CN102307127A

CN102307127A - 一种面向港航管理艇的船载网络接入智能设备

Info

Publication number: CN102307127A
Application number: CN201110234989A
Authority: CN
Inventors: 董耀华; 董丽华; 徐明华; 姜东明
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Maritime University
Priority date: 2011-08-16
Filing date: 2011-08-16
Publication date: 2012-01-04

Abstract

本发明公开了一种面向港航管理艇的船载网络接入智能设备，所述设备包括电源电路、控制器电路、3G功能模块电路、WiFi功能模块电路、GPS功能模块电路、RFID功能模块电路、数据存储单元和外部接口电路。所述控制器电路采用基于嵌入式X86平台作为硬件核心平台，各种外部设备通过系列标准接口接入到核心硬件上；四个功能模块，采用模块化的电路设计，即可以根据实际需求选配功能模块。本发明的有益效果在于：实现了船载网络接入智能设备全面的无人值守式操作模式，提高系统的可用性和稳定性。设备的使用实现了内河港航管理艇的网络智能接入、对船舶定位及身份自动识别的功能，提高了港航管理艇的“信息化”办公水平。

Description

一种面向港航管理艇的船载网络接入智能设备

技术领域

本发明涉及到电子通信设备领域，特别涉及到一种面向港航管理艇的船载网络接入智能设备。

背景技术

目前，港航管理艇在港航相关业务中担当重要角色，执行着许多重要的日常港航业务工作，如内河水域安全监督管理、海事执法以及搜索救助等，同时也是港航业务中重要的水运信息来源，如水上搜救、事故调查、航道管制、水上突发事件处理、内河船舶监管等等。这些重要的信息往往需要实时与局端服务平台进行交互。这些信息存在着多样化、复杂化的特点，包括了语音、视频、设备数据、业务数据等多种类型，有的信息需要实时在线传输，而有的信息又需要在登岸时候进行同步。特别是在港航管理艇出勤现场在线办公，同样也需要保持港航管理艇同局端服务平台的实时通信。

目前各种港航管理艇主要上配备的信息化设备主要包括了：GPS/GRPS(CDMA)终端、船舶自动识别系统(AIS)、船载雷达以及应急远程无线视频传输系统等。由于成本和应用方式所限制，目前在内河港航管理艇上主要安装的是GPS/GPRS(CDMA)终端，用于实现指挥中心统一对港航管理艇进行实时监控以及双向呼叫联系。但是GPS/GPRS(CDMA)终端却无法完成在港航管理艇现场在线办公、实时设备数据传输、视频远程监控等复杂的功能，港航管理艇的“信息化”水平较为薄弱。此外，由于目前在我国部分内河水域，相关管理部门都给运营船舶安装了RFID有源电子标签，作为水上日常执法和管理的交通工具，港航管理艇也需要一部具有能识别这些船载电子标签的信息化设备。

发明内容

本发明的目的在于克服目前港航管理艇现有船载信息化设备的各类不足，提出一种着眼港航管理艇现场在线办公、远程视频监控、港航管理艇状态实时监控、艇载设备数据实时传输等实际需求的船载网络接入智能设备，以实现“信息化”的港航管理艇。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种面向港航管理艇的船载网络接入智能设备，其特征在于，所述设备内部包括电源电路、控制器电路、3G功能模块电路、WiFi功能模块电路、GPS功能模块电路、RFID功能模块电路、数据存储单元和外部接口电路；所述控制器电路分别与所述其他的模块和电路相连；所述设备的外部设置有电源接口，以太网接口、数字I/O接口、RS232/RS485接口、VGA视频接口、3G天线、WiFi天线、GPS天线、RFID天线；所述外部接口分别与相对应的内部电路相连接。

进一步，所述电源电路分为常规电源和备用电源，所述备用电源为充电电池。

进一步，所述设备采用实时嵌入式Linux操作系统作为软件操作系统核心，采用Linux2.6稳定内核版本，集成外部设备驱动程序和相应的网络协议。

本发明的有益效果在于：在精简内核的基础上，用户程序采用容错性设计技术，实现船载网络接入智能设备全面的无人值守式操作模式，提高系统的可用性和稳定性。设备的使用实现了内河港航管理艇的网络智能接入、对船舶定位及身份自动识别的功能，提高了港航管理艇的“信息化”办公水平。

附图说明

图1为本发明所述的智能接入设备的结构框图。

图2为本发明所述的智能接入设备的外部接口示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明的设备内部硬件结构，其主要包括：电源电路、控制器电路、3G功能模块电路、WiFi功能模块电路、GPS功能模块电路、RFID功能模块电路、以及数据存储单元和外部接口电路等。电源电路由两个部分组成，一部分负责电压转换，将220V外接电源转换为适合各电路的工作电压，并确保电源稳定；另一部分为备用可充电电池，确保设备掉电时应急使用。控制器电路采用基于嵌入式X86平台作为硬件核心平台，各种外部设备通过系列标准接口接入到核心硬件上。四个功能模块，采用模块化的电路设计，即可以根据实际需求选配功能模块。其中3G功能模块负责设备与3G网络的链路连接与数据交换；WiFi功能模块负责在港航管理艇上建立无线局域网络，满足港航管理艇上在线办公和船载网络设备的与公网的数据交换的要求；GPS功能模块提供实时的定位信息，可以将采集到的定位信息通过3G模块实时传输到局端服务器，并在港航管理艇上通过电脑查询；RFID功能模块负责实时对附近水域的船舶实施有效身份识别，识别结果可以通过在线办公电脑显示或查询，这样加了大艇上办公执法力度，提供工作效率。数据存储单元采用移动硬盘式存储设备，负责用户储存数据，可根据管理部门实际需求选配。

