CN105654781B - 一种基于雷达或ais数据智能警戒识别vhf语音告知装置 - Google Patents

Abstract

本发明主要提供了一种基于雷达或AIS数据智能警戒识别VHF语音告知装置，主要包括AIS短信告警回传装置和自动叫号式VHF语音广播警告装置，AIS短信告警回传装置主要包括监控计算机工作站、AIS设备，监控计算机工作站分别通过ABM语句控制模块和BBM语句控制模块控制AIS设备，AIS设备发送广播电文和安全广播电文，自动叫号式VHF语音广播警告装置主要包括上位机、电平转换集成模块、VHF电话开关、下位机以及数控VHF语音台，上位机通过电平转换集成模块连接单片机，单片机分别连接VHF电话开关、下位机，下位机连接数控VHF语音台，本发明原理简单，抗干扰性能强，能够快速识别入界船进行快闪抓拍，具有自动语音广播、光电警告、岸屏显示及渡运船队字幕广播功能。

Description

一种基于雷达或AIS数据智能警戒识别VHF语音告知装置

技术领域：

本发明 涉及船舶入界报警领域，尤其涉及一种基于雷达或 AIS数据智能警戒识别VHF语音告知装置。

背景技术：

船舶VHF无线电通信设备分为VHF、VHF DSC和双向VHF无线电话通信设备，VHF无线电台具有五大通信功能：港口引航业务、船舶动态业务通信；公众通信，在A1海区船舶能通过该海区的VHF海岸电台和陆上电话网用户进行通信；驾驶台对驾驶台通信，实现船舶操作、安全避让、船舶移动等通信；近距离搜救协调通信，搜救现场通信，海上VHF通信波段CH16信道是无线电话遇险和安全频率；VHF CH16信道值守，具有遇险报警、遇险收妥、遇险转发，紧急、安全、常规呼叫，打直拨电话在A1海区可以实现船经岸与陆上电话网用户的自动连接，自动值守功能。现有的海上VHF语音告知装置智能化程度低，警戒性低，抗干扰性能差，在自动语音广播、告警、屏显领域应用不足。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明 提供了一种原理简单，抗干扰性能强，能够快速识别入界船进行快闪抓拍，具有自动语音广播、光电警告、岸屏显示及渡运船队字幕广播功能的技术方案：

一种基于雷达或AIS数据智能警戒识别VHF语音告知装置，主要包括AIS短信告警回传装置和自动叫号式VHF语音广播警告装置，AIS 短信告警回传装置主要包括监控计算机工作站、AIS设备，监控计算机工作站分别通过ABM语句控制模块和BBM语句控制模块控制AIS设备，AIS设备发送广播电文和安全广播电文，自动叫号式VHF语音广播警告装置主要包括上位机、电平转换集成模块、VHF电话开关、下位机以及数控VHF语音台，上位机通过RS-232、RS-422或RS-485总线标准接口连接电平转换集成模块，电平转换集成模块连接单片机，单片机分别连接VHF电话开关、下位机，下位机连接数控VHF语音台。

作为优选，电平转换集成模块采用MAX232集成芯片，集成芯片 C1+端与C1-端连接电容A，集成芯片C2+端与C2-端连接电容B，集成芯片V+端通过电容C连接VCC端，集成芯片V-端连接GND端，集成芯片VCC端与GND端之间还接入电容D，集成芯片还设有R1IN端、 R1OUT端、T1OUT端、T1IN端。

作为优选，单片机采用的型号为STC12C5A60S2，单片机XTAL2 端与XTAL1端之间接入电容F、电容G、晶振，单片机VCC端与GND 端之间并联接入电容H、电容I，单片机P4.7/RST端通过电阻A接地。

作为优选，VHF电话开关主要包括天线接口、接收带通滤波器、吸收谐振腔、发射带通滤波器，吸收谐振腔设置于天线接口处，吸收谐振腔还设置在接收带通滤波器与发射带通滤波器之间。

作为优选，下位机主要采用集成驱动电路，集成驱动电路包括继电器开关A、继电器开关B、光耦开关A、光耦开关B，光耦开关A输入端连接电阻B，输出端一端连接继电器开关A电源端，另一端连接三极管A基极，三极管A基极集电极连接继电器开关A输入端，二极管A并联在继电器开关A两端，光耦开关B输入端连接电阻C，输出端一端连接继电器开关B电源端，另一端连接三极管B基极，三极管 B基极集电极连接继电器开关B输入端，二极管B并联在继电器开关 B两端。

作为优选，数控VHF语音台主要包括CPU、数字电台，CPU通过比较器A、比较器B、比较器C分别连接光耦A、光耦B、光耦3C，光耦A、光耦B连接MAX232集成芯片，MAX232集成芯片通过RS232 串口连接数字电台，光耦C连接数字电台。

