CN106680808A - 一种具有远程监控报警功能的船舶导航雷达 - Google Patents
一种具有远程监控报警功能的船舶导航雷达 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种具有远程监控报警的船舶导航雷达，该系统包括导航雷达主机、导航雷达显控终端、供电模块、远程报警发射模块和雷达天线，导航雷达主机包括发射机模块、接收机模块、FPGA控制模块和微波组件，导航雷达主机与导航雷达显控终端相连，导航雷达显控终端与远程报警发射模块相连，供电模块分别为导航雷达主机和导航雷达显控终端、发射机模块和接收机模块供电，FPGA控制模块作为雷达收发机接受命令和发回雷达视频信息的模块分别与发射机模块、接收机模块相连，发射机模块、接收机模块分别与微波组件相连，微波组件与雷达天线相连。本发明采用先进的GPRS远程通信技术实现远程实时监测反馈，减少人员成本的投入、为客户在短时间内解决问题。
Description
技术领域
本发明属于船舶导航雷达领域，具体涉及一种具有远程监控报警的船舶导航雷达。
背景技术
导航雷达是船舶的核心导航设备，随着造船业的发展，船舶导航雷达面临的航行环境越来越复杂，面对的威胁也越来越多，雷达在船舶行业很重要，可以用来当做船的眼睛一样，如果雷达故障，大型船舶是不敢出海航行作业的，高附加值船舶对导航雷达的依赖性越来越高，这就对船舶导航雷达的正常运行提出来更高的要求，只有及时的发现雷达故障，确保雷达运作的可靠性和安全性，这也是雷达保障的必然发展趋势。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有远程监控报警的船舶导航雷达系统及其故障检测方法，采用先进的GPRS远程通信技术实现远程实时监测反馈，利用最短的时间来修复雷达故障，可以减少人员成本的投入、为客户在很短的时间内解决问题 ，把损失减少到最少，提供强有力的支撑。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有远程监控报警的船舶导航雷达，该系统包括导航雷达主机、导航雷达显控终端、供电模块、远程报警发射模块和雷达天线，所述导航雷达主机包括发射机模块、接收机模块、FPGA控制模块和微波组件，所述导航雷达主机与导航雷达显控终端相连，所述导航雷达显控终端与远程报警发射模块相连，所述供电模块分别为导航雷达主机和导航雷达显控终端、发射机模块和接收机模块供电，所述FPGA控制模块作为雷达收发机接受命令和发回雷达视频信息的模块分别与发射机模块、接收机模块相连，所述发射机模块、接收机模块分别与微波组件相连，所述微波组件与雷达天线相连。
该导航雷达系统的工作流程为：
当雷达正常工作时，导航雷达显控终端通过以太网把雷达控制命令发送给FPGA控制模块，FPGA控制模块收到命令后，控制发射机模块处于受控状态，所述FPGA控制模块给发射机模块发送触发脉冲，通过发射机模块产生一个功率射频脉冲，所述射频脉冲通过微波组件进入雷达天线，所述雷达天线把发射机模块发射出来的射频脉冲的能量聚集成微波波束朝一个方向发射出去；
同时，雷达天线接受从能量发射方向的物标反射的回波，所述回波再经过微波组件送入接收机模块，接收机模块把接收到微波组件前端的回波信号先通过变频，变成中频回波信号，然后再经放大、检波、对数放大，变成视频信号送到FPGA控制模块，FPGA控制模块通过AD芯片把模拟视频转换为数字信号，然后通过以太网把数据发送到导航雷达显控终端。
具有远程监控报警的船舶导航雷达系统的故障检测方法为：
当雷达发生故障时，导航雷达显控终端开始执行雷达故障检测，检测内容包括对雷达软件检查、雷达硬件检查、系统故障自我修复和故障信息报警功能的检测，在该雷达系统实际工作中，导航雷达显控终端接收FPGA模块发回的状态信息，并根据雷达报警信息进行分析、归类，把雷达故障信息通过远程报警发射模块发送到雷达监控中心，雷达监控中心通过故障判断来进行人员调度。
导航雷达显控终端接收FPGA模块发回的状态信息对雷达内部的发射机、接收机的故障状态进行监控，其监控流程为：系统初始化，FPGA接收上位机发送的控制命令，雷达开始正常工作，雷达正常工作，同时FPGA对雷达发射机、雷达接收机模块进行实时监控，发射机电压为u1，接收机的电压为v1，当u1、 v1同时小于1v时说明接收机发射机同时故障，雷达显控终端把故障信息发送到远程报警模块，远程报警模块把信息发送到雷达监控中心，提示船雷达发射机、接收机故障；当雷达发射故障时，FPGA通过AD采集发射机反馈电压u1小于1v时，而接收机的反馈电压v1正常，通过网络通信传输给雷达显控终端提示船舶雷达发射机故障，雷达显控终端把故障信息发送到远程报警模块，远程报警模块把信息发送到雷达监控中心，提示船舶雷达发射机故障；当雷达发射故障时，FPGA通过AD采集接收机反馈电压v1小于1v时，而发射机的反馈电压u1正常，通过网络通信传输给雷达显控终端提示雷达接收机故障，雷达显控终端把故障信息发送到远程报警模块，远程报警模块把信息发送到雷达监控中心，提示船舶雷达接收机故障。
