CN106685466B - 一种无线海事通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信技术领域，提供了一种无线海事通信设备。本发明通过采用包括天线、射频信号处理模块、数字选呼信号解调模块、话音信号解调模块、音频输出模块、调制模块及微控制器的无线海事通信设备，当天线接收到的射频信号为数字选呼信号时，直接通过微控制器对数字选呼信号进行解码，并将与本机相关的数字选呼信号进行输出；且在发射数字选呼信号时，直接通过微控制器对数字信号直接进行编码得到数字选呼信号，再通过天线将数字选呼信号进行发射。由于数字选呼信号的编码和解码均是通过微控制器中的软件程序来完成的，因此，不需要专门的基带处理器，节省了电路板空间，降低了成本。

Description

一种无线海事通信设备

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种无线海事通信设备。

背景技术

全球海上遇险与安全系统(global maritime distress and safety system，GMDSS)一般采用数字选择性呼叫(digital selective calling，DSC)作为遇难报警的通信方式。注册在海上或者内河航行的船只都要配备具备话音信号收发功能及DSC信号收发功能的设备，手持式无线海事通信设备由于体积小，使用简单，携带方便成为船主们的首选设备。

现有的内置两路独立接收和解码的无线海事通信设备如图1所示，包括天线、射频信号处理模块、数字选呼信号解调模块、话音信号解调模块、基带处理器(FSK解码芯片)、微控制器、调制模块、喇叭及咪头。当无线海事通信设备处于接收状态时，天线接收到的射频信号(高频信号)经射频信号处理模块处理后，一路进入数字选呼信号解调模块进行解调，解调后若得到低频DSC信号，由于DSC信号为FSK制式的，因此还需要通过专门的基带处理器对低频DSC信号进行解码，才可得到DSC信号；同时，另一路进入话音信号解调模块进行解调，解调后若得到低频话音信号，则通过喇叭进行输出。当无线海事通信设备发射DSC信号时，需要通过基带处理器对数字信号进行编码得到低频DSC信号，再通过调制模块将低频DSC信号调制后，通过天线进行发射。

然而，采用专门的基带处理器来对DSC信号进行编码或解码，不仅会占用电路板空间，而且会增加成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线海事通信设备，旨在解决现有的无线海事通信设备采用专门的基带处理器来对DSC信号进行编码或解码，会导致占用电路板空间，成本增加的问题。

本发明是这样实现的，一种无线海事通信设备，包括天线、射频信号处理模块、数字选呼信号解调模块、话音信号解调模块、音频输出模块及调制模块；当所述无线海事通信设备处于接收状态时，所述射频信号处理模块对所述天线接收到的射频信号进行处理，得到第一高频信号；所述数字选呼信号解调模块和所述话音信号解调模块分别对所述第一高频信号进行解调，得到第一低频信号和第二低频信号；所述无线海事通信设备还包括微控制器；

所述微控制器的第一检测端、第一输入端及第二检测端分别与所述数字选呼信号解调模块的受测端、所述数字选呼信号解调模块的输出端及所述话音信号解调模块的受测端连接，所述音频输出模块的输入端和受控端分别与所述话音信号解调模块的输出端和所述微控制器的第一控制端连接，所述调制模块的第一输入端和输出端分别与所述微控制器的输出端和所述天线连接；

当所述无线海事通信设备处于接收状态时，所述微控制器对所述第一低频信号和所述第二低频信号各自对应的静噪电平进行判断；若所述第一低频信号对应的第一静噪电平为低电平，所述微控制器对所述第一低频信号进行解码，得到数字选呼信号，并将与本机相关的数字选呼信号进行输出；若所述第二低频信号对应的第二静噪电平为低电平，所述微控制器控制所述音频输出模块对所述第二低频信号进行处理后输出；

当所述无线海事通信设备处于发射数字选呼信号状态时，所述微控制器将用户输入的数字信号进行编码，得到低频数字选呼信号；所述调制模块将所述低频数字选呼信号调制为高频数字选呼信号，并将所述高频数字选呼信号通过所述天线进行发射。