本发明 的有益效果在于：

(1)本发明 原理简单、操作方便，能够快速识别入界船进行快闪抓拍，具有自动语音广播、光电警告、岸屏显示及渡运船队字幕广播功能。

(2)本发明 采用的下位机采用集成驱动电路，其抗干扰性能强、性能优越，使继电器开关动作更可靠，能有效防范浪涌对控制部件的损坏。

附图说明：

图1为本发明 的AIS短信告警回传装置连接图；

图2为本发明 的自动叫号式VHF语音广播警告装置整体结构图；

图3为本发明 的电平转换集成模块电路图；

图4为本发明 的单片机连接原理图；

图5为本发明 的VHF电话开关原理框图；

图6为本发明 的集成驱动模块原理图；

图7为本发明 的数控VHF语音台数控框图。

具体实施方式：

为使本发明 的发明 目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

如图1-2所示，一种基于雷达或AIS数据智能警戒识别VHF语音告知装置，主要包括AIS短信告警回传装置1和自动叫号式VHF语音广播警告装置2，AIS短信告警回传装置1主要包括监控计算机工作站3、AIS设备4，监控计算机工作站3分别通过ABM语句控制模块 31和BBM语句控制模块32控制AIS设备4，监控计算机工作站3通过ABM语句控制AIS设备单元发送电文，它向外部提供一个使用AIS 交换数据的方法，AIS接收到这个语句后，就在VHF数据链路上启动电文的无线电广播，AIS设备4发送广播电文41和安全广播电文42，自动叫号式VHF语音广播警告装置2主要包括上位机5、电平转换集成模块6、VHF电话开关7、下位机8以及数控VHF语音台9，上位机5 通过RS-232、RS-422或RS-485总线标准接口连接电平转换集成模块 6，电平转换集成模块6连接单片机10，单片机10分别连接VHF电话开关7、下位机8，下位机8连接数控VHF语音台9，上位机5和单片机10的串行通信可以采用RS-232、RS-422或RS-485总线标准接口。从硬件上讲，上位机5的串行口是RS232电平的，而单片机10 的串口是TTL电平的。因此，要实现单片机10与上位机5之间的串行通信，必须通过电路实现TTL电平和232电平的转换。常用的电平转换集成电路是MAX232。

如图3-4所示，电平转换集成模块6采用MAX232集成芯片61，集成芯片61 C1+端与C1-端连接电容A 1a，集成芯片61 C2+端与C2- 端连接电容B 2a，集成芯片61 V+端通过电容C 3a连接VCC端，集成芯片61 V-端连接GND端，集成芯片61 VCC端与GND端之间还接入电容D 4a，集成芯片61还设有R1IN端、R1OUT端、T1OUT端、T1IN 端，单片机10采用的型号为STC12C5A60S2，单片机10XTAL2端与 XTAL1端之间接入电容F 6a、电容G 7a、晶振101，单片机10 VCC 端与GND端之间并联接入电容H 8a、电容I 9a，单片机10 P4.7/RST 端通过电阻A1b接地。STC12C5A60S2单片机片内集成了8通道10 位高速模数转换器，并且，具有较多的通用I/O和片上外设(定时器、 UART等)。在本发明 中，可选用STC12C5A60S2作为系统的检测与控制中心，由于STC12C5A60S2单片机资源比较丰富，可以在不用外扩资源的情况下嵌入uC/OS-II操作系统。嵌入操作系统的好处是可以大大简化程序的设计，要实现上位机监控软件的设计，需要掌握目前流行的基于Windows操作系统的软件设计。可以选择较容易上手的Visual C#或VB开发环境，进行监控软件的设计，对下位机的控制指令输出模块集成于AIS数据采集、解读与入界判断中，若入界条件成立，向下位机以串行方式输出开关指令。

如图5所示，VHF电话开关7主要包括天线接口71、接收带通滤波器72、吸收谐振腔73、发射带通滤波器74，吸收谐振腔73设置于天线接口71处，吸收谐振腔73还设置在接收带通滤波器72与发射带通滤波器74之间，单片机10 I/O引脚本身的驱动能力有限，因此，一般情况下，不能使用单片机的I/O引脚直接控制继电器。在常见的控制系统中，往往利用单片机I/O引脚加上驱动电路驱动小功率继电器，这个小功率继电器作为中间继电器，再用中间继电器驱动控制大功率继电器。使用中间继电器控制大功率继电器的方法，使开关动作更可靠，电路间的隔离有效防范浪涌对控制部件的损坏。连接单片机I/O引脚和中间继电器的驱动电路，可以使用现成的集成驱动电路，如ULN2803，也可以利用分离元件自行设计。为了提高系统的抗干扰能力，在单片机的I/O引脚和中间继电器之间采用光电隔离技术，如图6所示，下位机8主要采用集成驱动电路，集成驱动电路包括继电器开关A 1d、继电器开关B2d、光耦开关A 1c、光耦开关B 2c，光耦开关A 1c输入端连接电阻B 2b，输出端一端连接继电器开关A 1d 电源端，另一端连接三极管A 1e基极，三极管A 1e基极集电极连接继电器开关A 1d输入端，二极管A 1h并联在继电器开关A 1d两端，光耦开关B 2c输入端连接电阻C3b，输出端一端连接继电器开关B 2d 电源端，另一端连接三极管B 2e基极，三极管B 2e基极集电极连接继电器开关B 2d输入端，二极管B 2h并联在继电器开关B 2d两端。

