CN104360361A - 一种用于个人搜救的ais控制系统及控制方法 - Google Patents

一种用于个人搜救的ais控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于个人搜救的AIS控制系统及控制方法，该方法如下：核心处理单元对全球卫星导航单元、AIS发射机及电源单元进行自检；核心处理单元开启全球卫星导航单元，获取时间信息，经、纬度位置信息；核心处理单元进行通信周期T的设置；核心处理单元关闭全球卫星导航单元、开启AIS发射机，并控制AIS发射机通过VHF天线发射第一AIS消息；核心处理单元开启AIS发射机，并控制AIS发射机发射第二AIS消息；核心处理单元判断通信周期T是否结束，未结束时，AIS发射机，并控制AIS发射机发射第二AIS消息；结束时，重新对AIS控制系统进行自检。本发明极大的节省能源消耗，便于个人携带AIS控制系统设备进行工作，将AIS控制系统从船只使用、机载使用扩展至个人使用。

Description

一种用于个人搜救的AIS控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及水上搜救定位、通信导航领域，具体涉及一种用于个人搜救的AIS控制系统及控制方法。 
背景技术
自动识别系统（Auto Identification system，简称AIS）是一种甚高频（very high frequency，简称VHF）水上频段的船载广播式应答器，能自动以一定的时间间隔发出船舶的信息，主要有CLASS A类和CLASS B类设备。通常AIS包含一个发射通道、两个接收通道、一个全球导航卫星（Global Navigation Satellite System，简称 GNSS）接收模块，其通过GNSS模块获取时间、位置信息，在接收通道监听信道，并在发射通道广播位置识别信息。AIS设备间采用SOTDMA组网，实现相互间的无冲突交互数据。
目前AIS的通信规范主要有《通用船载自动识别系统（AIS）性能标准》和《在VHF海上移动通信上使用时分多址的通用船舶自动识别系统(AIS)的技术特性》。前者规定的通用AIS应具备的性能、功能如下：
a. 用于船舶逼碰；
b. 或其船舶及货物信息；
c. 作为VTS工具；
d. 自主向船舶和主管当局提供船舶信息；
e. 可工作于自主连续模式、设定模式、查询模式或受控模式；
后者规定了AIS在VHF海上移动频率上使用SOTDMA的技术特性，包括：如何进行TDMA同步、如何进行时隙划分、如何进行时隙接入等内容。
按照上述规定，船载AIS设备应通过接收其他AIS设备数据及GNSS模块数据，在取得网络时间同步后，在规定或约定的时隙广播自身数据。
鉴于AIS在船舶上的广泛装备，将AIS应用到个人搜救是一种趋势。但上述规范要求的船用AIS设备具备发射机及双通道接收机，该通信控制流程复杂，未考虑到AIS设备用于个人携带时的电量受限的状态。如果按照上述规范的要求设计个人AIS设备的通信控制流程，耗电量将非常大，导致设备工作时间很短、或者需要携带巨大体积的电池，影响了设备的实用价值。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于个人搜救的AIS方法，通过设置全球卫星导航天线、全球卫星导航单元、核心处理单元、AIS发射机、VHF天线及电源单元；并且通过核心处理单元设置上述各个模块的工作时间、休眠时间，实现分时工作，能够降低该用于个人搜救的AIS控制系统的平均功耗。解决了在搜救过程中个人携带AIS设备不能长时间持续工作的问题，提高了AIS控制系统的实用性，延长了该系统的使用寿命。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于个人搜救的AIS控制系统，其特点是，该系统包含：
全球卫星导航天线，