所述远程报警发射模块通过USB通信接入导航雷达显控终端，并将报警信息和故障雷达位置信息传送到用户端。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：①本发明系统高度集成，通过远程报警功能大缩短了从雷达故障出现到故障解决的时间，预警机制、高效保障、网络化，以及后期故障分析全程监控，数据共享，而且避免了因为调试人员提前没有充分了解故障原因而造成的时间、交通成本，把损失减少到最少；②通过该发明很大程度上方便了雷达业务管理和雷达设备保障，方便雷达工作人员及时发现和处理雷达故障，特别是针对交通不便、人手不足的偏远、海岛、港口，优势更为明显，能及时发现设备故障、雷达工作异常等情况，保障雷达正常运作，能更好体现其实用性，利用该平台不但能在雷达故障出现时及时有效地发现，并同步通过短信，发送到相关业务部门，确保雷达维修人员更为及时的解决雷达故障，同时还可对历史雷达故障进行统计分析，当同类型故障再次发生时，可通更快获得解决方法，提供强有力的支撑。
附图说明
图1为本发明系统的模块结构图。
图2为本发明系统监控报警系统架构图。
图3为本发明的报警处理程序流程图。
图4为本发明FPGA控制模块对接收机、发射机模块故障状态的监控流程。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细阐述：
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例具有远程监控报警的船舶导航雷达，该系统包括导航雷达主机1、导航雷达显控终端2、供电模块3、远程报警发射模块4和雷达天线5，所述导航雷达主机1包括发射机模块6、接收机模块7、FPGA控制模块8和微波组件9，所述导航雷达主机1与导航雷达显控终端2相连，所述导航雷达显控终端2与远程报警发射模块4相连，所述供电模块3分别为导航雷达主机1和导航雷达显控终端2、发射机模块6和接收机模块7供电，所述FPGA控制模块8作为雷达收发机接受命令和发回雷达视频信息的模块分别与发射机模块6、接收机模块7相连，所述发射机模块6、接收机模块7分别与微波组件9相连，所述微波组件9与雷达天线5相连。
本实施例中导航雷达系统的工作流程为：
当雷达正常工作时，导航雷达显控终端2通过以太网把雷达控制命令发送给FPGA控制模块8，FPGA控制模块8收到命令后，控制发射机模块6处于受控状态，所述FPGA控制模块8给发射机模块6发送触发脉冲，通过发射机模块6产生一个功率射频脉冲，所述射频脉冲通过微波组件9进入雷达天线5，所述雷达天线5把发射机模块6发射出来的射频脉冲的能量聚集成微波波束朝一个方向发射出去；同时，雷达天线5接受从能量发射方向的物标反射的回波，所述回波再经过微波组件9送入接收机模块7，接收机模块7把接收到微波组件9前端的回波信号先通过变频，变成中频回波信号，然后再经放大、检波、对数放大，变成视频信号送到FPGA控制模块8，FPGA控制模块8通过AD芯片把模拟视频转换为数字信号，然后通过以太网把数据发送到导航雷达显控终端2。
本实施例具有远程监控报警的船舶导航雷达系统的故障检测方法为：
当雷达发生故障时，导航雷达显控终端2开始执行雷达故障检测，检测内容包括对雷达软件检查、雷达硬件检查、系统故障自我修复和故障信息报警功能的检测，在该雷达系统实际工作中，导航雷达显控终端2接收FPGA模块发回的状态信息，并根据雷达报警信息进行分析、归类，把雷达故障信息通过远程报警发射模块4发送到雷达监控中心，雷达监控中心通过故障判断来进行人员调度。
本实施例中导航雷达显控终端2接收FPGA模块发回的状态信息对雷达内部的发射机、接收机的故障状态进行监控，其监控流程为：系统初始化，FPGA接收上位机发送的控制命令，雷达开始正常工作，雷达正常工作，同时FPGA对雷达发射机、雷达接收机模块进行实时监控，发射机电压为u1，接收机的电压为v1，当u1、 v1同时小于1v时说明接收机发射机同时故障，雷达显控终端把故障信息发送到远程报警模块，远程报警模块把信息发送到雷达监控中心，提示船雷达发射机、接收机故障；当雷达发射故障时，FPGA通过AD采集发射机反馈电压u1小于1v时，而接收机的反馈电压v1正常，通过网络通信传输给雷达显控终端提示船舶雷达发射机故障，雷达显控终端把故障信息发送到远程报警模块，远程报警模块把信息发送到雷达监控中心，提示船舶雷达发射机故障；当雷达发射故障时，FPGA通过AD采集接收机反馈电压v1小于1v时，而发射机的反馈电压u1正常，通过网络通信传输给雷达显控终端提示雷达接收机故障，雷达显控终端把故障信息发送到远程报警模块，远程报警模块把信息发送到雷达监控中心，提示船舶雷达接收机故障。
