全數字近海漁業安全救助通信系統的製作方法
2023-04-26 16:18:56
專利名稱：全數字近海漁業安全救助通信系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種漁業安全救助通信系統，尤其涉及一種全數字近海漁業安 全救助通信系統。
背景技術：
近海漁業安全救助通訊網是近海船隻安全重要保證，專利號為
ZL200520017916.4的《一種近海漁業安全遙控基站》專利支持的全國近海漁業 安全救助通訊網，這些近海漁業安全救助基站可在現場無人管理的情況下運行， 而工作人員可遠程接收、發送控制信息及語音信息。基站管理實現了①遙控 基(岸)站電源開/關；面板、手柄各功能遙控操作，例如語音實時發射、接 收；漁政、海況、氣象信息的實時播出；群呼、選呼；信道掃描搜索；改變信 道值；靜噪、音量遙控調整等。②基(岸)站主備用設備之間的遙控切換。(D 有線無線通訊之間的自動轉接。④基(岸)站收到的各類信息，如遇險求救、 群呼、選呼等對應的船號、區號、經緯度等，實時傳送到指揮中心，指揮中心 可對其存儲等處理。⑤指揮中心可記錄對遙控的基(岸)站的所有操作。
然而，目前在該網內運行的船臺，雖然歷經多年更新換代，但仍然存在如 下缺點①語音信號採用傳統的模擬調頻體制，與GSM系統的第一代模擬產品 相似，存在諸如語音易被非法竊聽，保密性差，頻譜利用率低，不易採取先進 的編碼技術，語音不夠清晰，無法開展各類數字業務等。②信令射頻信號仍然 採用傳統的模擬調頻體制，且信令速率仍然偏低，編碼效率較低，信令編碼糾 錯能力較弱，沒有漢字、簡訊及圖片傳送等功能。③儘管採用了單片機控制， 但不具備漁船信息管理功能，沒有電話號碼本及留言功能，有無線轉接需要另 加設備，等等。在數字GSM、 CDMA、小靈通等通信設備廣泛普及的現代，不具有 漢字功能，保密性能差，不能開展數字業務，不具備漁船信息管理等高級功能 的普通船臺，顯然是落後的、需要更新換代為全數字的。
發明內容
本發明針對以上問題的提出，而研製一種採用全數字調製解調、雙信道值 守，除了兼容原來模擬FM語音之外，採用全數字調製話及一路獨立兼容原信令
的雙速數字信令接收信道，確保通話不間斷以及信令的實時準確接收的近海漁 業安全救助通信系統。木發明採用的技術手段如下
一種全數字近海漁業安全救助通信系統，其特徵在於包括麥克、揚聲器、 大線、大線開關、中心控制器，用於完成信令信號和/或語音信號的調製的模擬 /雙速數字調製器，用於將上述模擬/雙速數字調製器傳送過來信號進行功率放 大的高頻功率放大器，用於對天線接收的信令信號和/或語音信號進行放大的雙 信道高放，用於完成信令信號和/或語音信號的解調的模擬/雙速數字解調器， 用於進行船體定位信息獲取的GPS模塊，用於保存船體信息的智能漁船信息卡 STC，以及用於信息輸入的鍵盤和對上述各種信息進行顯不的顯示器；
所述中心控制器將麥克傳回的語音信號和/或鍵盤、GPS模塊及智能漁船信 息卡SIC傳回的信息經過處理後送給模擬/雙速數字調製器調製和高頻功率放大 器放大後，再由天線發送到接收方；另外，所述天線將接收到的信令信號和/或 語音信號經過雙信道高放放大和模擬/雙速數字解調器解調後，傳送到中心控制 器進行處理，所述中心控制器將處理後的語音信號傳送到揚聲器中，或將信令 信號處理後傳送到揚聲器和/或顯示器中。
所述的信令信號包括本發明專門研發的高速信令信號和兼容原農業部頒發 的《漁業船用調頻無線電話機(27.5—39.5腿z)通用技術規範(試行)》系 列船臺的低速信令信號；只有採用本發明專門研發的高速信令才有可能實現短 信、圖片、檢驗、留言、有無線轉接等新功能；語音信號包括模擬語音信號和 數字語音信號。