全球卫星导航单元，与所述全球卫星导航天线连接；
核心处理单元，与所述全球卫星导航单元连接；
AIS发射机，与所述核心处理单元连接；所述AIS发射机设有AIS第一频道、AIS第二频道；
VHF天线，与所述AIS发射机连接；
电源单元，分别与所述全球卫星导航单元、核心处理单元及AIS发射机连接。
一种用于个人搜救的AIS控制方法，其特点是，该方法包含如下步骤：
S1，核心处理单元对全球卫星导航单元、AIS发射机及电源单元进行自检；
S2，所述核心处理单元开启所述全球卫星导航单元，该全球卫星导航单元获取时间信息、经度位置信息、纬度位置信息；该核心处理单元进行通信周期T的时间设置，并关闭所述全球卫星导航单元；
S3，所述核心处理单元开启所述AIS发射机，并控制该AIS发射机通过VHF天线发射第一AIS消息；所述核心处理单元关闭所述AIS发射机；
S4，所述核心处理单元开启所述AIS发射机，并控制该AIS发射机发射第二AIS消息，所述核心处理单元关闭所述AIS发射机；
S5，所述核心处理单元判断所述通信周期T是否结束，未结束时，跳转至所述步骤S4；结束时，跳转至所述步骤S2。
优选地，所述步骤S2包含如下步骤：
S2.1，所述全球卫星导航单元通过全球卫星导航天线获取所述AIS控制系统的本地时间信息、本地经度位置信息及本地纬度位置信息；
S2.2，所述核心处理单元设定所述通信周期T，并对每次发射第一AIS消息、第二AIS消息进行时间设定。
S2.3，所述核心处理单元关闭所述全球卫星导航单元。
优选地，所述步骤S2.2包含如下步骤：
S2.2.1，所述核心处理单元分别设定所述AIS发射机在AIS第一频道发射第一AIS消息的时间t1、所述AIS发射机在AIS第二频道发射第一AIS消息的时间t2；
S2.2.2，所述核心处理单元分别设定所述AIS发射机在AIS第一频道发射第二AIS消息的时间t3、所述AIS发射机在AIS第二频道发射第二AIS消息的时间t4。
优选地，所述步骤S3包含如下步骤：
S3.1，当到达设定的所述AIS发射机在AIS第一频道发射第一AIS消息的时间t1，所述核心处理单元开启所述 AIS发射机，并控制该 AIS发射机将第一AIS消息进行封装，并将封装后的第一AIS消息通过AIS第一频道、VHF天线进行发射；发射完毕后，所述核心处理单元关闭该AIS发射机；
S3.2，当到达设定的所述AIS发射机在AIS第二频道发射第一AIS消息的时间t2，所述核心处理单元开启所述 AIS发射机、并控制该将AIS发射机第一AIS消息进行封装，并将封装后的第一AIS消息通过AIS第二频道、VHF天线进行发射；发射完毕后，所述核心处理单元关闭该AIS发射机。
优选地，所述步骤S4包含如下步骤：
S4.1，当到达设定的所述AIS发射机在AIS第一频道发射第二AIS消息的时间t3，所述核心处理单元开启所述 AIS发射机、并控制该 AIS发射机将第二AIS消息进行封装，并将封装后的第二AIS消息通过AIS第一频道、VHF天线进行发射；发射完毕后，所述核心处理单元关闭该AIS发射机；
S4.2，当到达设定的所述AIS发射机在AIS第二频道发射第二AIS消息的时间t4，所述核心处理单元开启所述 AIS发射机、并控制该AIS发射机将第二AIS消息进行封装，并将封装后的第二AIS消息通过AIS第二频道、VHF天线进行发射；发射完毕后，所述核心处理单元关闭该AIS发射机。
优选地，所述步骤S6包含如下步骤：
S5.1，当所述核心处理单元判断没有到达所述通信周期T时，跳转至所述步骤S4；
S5.2，当所述核心处理单元判断到达所述通信周期T时，根据用户设定，当需要发送下一次第一AIS消息时，跳转至步骤S2；当无需发送下一次第一AIS消息时，结束。