本发明通过采用包括天线、射频信号处理模块、数字选呼信号解调模块、话音信号解调模块、音频输出模块、调制模块及微控制器的无线海事通信设备，当天线接收到的射频信号为数字选呼信号时，直接通过微控制器对数字选呼信号进行解码，并将与本机相关的数字选呼信号进行输出；且在发射数字选呼信号时，直接通过微控制器对数字信号直接进行编码得到数字选呼信号，再通过天线将数字选呼信号进行发射。由于数字选呼信号的编码和解码均是通过微控制器中的软件程序来完成的，因此，不需要专门的基带处理器，节省了电路板空间，降低了成本。

附图说明

图1是现有技术提供的无线海事通信设备的模块结构图；

图2是本发明实施例提供的一种无线海事通信设备的模块结构图；

图3是本发明另一实施例提供的一种无线海事通信设备的模块结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。

图2是本发明实施例提供的一种无线海事通信设备的模块结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图2所示，本发明实施例提供的无线海事通信设备除了包括天线1、射频信号处理模块2、数字选呼信号解调模块3、话音信号解调模块4、音频输出模块5及调制模块6外，还包括微控制器7。

其中，微控制器7的第一检测端、第一输入端及第二检测端分别与数字选呼信号解调模块3的受测端、数字选呼信号解调模块3的输出端及话音信号解调模块4的受测端连接，音频输出模块5的输入端和受控端分别与话音信号解调模块4的输出端和微控制器7的第一控制端连接，调制模块6的第一输入端和输出端分别与微控制器7的输出端和天线1连接。

当无线海事通信设备处于接收状态时，射频信号处理模块2将天线1接收到的射频信号(156MHz～163MHz)进行滤波、放大处理，得到第一高频信号；数字选呼信号解调模块3和话音信号解调模块4分别对第一高频信号进行解调，得到第一低频信号和第二低频信号。微控制器7对第一低频信号和第二低频信号各自对应的静噪电平进行判断；若第一低频信号对应的第一静噪电平为低电平，则表示天线1接收到的射频信号为数字选呼信号(digital selective calling，DSC)，微控制器7对第一低频信号进行解码，得到数字选呼信号，并将与本机相关的数字选呼信号进行输出；若第二低频信号对应的第二静噪电平为低电平，则表示天线1接收到的视频信号为话音信号，微控制器7控制音频输出模块5对第二低频信号进行处理后输出。

当无线海事通信设备处于发射数字选呼信号状态时，微控制器7将用户输入的数字信号进行编码，得到低频数字选呼信号；调制模块6将低频数字选呼信号调制为高频数字选呼信号，并将高频数字选呼信号通过天线1进行发射。

在本发明实施例中，微控制器7对第一低频信号进行解码，得到数字选呼信号的过程如下：

微控制器7以预设采样频率对第一低频信号进行采样，并将任意两个相邻采样时刻的采样信号做乘法运算，再将乘法运算结果作低通滤波处理，并对滤波结果进行判断，得到数字选呼信号。

在本发明实施例中，由于数字选呼信号为FSK(Frequency-shift keying，移频键控)制式，因此其编码和解码遵循FSK制式的原理。

在本发明实施例中，预设采样频率可以根据实际情况进行设置，例如，可以将采样频率设置为6800Hz，即用一个6800Hz的定时器定时采样，将两个相邻采样点的采样信号做乘法运行，并将乘法运算结果做17级FIR低通滤波，然后对滤波结果进行判断，若滤波结果为负，则代表信号为“1”；若滤波结果为正，则代表信号为“0”。

在实际应用中，FIR低通滤波算式可以为：Y(n)＝h0*n0+h1*n1+…+h16*n16；滤波器系数可以为：0，-0.0052，0，0.00232，0，-0.0761，0，0.3077，0.5009，0.3077，0，-0.0761，0，0.00232，0，-0.0052，0。