中心控制器由DSP、 FPGA和單片機組成；所述單片機與鍵盤、顯示器連接 完成鍵盤信息採集，與EEPR0M/FLASH1/SIC信息接口連接以存儲本船全部信息， 與電壓監視接口連接以監視本機供電電壓；FPGA與模擬/雙速數字解調器連接以 完成語音信號和/或信令信號調製解調過程中的控制與數據傳遞，與 EEPROM/FLASHl/非SIC信息接口連接以保存相關信息，FPGA還與A/D轉換器、 D/A轉換器相連以完成語音信號的數位化，與GPS模塊相連以實時讀取本船船位 信息，與VCO相連以實現信道切換及收發轉換控制，此外FPGA還用於數字語音 信兮和高速信令的編解碼、組幀、交織/解交織及校驗和接收信令信3的檢測； 所述DSP與FLASH相連以確保本機啟動正常，與接收指示相連以指示本機接收 狀態，所述DSP還用於兼容低速信令的編解碼、信令識別。
模擬/雙數字調製器由模擬語音調製器和雙速數字調製器組成，其中模擬語
音調製器用於模擬頻率調製，雙速數字調製器完成信令信號的調製；
雙信道高放由信令信道高放和語音信道高放組成，其中，信令信道高放信
道用於接收信令信號，語音信道高放信道用於接收語音信號；
模擬/雙速數字解調器由雙速數字信令解調器、數字語音解調器和模擬語音
解調器組成，其中，雙速數字信令解調器將信令信道高放送來的已調信令信號
解調恢復出發端的信令信號送中心控制器處理；數字語音解調器將語音信道高 放送來的已調數字調製語音信號恢復出發端的數字語音信號送中心控制器處 理；模擬語音解調器將語音信道高放送來的已調模擬語音信號解調並恢復出原 發端的模擬語音信號送音頻功放放大後輸入揚聲器上。
該安全救助通信系統工作於27. 5-39. 5MHz漁用專用頻段，數字調製解調使 之具備傳統模擬電臺不具備的優點語音清晰明亮，操作漢化簡單，功能齊全 完備。不僅可以雙向通話，還可以實現各類呼叫，包括求救呼、氣象呼、海呼、 全呼、定位呼、群呼、電話呼、選呼、簡訊呼、圖片呼、留言呼、檢驗呼等， 為方便使用，還具備電話本，來/去電號碼存儲，來電暫時無人接聽留言，快捷 鍵撥叫等功能。採用全數字調製解調、雙信道值守，除了兼容原來模擬FM語音 之外，採用全數字調製話及一路獨立兼容原信令的雙速數字信令接收信道，確 保通話不間斷以及信令的實時準確接收。對於傳送的數位訊號採用交織/巻積編 碼技術，以提高抗幹擾性能。兼容原農業部頒發的《漁業船用調頻無線電話機 (27.5—39.5MHz)通用技術規範(試行)》系列船臺信令並新增高速信令信 息及簡訊息，各功能的漢字提示及輸入輸出，配合海洋漁業管理，具備智能漁 船信息卡(SIC)管理功能。另外，信道數由原來480加倍到960個，語音信道 帶寬由原來的25KHz減小為12.5KHz，提高了頻譜利用率，有無線轉接無需再另 加設備，增設的智能漁船信息卡使漁政等管理部門對漁船管理更加方^1、可靠。
圖1為本發明所述通信系統的組成框圖； 圖2為本發明所述通信系統的原理框圖； 圖3為本發明所述通信系統的中心控制器主要接口框圖。
具體實施例方式
如圖l、圖2所示，本發明公開了用於保障漁業安全的全數字近海漁業安全 救助通信系統，包括中心控制器1、模擬/雙速數字調製器2、高頻功率放大器3、 天線開關4、雙信道高放5、模擬/雙速數字解調器6、 GPS模塊7、智能漁船信