优选地，根据用户需求，在任何情况下可以控制电源单元关闭核心处理单元、AIS发射机及全球卫星导航单元。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明提供的一种用于个人搜救的AIS控制系统及控制方法，能够极大的节省了能源消耗，便于个人携带该AIS控制系统设备进行工作，能够有效地将该AIS控制系统从船只使用、机载使用扩展至个人使用。
附图说明
图1为本发明一种用于个人搜救的AIS控制系统的整体结构示意图。
图2为本发明一种用于个人搜救的AIS控制方法的整体流程图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种用于个人搜救的AIS控制系统，该系统包含：全球卫星导航天线10、全球卫星导航单元20、核心处理单元30、AIS发射机40、VHF天线50及电源单元60。全球卫星导航单元20与全球卫星导航天线10连接；VHF天线50与AIS发射机40连接；核心处理单元30分别与全球卫星导航单元20、AIS发射机40连接；电源单元60分别与全球卫星导航单元20、核心处理单元30及AIS发射机40连接。其中，AIS发射机40设有AIS第一频道、AIS第二频道。
本实施例中，核心处理单元30采用单片机制成。电源单元60用于给全球卫星导航单元20、核心处理单元30及AIS发射机40供电。全球卫星导航天线10用于接收GNSS信号、VHF天线50用于发射AIS发射机40的VHF信号。
如图2所示，一种用于个人搜救的AIS控制方法，该方法包含如下步骤：
S1，核心处理单元30对全球卫星导航单元20、AIS发射机40及电源单元60进行自检。
本实施例中，当AIS控制系统开机后，核心处理单元30检测全球卫星导航单元20是否工作正常、AIS发射机40是否工作正常、电源单元60的电量是否低于警戒线；如果发现全球卫星导航单元20或AIS发射机40不能正常工作或电源单元60的电量低于警戒线，则通过提示灯闪烁或蜂鸣器鸣叫提示故障发生。
S2，核心处理单元30开启全球卫星导航单元20，该全球卫星导航单元20获取时间信息、经度位置信息、纬度位置信息；该核心处理单元30进行通信周期T的时间设置。该步骤S2包含如下步骤：
S2.1，全球卫星导航单元20通过全球卫星导航天线10获取AIS控制系统的本地时间信息、本地经度位置信息及本地纬度位置信息。
S2.2，核心处理单元30设定通信周期T，并对每次发射第一AIS消息、第二AIS消息进行时间设定。该步骤S2.2包含如下步骤：
S2.2.1，核心处理单元30分别设定AIS发射机40在AIS第一频道发射第一AIS消息的时间t1、AIS发射机40在AIS第二频道发射第一AIS消息的时间t2。
S2.2.2，核心处理单元30分别设定AIS发射机40在AIS第一频道发射第二AIS消息的时间t3、AIS发射机40在AIS第二频道发射第二AIS消息的时间t4。
本实施例中，核心处理单元30分别对发射第一AIS消息、第二AIS消息进行时间设定，同时进行系统定时，并规划发射第一AIS消息、第二AIS消息在通信周期T中每次发射时间。
S2.3，核心处理单元30关闭所述全球卫星导航单元20。
S3，核心处理单元30关闭全球卫星导航单元20、开启AIS发射机40，并控制该AIS发射机40通过VHF天线50发射第一AIS消息，随后核心处理单元30关闭所述AIS发射机40。该步骤S3包含如下步骤：
本实施例中，关闭全球卫星导航单元20，使其处于节点工作模式。
S3.1，当到达设定的AIS发射机40在AIS第一频道发射第一AIS消息的时间t1，核心处理单元30开启AIS发射机40，并控制该 AIS发射机40将第一AIS消息进行封装，并将封装后的第一AIS消息通过AIS第一频道由VHF天线50进行发射；发射完毕后，核心处理单元30关闭该AIS发射机40。
本实施例中，AIS发射机40在AIS第一频道发射第一AIS消息，也即AIS发射机40在AIS第一频道上广播第一AIS消息。
