由於銥星衛星系統為美國所控制，存在發生風險的可能性，而北鬥通信是我國自主研發和控制的，可以有效避免可能存在的幹擾。
附圖說明
圖1為本實用新型所提供的船用航行定位通信終端示意性框圖；
圖2為微控制單元內部設置電源管理模塊、微控制單元外部設置太陽能充電裝置及電源、通信單元內部設置北鬥定位模塊的示意性框圖。
附圖標記說明：定位單元100；GPS定位模塊110；北鬥定位模塊120；通信單元200；GPRS通信模塊210；銥星通信模塊220；北鬥通信模塊230；微控制單元300；定位切換模塊310；通信切換模塊320；控制器330；信息存儲模塊340；通信頻率調節器350；報警器360；電源管理裝置370；顯示器410；語音裝置420；電源500；太陽能充電裝置510。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合本實用新型實施例中的附圖和對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。
圖1示出本實用新型實施例中的船用航行定位通信終端的示意性框圖，船用航行定位通信終端包括：定位單元100、通信單元、微控制單元300和電源500；定位單元100包括北鬥定位模塊120和GPS定位模塊110；通信單元包括GPRS通信模塊210和銥星通信模塊220；微控制單元300包括定位切換模塊 310、通信切換模塊、控制器330和信息存儲模塊340；GPS定位模塊110、北鬥定位模塊120分別通過定位切換模塊310與控制器330相連接；GPRS通信模塊210和銥星通信模塊220分別通過通信切換模塊320與控制器330相連接；定位單元100通過控制器330與信息存儲模塊340相連接；電源500為船用航行定位通信終端提供電能。微控制單元300還包括通過控制器330與通信單元連接的通信頻率調節器350。微控制單元300還包括通過控制器330與通信單元連接的報警器360；船用航行定位通信終端還包括分別與報警器360連接的顯示器410和/或語音裝置420。
實施例中的北鬥定位模塊120、GPS定位模塊110都是可以採用現有的定位模塊，例如，北鬥定位模塊可以採用科臺斯KS-97作為核心模塊，組成定位模塊，GPS定位模塊採用GoTop GT-1613作為核心模塊，組成定位模塊。
實施例中的GPRS通信模塊210、北鬥通信模塊230、銥星通信模塊220可以採用現有的通信模塊來實現。
實施例中的微控制單元300可以採用現有的微控制單元，例如採用型號為STM32F103C6T6等。
實施例中的顯示器410、語音裝置420、太陽能充電裝置510均可以採用現有的裝置來實現，例如顯示器可以採用液晶顯示屏，語音裝置可以採用有源音箱。
實施例中的通信頻率調節器350，可以採用現有的裝置，也可以自行確定頻率計算方法。例如，通信頻率是時間與速度的冪倒函數曲線，在速度越低時，通信頻率越小；在速度越高時，通信頻率越大；此外，在船舶的航行速度決定通信頻率的基礎上，還可以再結合航行姿態來計算通信頻率。姿態角度越大，發送頻率越快。航行速度與航行姿態共同決定發送頻率，在低航速時如果航行姿態差，則發送頻率與航行姿態角度的正弦函數正值相關，以進一步修正發送頻率。
上述方案中，定位切換模塊310根據北鬥定位模塊120和GPS定位模塊110 的信號強弱，選擇信號強的定位模塊進行定位並獲得船舶位置信息。控制器 330將船舶位置信息存儲在信息存儲模塊340中。通信頻率調節器350根據船舶的航行速度計算發送頻率，從而使控制器330可以根據發送頻率來控制通信單元200發送信息的頻率高低。通信切換模塊320根據GPRS通信模塊210和銥星通信模塊220的信號強弱，選擇信號強的通信模塊，並由根據發送頻率控制器330控制信號強的通信模塊將船舶信息發送向岸基，以便岸基將船舶位置信息進行存儲並進行實時監控，從而提高船舶航行的實時監控能力，並且當出現事故時可以從船舶的歷史位置數據中進行追溯。
岸基接收到船舶信息之後，可以實時進行監控，對于越界的或處於非安全地域的船舶，岸基發送警報信息，由船用航行定位通信終端的GPRS通信模塊210和銥星通信模塊220進行接收後，通過控制單元，由警報單元指示顯示器410和/或語音裝置420進行視覺和/或聽覺上的提醒，從而，提高了船舶航行安全的保護力度。岸基還可以將漁汛、天氣信息等重要的信息發送給航行終端，並利用顯示器410和/或語音裝置420提供給船上工作人員。同時，岸基接收到的船舶信息也存儲起來，以便在有需要的時候調用歷史數據進行回放。
此外，請結合圖2，上述實施例中的微控制單元300還包括分別與控制器 330和電源500連接的電源管理裝置370；船用航行定位通信終端還包括分別與電源管理裝置370和電源500連接的太陽能充電裝置510。通信單元200還包括通過通信切換模塊320與控制器330連接的北鬥通信模塊230。
從而實現智能管理電源，減少人工操作，智能延長航行終端的續航時間，使其連續工作達到3年以上。
應理解，本文中設計的各種數字編號僅為描述方便進行的區分，並不用來限制本實用新型實施例的範圍。上述各過程的序號的大小並不意味著執行順序的前後，各過程的執行順序應以其功能和內在邏輯確定，而不應對本實用新型實施例的實施過程構成任何限定。
應理解，本文中屬於「和/或」，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A 和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符「/」，一般表示前後關聯對象是一種「或」的關係。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以幫助理解本實用新型的技術方案及核心思想，而非對其限制，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。