息卡SIC8，鍵盤、顯示器9，及麥克10、揚聲器ll。其中，模擬/雙數字調製 器2由模擬語音調製器15及雙速數字調製器16組成，主要完成模擬FM調製、 低速數字調製和高速數字調製功能;模擬語音調製器15完成普通模擬頻率調製， 以兼容傳統模擬頻率調製電臺；雙速數字調製器16為MSK/MFSK調製，其中， 低速數字信令兼容原農業部頒發的《漁業船用調頻無線電話機(27. 5—39. 5MHz) 通用技術規範(試行)》系列船臺兼容的低速信令，高速數字信令採用本發明 專門研製的信令集。高頻功放3將前級送來的小功率高頻已調信號放大到足夠 大的功率，經天線開關4後送到天線發射到接收方。天線開關4在半雙工電臺 內部，實現收發轉換的過程是用繼電器將天線在接收和發射天線之間切換， 同時，收發電路電源也作相同切換。這可由單片機很方便的控制。雙信道高放5 由信令信道高放18和語音信道高放19組成；其中，信令信道高放18信道固定， 用於接收低速、高速信令；語音信道高放19信道可變，用於接收模擬語音和數 字調製語音。模擬/雙速數字解調器6由雙速數字信令解調17、數字語音解調 20和模擬語音解調21組成。其中，雙速數字信令解調17將信令信道高放18送 來的已調信令信號解調，恢復出發端的低速/高速信令信號，送中心控制器l處 理；數字語音解調20將語音信道高放19送來的己調數字調製語音信號恢復出 發端的數字語音信號，送中心控制器l處理；模擬語音解調21將語音信道高放 19送來的己調模擬語音信號解調並恢復出原發端的模擬語音信號，經收開關23， 送音頻功放24放大，推動揚聲器11工作；GPS模塊7用於接收定位信息，並將 本船經緯度、航向、航速等信息送中心控制器1處理；智能漁船信息卡SIC8存 有漁政對漁船管理的該船全部信息，用於保存本船註冊信息，包括船號、漁船 自然屬性、隸屬關係、歷史違章狀況、繳費信息等等。
如圖3所示中心控制器1主要由DSP26、 FPGA27和單片機28組成。其中， 單片機28除了與DSP26、 FPGA27通訊之外，主要負責與鍵盤、顯示器9接口， 完成鍵盤信息採集、漢字輸入輸出；與EEPR0M/FLASH1/SIC信息8接口，存儲 本船全部信息以供相關部門檢査；與電壓監視30接口，監視本機供電電壓。 FPGA27除了與單片機28、 DSP26通訊之外，主要負責與雙模雙速數據機33 接口，完成語音/信令調製解調過程中的控制與數據傳遞；與EEPR0M/FLASH1/ 非SIC信息29接口，保存電話本、圖片、留言、本機歷史船位、漢字庫等相關 信息；FPGA27還與A/D14、 D/A22相連，完成語音的數位化；與GPS模塊7相連， 實時讀取本船船位信息；與VC031 (電壓控制振蕩器)相連，實現信道切換及收
發轉換控制；FPGA27內還實現接收信道信號檢測、數字語音和高速信令的編解 碼、組幀、交織/解交織、校驗等功能；DSP26除了與FPGA27、單片機28通訊 之外，與FLASH32相連確保本機啟動正常；與接收指示25相連，指示本機接收 狀態；DSP26還實現兼容低速信令的編解碼、信令識別等功能。
以上各組成單元配合本發明專門研發的高速信令及電話本協議、留言協議、 有無線轉接(含與GSM、 CDMA、小靈通等手機)協議、中心控制器通訊等協議， 再加上對傳輸的數字信息採用特定加密、交織、巻積算法，確保該全數字近海 漁業安全救助通信系統的可靠性和安全性。
結合圖1、圖2下面對船臺工作原理進行介紹如下
① 模擬語音信號發射
在中心控制器1控制下，語音信號經過麥克10、語音放大器12和發開關 13送到模擬語音調製器15完成模擬話調製，再經過高頻功率放大器3，通過天 線開關4後送到天線上發射到接收方。