S3.2，当到达设定的AIS发射机40在AIS第二频道发射第一AIS消息的时间t2，核心处理单元30开启 AIS发射机40、并控制该将AIS发射机40第一AIS消息进行封装，并将封装后的第一AIS消息通过AIS第二频道由VHF天线50进行发射；发射完毕后，核心处理单元30关闭该AIS发射机40。
本实施例中，AIS发射机40在AIS第二频道发射第一AIS消息，也即AIS发射机40在AIS第二频道上广播第一AIS消息。
S4，核心处理单元30开启AIS发射机40，并控制该AIS发射机40发射第二AIS消息，随后核心处理单元30关闭所述AIS发射机40。该步骤S5包含如下步骤：
S4.1，当到达设定的AIS发射机40在AIS第一频道发射第二AIS消息的时间t3，核心处理单元30开启 AIS发射机40、并控制该 AIS发射机40将第二AIS消息进行封装，并将封装后的第二AIS消息通过AIS第一频道由VHF天线50进行发射；发射完毕后，核心处理单元30关闭该AIS发射机40。
本实施例中，核心处理单元30具有计时定时功能，能够计算并判断是否到达了设定时间t3、t4；当到达后，控制AIS发射机40发射第二AIS消息。
S4.2，当到达设定的AIS发射机40在AIS第二频道发射第二AIS消息的时间t4，核心处理单元30开启 AIS发射机40、并控制该AIS发射机40将第二AIS消息进行封装，并将封装后的第二AIS消息通过AIS第二频道由VHF天线50进行发射；发射完毕后，核心处理单元30关闭该AIS发射机40。
S5，核心处理单元30判断通信周期T是否结束，未结束时，跳转至步骤S4；结束时，跳转至步骤S2。该步骤S5包含如下步骤：
S5.1，当核心处理单元30判断没有到达通信周期T时，跳转至步骤S5。
S5.2，当核心处理单元30判断到达通信周期T时，根据用户设定，当需要发送下一次第一AIS消息时，跳转至步骤S2；当无需发送下一次第一AIS消息时，结束。
根据用户需求，在任何情况下可以控制电源单元60关闭核心处理单元30、AIS发射机40及全球卫星导航单元20。
本发明通过核心处理单元30分时段控制全球卫星导航单元20、AIS发射机40的开启与关闭，能够有效的降低电池单元60电量的消耗，延长AIS控制系统的工作时间，便于个人携带该AIS控制系统设备进行工作。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。。 

Claims (9)

1.一种用于个人搜救的AIS控制系统，其特征在于，该系统包含：
全球卫星导航天线（10），
全球卫星导航单元（20），与所述全球卫星导航天线（10）连接；
核心处理单元（30），与所述全球卫星导航单元（20）连接；
AIS发射机（40），与所述核心处理单元（30）连接；
   所述AIS发射机（40）设有AIS第一频道、AIS第二频道；
VHF天线（50），与所述AIS发射机（40）连接。
2.如权利要求1所述的用于个人搜救的AIS控制系统，其特征在于，该系统还包含：
电源单元（60），分别与所述全球卫星导航单元（20）、核心处理单元（30）及AIS发射机（40）连接。
3.一种用于个人搜救的AIS控制方法，其特征在于，该方法包含如下步骤：
S1，核心处理单元（30）对全球卫星导航单元（20）、AIS发射机（40）及电源单元（60）进行自检；
S2，所述核心处理单元（30）开启所述全球卫星导航单元（20），该全球卫星导航单元（20）获取时间信息、经度位置信息、纬度位置信息；该核心处理单元（30）进行通信周期T的时间设置，并关闭所述全球卫星导航单元（20）；
S3，所述核心处理单元（30）开启所述AIS发射机（40），并控制该AIS发射机（40）通过VHF天线（50）发射第一AIS消息，随即所述核心处理单元（30）关闭所述AIS发射机（40）；