如图2所示，本发明的设备外部接口，(1)为设备电源接口，支持220V交流点输入。(2)为两个以太网接口，即RJ45接口，用于满足船载电脑上网或其他网络设备的数据传输。(3)为数字I/O口，主要用于采集港航管理艇上传感器信号。(4)为外部RS232/RS485接口，主要用于管理艇上某些串口设备与本发明所述设备的数据交换。(5)为VGA视频接口，主要用于外接显示器其他显示设备。(6)为3G天线，(7)为WiFi天线，(8)为GPS天线，(9)为RFID天线。(10)为设备状态指示灯，红灯为电源指示灯，该灯亮是表示设备处于通电状态；绿灯为3G网络指示灯，当该灯常亮时表示3G模块供电正常但3G网络未能联通，当该灯不停闪烁时，表明3G模块正常工作；蓝灯为WiFi指示灯，当该灯常亮时表示WiFi模块供电正常但WiFi网络尚未建立，当该灯不停闪烁时，表明WiFi模块正常工作。(11)为设备散热孔。

本发明采用实时嵌入式Linux操作系统作为软件操作系统核心，采用Linux2.6稳定内核版本，集成外部设备驱动程序和相应的网络协议。在精简内核的基础上，用户程序采用容错性设计技术，实现船载网络接入智能设备全面的无人值守式操作模式，提高系统的可用性和稳定性。设备所有配置通过以太网接口(2)连接一台电脑进行配置。

本发明可以实现如下功能：

1)通过3G网络保持港航管理艇与局端服务平台的连接链路

船载网络接入本发明中的船载网络接入智能设备通过3G无线网络，接入局端服务平台所在的计算机网络(包括Internet/Intranet)，保持通信链路可靠、平稳、不掉线，数据通信带宽满足港航管理艇业务需求。

2)支持港航管理艇工作舱内的无线以太网接入

本发明中的船载网络接入智能设备支持港航管理艇工作舱的无线以太网接入，利用船载网络接入智能设备在港航管理艇构建无线以太网(WiFi)，支持现场办公作业的计算机(笔记本型计算机)接入无线以太网，同时也可以在等岸时与安装在船坞的无线以太网络接入点连接，直接联入到局端网络。

3)提供多种数据总线接口，支持多种类型的艇载设备

为了能够满足多种类型艇载设备的网络连接和数据传输，船载网络接入智能设备支持：以太网接口(RJ45)、RS232接口、RS485/RS422接口以及数字IO口接口等。另外船载网络接入智能设备还可以连接港航管理艇发动机等关键设备的监控数据总线，支持巡逻艇的状态信息采集功能。另外可以将硬盘录像机等网络设备连接在船载网络接入智能设备中，这样在3G网络或者WiFi网络与局端中心保持连接的时候，在局端就可以实时远程监控和查看录像历史记录。

4)支持数据存储功能，实现离线数据的备份功能

为了实现在网络数据离线状态下，重要的设备信息和数据能够保存并适应船舶形式颠簸状况，船载无线智能接入设备采用内置SD存储器的形式，将出勤工作中所有离线数据保存在存储设备中，当港航管理艇回到船坞的时候，通过船坞安装无线接入点直接将离线数据传输回局端服务平台。

5)内置GPS接收机，实现GPS远程监控功能

船载无线智能接入设备内置GPS接收机，这样可以完全实现现有的GPS/GPRS(CDMA)终端港航管理艇的远程监控功能。

6)内置2.45GHz有源RFID读写器，实现对船舶身份识别的功能。

船载无线智能接入设备内置RFID读写器，这样在已经安装船载电子标签的内河水域实行船舶身份认证管理，有效治理目前运营船舶中存在的控牌、套牌等不良行为。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种面向港航管理艇的船载网络接入智能设备，其特征在于，所述设备内部包括电源电路、控制器电路、3G功能模块电路、WiFi功能模块电路、GPS功能模块电路、RFID功能模块电路、数据存储单元和外部接口电路；所述控制器电路分别与所述其他的模块和电路相连；所述设备的外部设置有电源接口，以太网接口、数字I/O接口、RS232/RS485接口、VGA视频接口、3G天线、WiFi天线、GPS天线、RFID天线；所述外部接口分别与相对应的内部电路相连接。

2.如权利要求1所述的一种面向港航管理艇的船载网络接入智能设备，其特征在于，所述电源电路分为常规电源和备用电源，所述备用电源为充电电池。

3.如权利要求1所述的一种面向港航管理艇的船载网络接入智能设备，其特征在于，所述设备包括如下功能：

1)支持3G/3.5G无线接入功能，支持WIFI AP功能，实现WIFI和3G/3.5G公用网络的无缝连接；

2)支持4个10/100M以太网接口，支持PPPOE协议；

3)支持无线视频监控和动态图像传输；

4)上电即可进入数据传输状态，并且智能防掉线，设备支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线；

5)支持IPTABLES防火墙，包过滤功能；

6)支持多种协议，包括TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，FTP；

7)支持动态路由和静态路由，并支持DHCP功能；

8)支持RFID监控和GPS定位功能。

4.如权利要求1所述的一种面向港航管理艇的船载网络接入智能设备，其特征在于，所述设备采用实时嵌入式Linux操作系统作为软件操作系统核心，采用Linux2.6稳定内核版本，集成外部设备驱动程序和相应的网络协议。