作为优选，本实施例远程报警发射模块4通过USB通信接入导航雷达显控终端2，并将报警信息和故障雷达位置信息传送到用户端。
以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。上述实施例仅例示性说明本发明的技术原理及其功效，而非对本发明权利保护的限制。
Claims (5)
1.一种具有远程监控报警的船舶导航雷达，其特征在于，该系统包括导航雷达主机（1）、导航雷达显控终端（2）、供电模块（3）、远程报警发射模块（4）和雷达天线（5），所述导航雷达主机（1）包括发射机模块（6）、接收机模块（7）、FPGA控制模块（8）和微波组件（9），所述导航雷达主机（1）与导航雷达显控终端（2）相连，所述导航雷达显控终端（2）与远程报警发射模块（4）相连，所述供电模块（3）分别为导航雷达主机（1）和导航雷达显控终端（2）、发射机模块（6）和接收机模块（7）供电，所述FPGA控制模块（8）作为雷达收发机接受命令和发回雷达视频信息的模块分别与发射机模块（6）、接收机模块（7）相连，所述发射机模块（6）、接收机模块（7）分别与微波组件（9）相连，所述微波组件（9）与雷达天线（5）相连。
2.根据权利要求1所述的具有远程监控报警的船舶导航雷达系统，其特征在于，该导航雷达系统的工作流程为：
当雷达正常工作时，导航雷达显控终端（2）通过以太网把雷达控制命令发送给FPGA控制模块（8），FPGA控制模块（8）收到命令后，控制发射机模块（6）处于受控状态，所述FPGA控制模块（8）给发射机模块（6）发送触发脉冲，通过发射机模块（6）产生一个功率射频脉冲，所述射频脉冲通过微波组件（9）进入雷达天线（5），所述雷达天线（5）把发射机模块（6）发射出来的射频脉冲的能量聚集成微波波束朝一个方向发射出去；
同时，雷达天线（5）接受从能量发射方向的物标反射的回波，所述回波再经过微波组件（9）送入接收机模块（7），接收机模块（7）把接收到微波组件（9）前端的回波信号先通过变频，变成中频回波信号，然后再经放大、检波、对数放大，变成视频信号送到FPGA控制模块（8），FPGA控制模块（8）通过AD芯片把模拟视频转换为数字信号，然后通过以太网把数据发送到导航雷达显控终端（2）。
3.一种权利要求1或2具有远程监控报警的船舶导航雷达系统的故障检测方法，其特征在于该检测方法为：
当雷达发生故障时，导航雷达显控终端（2）开始执行雷达故障检测，检测内容包括对雷达软件检查、雷达硬件检查、系统故障自我修复和故障信息报警功能的检测，在该雷达系统实际工作中，导航雷达显控终端（2）接收FPGA模块发回的状态信息，并根据雷达报警信息进行分析、归类，把雷达故障信息通过远程报警发射模块（4）发送到雷达监控中心，雷达监控中心通过故障判断来进行人员调度。
4.根据权利要求3所述的具有远程监控报警功能的船舶导航雷达，其特征在于，导航雷达显控终端（2）接收FPGA模块发回的状态信息对雷达内部的发射机、接收机的故障状态进行监控，其监控流程为：系统初始化，FPGA接收上位机发送的控制命令，雷达开始正常工作，雷达正常工作，同时FPGA对雷达发射机、雷达接收机模块进行实时监控，发射机电压为u1，接收机的电压为v1，当u1、 v1同时小于1v时说明接收机发射机同时故障，雷达显控终端把故障信息发送到远程报警模块，远程报警模块把信息发送到雷达监控中心，提示船雷达发射机、接收机故障；当雷达发射故障时，FPGA通过AD采集发射机反馈电压u1小于1v时，而接收机的反馈电压v1正常，通过网络通信传输给雷达显控终端提示船舶雷达发射机故障，雷达显控终端把故障信息发送到远程报警模块，远程报警模块把信息发送到雷达监控中心，提示船舶雷达发射机故障；当雷达发射故障时，FPGA通过AD采集接收机反馈电压v1小于1v时，而发射机的反馈电压u1正常，通过网络通信传输给雷达显控终端提示雷达接收机故障，雷达显控终端把故障信息发送到远程报警模块，远程报警模块把信息发送到雷达监控中心，提示船舶雷达接收机故障。
5.根据权利要求1所述的具有远程监控报警的船舶导航雷达系统，其特征在于，所述远程报警发射模块（4）通过USB通信接入导航雷达显控终端（2），并将报警信息和故障雷达位置信息传送到用户端。
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