S4，所述核心处理单元（30）开启所述AIS发射机（40），并控制该AIS发射机（40）发射第二AIS消息，随即所述核心处理单元（30）关闭所述AIS发射机（40）；
S5，所述核心处理单元（30）判断所述通信周期T是否结束，未结束时，跳转至所述步骤S4；结束时，根据用户需求判断是否跳转至所述步骤S2。
4.如权利要求2所述的用于个人搜救的AIS控制方法，其特征在于，所述步骤S2包含如下步骤：
S2.1，所述全球卫星导航单元（20）通过全球卫星导航天线（10）获取所述AIS控制系统的本地时间信息、本地经度位置信息及本地纬度位置信息；
S2.2，所述核心处理单元（30）设定所述通信周期T，并对每次发射第一AIS消息、第二AIS消息进行时间设定；
S2.3，所述核心处理单元（30）关闭所述全球卫星导航单元（20）。
5.如权利要求3所述的用于个人搜救的AIS控制方法，其特征在于，所述步骤S2.2包含如下步骤：
S2.2.1，所述核心处理单元（30）分别设定所述AIS发射机（40）在AIS第一频道发射第一AIS消息的时间t1、所述AIS发射机（40）在AIS第二频道发射第一AIS消息的时间t2；
S2.2.2，所述核心处理单元（30）分别设定所述AIS发射机（40）在AIS第一频道发射第二AIS消息的时间t3、所述AIS发射机（40）在AIS第二频道发射第二AIS消息的时间t4。
6.如权利要求4所述的用于个人搜救的AIS控制方法，其特征在于，所述步骤S3包含如下步骤：
S3.1，当到达设定的所述AIS发射机（40）在AIS第一频道发射第一AIS消息的时间t1，所述核心处理单元（30）开启所述 AIS发射机（40），并控制该 AIS发射机（40）将第一AIS消息进行封装，并将封装后的第一AIS消息通过AIS第一频道由VHF天线（50）进行发射；发射完毕后，所述核心处理单元（30）关闭该AIS发射机（40）；
S3.2，当到达设定的所述AIS发射机（40）在AIS第二频道发射第一AIS消息的时间t2，所述核心处理单元（30）开启所述 AIS发射机（40）、并控制该AIS发射机（40）将第一AIS消息进行封装，并将封装后的第一AIS消息通过AIS第二频道由VHF天线（50）进行发射；发射完毕后，所述核心处理单元（30）关闭该AIS发射机（40）。
7.如权利要求4所述的用于个人搜救的AIS控制方法，其特征在于，所述步骤S4包含如下步骤：
S4.1，当到达设定的所述AIS发射机（40）在AIS第一频道发射第二AIS消息的时间t3，所述核心处理单元（30）开启所述 AIS发射机（40）、并控制该 AIS发射机（40）将第二AIS消息进行封装，并将封装后的第二AIS消息通过AIS第一频道由VHF天线（50）进行发射；发射完毕后，所述核心处理单元（30）关闭该AIS发射机（40）；
S4.2，当到达设定的所述AIS发射机（40）在AIS第二频道发射第二AIS消息的时间t4，所述核心处理单元（30）开启所述 AIS发射机（40）、并控制该AIS发射机（40）将第二AIS消息进行封装，并将封装后的第二AIS消息通过AIS第二频道由VHF天线（50）进行发射；发射完毕后，所述核心处理单元（30）关闭该AIS发射机（40）。
8.如权利要求2所述的用于个人搜救的AIS控制方法，其特征在于，所述步骤S5包含如下步骤：
S5.1，当所述核心处理单元（30）判断没有到达所述通信周期T时，跳转至所述步骤S4；
S5.2，当所述核心处理单元（30）判断到达所述通信周期T时，根据用户设定，当需要发送下一次第一AIS消息时，跳转至步骤S2；当无需发送下一次第一AIS消息时，结束。
9.如权利要求2所述的用于个人搜救的AIS控制方法，其特征在于，根据用户需求控制所述电源单元（60）关闭所述核心处理单元（30）、AIS发射机（40）及全球卫星导航单元（20）。
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