作为本发明一实施例，无线海事通信设备还包括显示模块(图2中未绘出)。微控制器7对第一低频信号进行解码得到数字选呼信号后，判断该数字选呼信号是否与本机相关，若与本机相关，则微控制器7控制显示模块将该数字选呼信号对应的信息进行显示。同时，微控制器7根据数字选呼信号的报警类型，控制音频输出模块5发出不同的报警声音，关闭话音通道。若解码的到的数字选呼信号与本机无关，则忽略此处信息，话音质量不受影响。

在实际应用中，显示模块可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)来实现，也可以采用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示屏来实现，具体根据实际情况进行设置，此处不做限制。

在本发明实施例中，由于直接通过微控制器7中预存的软件程序对数字选呼信号进行解码或编码，因此省去了专门的基带处理器，节省了电路板空间，降低了成本，同时，使得无线海事通信设备的性能扩展更加灵活。

图3是本发明另一实施例提供的一种无线海事通信设备的模块结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图3所示，作为本发明一实施例，无线海事通信设备还包括音频输入模块8。其中，音频输入模块8的受控端和输出端分别与微控制器7的第二控制端和调制模块6的第二输入端连接。

当无线海事通信设备处于发射话音状态时，音频输入模块8将采集到的话音信号进行滤波、放大处理，得到低频话音信号；调制模块6将低频话音信号调制为高频话音信号，并将高频话音信号进行放大后通过天线1进行发射。

作为本发明一实施例，无线海事通信设备还包括锁相环模块9。

其中，锁相环模块9的受控端、第一输出端、第二输出端及第三输出端分别与微控制器7的第三控制端、数字选呼信号解调模块3的本振信号输入端、话音信号解调模块4的本振信号输入端及调制模块6的本振信号输入端连接。

锁相环模块9分别为数字选呼信号解调模块3、话音信号解调模块4及调制模块6提供第一本振信号、第二本振信号及第三本振信号。

在实际应用中，锁相环模块9可以包括两路锁相环单元，一路用于产生第二本振信号(例如136.875MHz)和第三本振信号(例如156.800MHz)，一路用于产生第一本振信号(例如117.95MHz)。

在实际应用中，锁相环单元可以采用现有的锁相环电路来实现，具体根据实际需求进行设计，此处不做限制。

作为本发明一实施例，数字选呼信号解调模块3包括第一滤波混频单元31和第一混频鉴相单元32。

第一滤波混频单元31的本振信号端为数字选呼信号解调模块3的本振信号输入端，第一滤波混频单元31的输出端与第一混频鉴相单元32的输入端连接，第一混频鉴相单元32的受测端和输出端分别为数字选呼信号解调模块3的受测端和输出端。

第一滤波混频单元31对第一高频信号进行滤波，并将滤波后的第一高频信号与第一本振信号进行混频处理，得到第一中频信号(例如19.65MHz)；第一混频鉴相单元32将第一中频信号与第一预设频率的信号进行混频，并将混频后的信号进行鉴相处理，得到第一低频信号。

在实际应用中，第一预设频率可以根据实际情况进行设置，例如，第一预设频率可以为19.2MHz。

在实际应用中，第一滤波混频单元31可以采用现有的滤波器和混频器实现；第一混频鉴相单元32可以采用现有的混频器和鉴相器来实现，或者第一滤波混频单元31和第一混频鉴相单元32还可以其他方式实现，具体根据实际需求进行设置，此处不做限制。

作为本发明一实施例，话音信号解调模块4包括第二滤波混频单元41和第二混频鉴相单元42。

第二滤波混频单元41的本振信号端为话音信号解调模块4的本振信号输入端，第二滤波混频单元41的输出端与第二混频鉴相单元42的输入端连接，第二混频鉴相单元42的受测端和输出端分别为话音信号解调模块4的受测端和输出端。

第二滤波混频单元41对第一高频信号进行滤波，并将滤波后的第一高频信号与第二本振信号进行混频处理，得到第二中频信号(例如38.85MHz)；第二混频鉴相单元42将第二中频信号与第二预设频率的信号进行混频，并将混频后的信号进行鉴相处理，得到第二低频信号。