如图7所示，数控VHF语音台9主要包括CPU 91、数字电台92， CPU91通过比较器A1f、比较器B 2f、比较器C 3f分别连接光耦A 1g、光耦B 2g、光耦C 3g，光耦A 1g、光耦B 2g连接MAX232集成芯片 61a，集成芯片61a通过RS232串口连接数字电台92，光耦C 3g连接数字电台92。在VHF语音台呼话麦克风处由PC运用朗读软件在入界船识别后，VHF电话开关7“按下”，同时上位机以叫号方式语音广播船名及识别号及相关模板警告语音，如：“船名：XXX，MMSI： YYYYYYYYY，你已进入渡运区，请渡运船队及来往船保持警戒。”扬声器播出的语音通过话台实现自动广播。

本发明 原理简单、操作方便，能够快速识别入界船进行快闪抓拍，具有自动语音广播、光电警告、岸屏显示及渡运船队字幕广播功能，同时采用的下位机采用集成驱动电路，其抗干扰性能强、性能优越，使继电器开关动作更可靠，能有效防范浪涌对控制部件的损坏。

上述实施例只是本发明 的较佳实施例，并不是对本发明 技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于雷达或AIS数据智能警戒识别VHF语音告知装置，其特征在于：主要包括AIS短信告警回传装置(1)和自动叫号式VHF语音广播警告装置(2)，所述AIS短信告警回传装置(1)主要包括监控计算机工作站(3)、AIS设备(4)，所述监控计算机工作站(3)分别通过ABM语句控制模块(31)和BBM语句控制模块(32)控制所述AIS设备(4)，所述AIS设备(4)发送广播电文(41)和安全广播电文(42)，所述自动叫号式VHF语音广播警告装置(2)主要包括上位机(5)、电平转换集成模块(6)、VHF电话开关(7)、下位机(8)以及数控VHF语音台(9)，所述上位机(5)通过RS-232、RS-422或RS-485总线标准接口连接所述电平转换集成模块(6)，所述电平转换集成模块(6)连接单片机(10)，所述单片机(10)分别连接所述VHF电话开关(7)、所述下位机(8)，所述下位机(8)连接所述数控VHF语音台(9)，所述下位机(8)主要采用集成驱动电路，所述集成驱动电路包括继电器开关A(1d)、继电器开关B(2d)、光耦开关A(1c)、光耦开关B(2c)，光耦开关A(1c)输入端连接电阻B(2b)，输出端一端连接继电器开关A(1d)电源端，另一端连接三极管A(1e)基极，三极管A(1e)基极集电极连接继电器开关A(1d)输入端，二极管A(1h)并联在继电器开关A(1d)两端，光耦开关B(2c)输入端连接电阻C(3b)，输出端一端连接继电器开关B(2d)电源端，另一端连接三极管B(2e)基极，三极管B(2e)基极集电极连接继电器开关B(2d)输入端，二极管B(2h)并联在继电器开关B(2d)两端，所述数控VHF语音台(9)主要包括CPU(91)、数字电台(92)，CPU(91)通过比较器A(1f)、比较器B(2f)、比较器C(3f)分别连接光耦A(1g)、光耦B(2g)、光耦C(3g)，光耦A(1g)、光耦B(2g)连接MAX232集成芯片(61a)，集成芯片(61a)通过RS232串口连接数字电台(92)，光耦C(3g)连接数字电台(92)。

2.根据权利要求1所述的一种基于雷达或AIS数据智能警戒识别VHF语音告知装置，其特征在于：所述电平转换集成模块(6)采用MAX232集成芯片(61)，集成芯片(61)C1+端与C1-端连接电容A(1a)，集成芯片(61)C2+端与C2端连接电容B(2a)，集成芯片(61)V+端通过电容C(3a)连接VCC端，集成芯片(61)V-端连接GND端，集成芯片(61)VCC端与GND端之间还接入电容D(4a)，集成芯片(61)还设有R1IN端、R1OUT端、T1OUT端、T1IN端。

3.根据权利要求1所述的一种基于雷达或AIS数据智能警戒识别VHF语音告知装置，其特征在于：所述单片机(10)采用的型号为STC12C5A60S2，所述单片机(10)XTAL2端与XTAL1端之间接入电容F(6a)、电容G(7a)、晶振(101)，单片机(10)VCC端与GND端之间并联接入电容H(8a)、电容I(9a)，单片机(10)P4.7/RST端通过电阻A(1b)接地。

4.根据权利要求1所述的一种基于雷达或AIS数据智能警戒识别VHF语音告知装置，其特征在于：所述VHF电话开关(7)主要包括天线接口(71)、接收带通滤波器(72)、吸收谐振腔(73)、发射带通滤波器(74)，所述吸收谐振腔(73)设置于所述天线接口(71)处，所述吸收谐振腔(73)还设置在所述接收带通滤波器(72)与所述发射带通滤波器(74)之间。