② 低速信令發射
中心控制器l將從手柄，鍵盤、顯示器9， GPS模塊7收集到的各類信令信 息處理後送到雙速數字調製器16中，完成低速信令調製後再經過高頻功率放大 器3，通過天線開關4後送到天線上發射到接收方。
(D高速數字信令發射
中心控制器l對從手柄、鍵盤9、 GPS模塊7、智能船用信息卡SIC8等處收 集到的各類信令信息作交織、巻積編碼及加密等處理之後，送到雙速數字調製 器16，完成高速信令數字調製，再經過高頻功率放大器3，通過天線開關4後 送到天線上發射到接收方。
④ 數字調製話發射
在中心控制器1控制下，經過A/D轉換14的數字語音信號作交織、巻積編 碼及加密等處理之後，送到雙速數字調製器16，完成高速語音數字調製，再經 過高頻功率放大器3，通過天線開關4後送到天線上發射到接收方。
⑤ 模擬話接收
在正常接收狀況下，發射方發來的模擬語音信號，經過天線開關4和語音 信道高放19放大，送模擬語音解調器21解調出音頻信號，再經過收開關23， 送音頻功放24放大之後，經過揚聲器11發出語音。
⑥ 低速信令接收
在正常接收狀況下，發射方發來的低速信令信號，經過天線開關4和信令
信道高放18放大，送雙速數字信令解調器17解調並恢復發送的信令信號，送
中心控制器1作相應處理，例如，呼叫類型判決、呼叫對象區分、發出相應告 警、顯示等。
⑦ 高速數字信令接收
在正常接收狀況下，發射方發來的高速數字信令信號，經過天線開關4和 信令信道高放18放大，送雙速數字信令解調器17解調並恢復發送的高速數字 信令信號，送中心控制器1作相應作解密、解碼及解交織等處理之後，作呼叫 類型判決、呼叫對象區分、發出相應告警、顯示等處理。
⑧ 數字調製話接收
在正常接收狀況下，發射方發來的數字調製話信號，經過天線開關4和語 音信道高放19放大，送數字語音解調器20解調並恢復發送的高速數字語音信 號，送中心控制器1作相應作解密、解碼及解交織等處理之後，送D/A轉換器 22恢復出發射的音頻信號，再經過收開關23，送音頻功放24放大之後，經過 揚聲器ll送出語音。
(D智能漁船信息卡8可由漁業管理部門通過相應程序讀寫。指揮中心及漁 政管理船可以隨時調用覆蓋範圍內漁船裝備的全數字近海漁業安全救助船臺內 智能漁船信息卡內部的信息，以完成對該漁船的相關信息合法性檢查。
內嵌GPS模塊7可以定時中斷中心控制器1將本船位信息實時更新存儲 於機內EEPROM/FLASH中，並顯示在本機顯示器上。各相關信令帶有本船當前的 船位信息。各種操作、電臺狀態等信息要以漢字顯示在顯示器9上。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局 限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本 發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護 範圍之內。
權利要求
1、一種全數字近海漁業安全救助通信系統，其特徵在於包括麥克、揚聲器、天線、天線開關、中心控制器，用於完成信令信號和/或語音信號的調製的模擬/雙速數字調製器，用於將上述模擬/雙速數字調製器傳送過來信號進行功率放大的高頻功率放大器，用於對天線接收的信令信號和/或語音信號進行放大的雙信道高放，用於完成信令信號和/或語音信號的解調的模擬/雙速數字解調器，用於進行船體定位信息獲取的GPS模塊，用於保存船體信息的智能漁船信息卡SIC，以及用於信息輸入的鍵盤和對上述各種信息進行顯示的顯示器；所述中心控制器將麥克傳回的語音信號和/或鍵盤、GPS模塊及智能漁船信息卡SIC傳回的信息經過處理後送給模擬/雙速數字調製器調製和高頻功率放大器放大後，再由天線發送到接收方；另外，所述天線將接收到的信令信號和/或語音信號經過雙信道高放放大和模擬/雙速數字解調器解調後，傳送到中心控制器進行處理，所述中心控制器將處理後的語音信號傳送到揚聲器中，或將信令信號處理後傳送到揚聲器和/或顯示器中。
2、 根據權利要求1所述的全數字近海漁業安全救助通信系統，其特徵在於 所述的信令信號包括高速信令信號和低速信令信號；語音信號包括模擬語音信 號和數字語音信號。
3、 根據權利要求1或2所述的全數字近海漁業安全救助通信系統，其特徵 在於中心控制器由DSP、 FPGA和單片機組成；所述單片機與鍵盤、顯示器連接 完成鍵盤信息採集，與EEPR0M/FLASH1/SIC信息接口連接以存儲本船全部信息， 與電壓監視接口連接以監視本機供電電壓；FPGA與模擬/雙速數字解調器連接以 完成語音信號和/或信令信號調製解調過程中的控制與數據傳遞，與 EEPROM/FLASHl/非SIC信息接口連接以保存相關信息，FPGA還與A/D轉換器、 D/A轉換器相連以完成語音信號的數位化，與GPS模塊相連以實時讀取本船船位 信息，與VCO相連以實現信道切換及收發轉換控制，此外FPGA還用於數字語音 信號和高速信令的編解碼、組幀、交織/解交織及校驗和接收信令信號的檢測； 所述DSP與FLASH相連以確保本機啟動正常，還與接收指示相連以指示本機接 收狀態，所述DSP還用於兼容低速信令的編解碼、信令識別。
4、 根據權利要求1或2所述的全數字近海漁業安全救助通信系統，其特徵 在於模擬/雙數字調製器由模擬語音調製器和雙速數字調製器組成，其中模擬語音調製器用於模擬頻率調製，雙速數字調製器完成信令信號的調製；雙信道高放由信令信道高放和語音信道高放組成，其中，信令信道高放信道用於接收信令信號，語音信道高放信道用於接收語音信號；模擬/雙速數字解調器由雙速數字信令解調器、數字語音解調器和模擬語音 解調器組成，其中，雙速數字信令解調器將信令信道高放送來的已調信令信號 解調恢復出發端的信令信號送中心控制器處理；數字語音解調器將語音信道高 放送來的己調數字調製語音信號恢復出發端的數字語音信號送中心控制器處 理；模擬語音解調器將語音信道高放送來的已調模擬語音信號解調並恢復出原 發端的模擬語音信號送音頻功放放大後輸入揚聲器上。
全文摘要
本發明公開了一種全數字近海漁業安全救助通信系統，其特徵在於包括中心控制器、模擬/雙速數字調製器、高頻功率放大器、模擬/雙速數字解調器；其中中心控制器將麥克傳回的語音信號和/或鍵盤、GPS模塊及智能漁船信息卡SIC傳回的信息經過處理後送給模擬/雙速數字調製器調製和高頻功率放大器放大後，再由天線發送到接收方；另外，所述天線將接收到的信令信號和/或語音信號經過雙信道高放放大和模擬/雙速數字解調器解調後，傳送到中心控制器進行處理，所述中心控制器將處理後的語音信號傳送到揚聲器中，或將信令信號處理後傳送到揚聲器和/或顯示器中。該安全救助通信系統具使用方便、性能可靠等特點，適於在近海漁船上廣泛使用。
文檔編號G08G3/00GK101360287SQ200810013108
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月4日 優先權日2008年9月4日
發明者姚和平, 孫國強, 曾慶書 申請人:曾慶書;孫國強;姚和平