在实际应用中，第二预设频率可以根据实际情况进行设置，例如，第二预设频率可以为38.40MHz。

在实际应用中，第二滤波混频单元41可以采用现有的滤波器和混频器实现；第二混频鉴相单元42可以采用现有的混频器和鉴相器来实现，或者第二滤波混频单元41和第二混频鉴相单元42还可以其他方式实现，具体根据实际需求进行设置，此处不做限制。

作为本发明一实施例，音频输出模块5包括第一音频处理单元51和音频输出单元52。

第一音频处理单元51的输入端和受控端分别为音频输出模块5的输入端和受控端；第一音频处理单元51的输出端与音频输出单元52的输入端连接。

在微控制器7的控制下，第一音频处理单元51将第二低频信号进行滤波、放大处理后通过音频输出单元52进行输出。

在实际应用中，第一音频处理单元51可以采用现有的滤波器和放大器实现，也可以采用其他方式实现，具体根据实际情况进行设置，此处不做限制。

在实际应用中，音频输出单元52可以为扬声器、耳机等，具体根据实际情况进行设置，此处不做限制。

作为本发明一实施例，音频输入模块8包括音频采集单元81和第二音频处理单元82。

音频采集单元81的输出端与第二音频处理单元82的输入端连接，第二音频处理单元82的受控端和输出端分别为音频输入模8块的受控端和输出端。

在微控制器7的控制下，第二音频处理单元82将音频采集单元81采集到的话音信号进行滤波、放大处理，得到低频话音信号。

在实际应用中，音频采集单元81可以为咪头，或者可以为音频传感器，具体根据实际情况进行设置，此处不做限制。

在实际应用中，第二音频处理单元82可以采用现有的滤波器和放大器实现，也可以采用其他方式实现，具体根据实际情况进行设置，此处不做限制。

作为本发明一实施例，调制模块6包括信号调制单元61和射频功率放大单元62。

信号调制单元61的第一输入端、第二输入端及本振信号端分别为调制模块6的第一输入端、第二输入端及本振信号输入端，信号调制单元61的输出端与射频功率放大单元62的输入端连接，射频功率放大单元62的输出端为调制模块6的输出端。

信号调制单元61将音频输入模块8输出的低频话音信号调制为高频话音信号；射频功率放大单元62将高频话音信号进行功率放大后通过天线1进行发射；或者，信号调制单元61将微控制器7输出的低频数字选呼信号调制为高频数字选呼信号；射频功率放大单元62将高频数字选呼信号进行功率放大后通过天线1进行发射。

在本发明实施例中，具体的，信号调制单元61将音频输入模块8输出的低频话音信号与第三本振信号进行混频，得到高频话音信号；或者，信号调制单元61将微控制器7输出的低频数字选呼信号与第三本振信号进行混频，得到高频数字选呼信号。

在实际应用中，射频功率放大单元62可以采用射频功率放大器实现，也可以通过其他方式实现，此处不做限制。

作为本发明一实施例，无线海事通信设备还包括与微控制器7连接的定位模块11。

定位模块11用于对无线海事通信设备的位置进行定位。

在实际应用中，定位模块11可以为基于GPS(Global Positioning System，全球定位系统)的定位模块，也可以为其他类型的定位模块，具体根据实际情况进行设置，此处不做限制。

作为本发明一实施例，无线海事通信设备还包括与微控制器7连接的输入设备10。输入设备10用于供用户在发射数字选呼信号时输入数字信号。

在实际应用中，输入设备10可以为键盘、鼠标等。

本发明实施例通过采用包括天线、射频信号处理模块、数字选呼信号解调模块、话音信号解调模块、音频输出模块、调制模块及微控制器的无线海事通信设备，当天线接收到的射频信号为数字选呼信号时，直接通过微控制器对数字选呼信号进行解码，并将与本机相关的数字选呼信号进行输出；且在发射数字选呼信号时，直接通过微控制器对数字信号直接进行编码得到数字选呼信号，再通过天线将数字选呼信号进行发射。由于数字选呼信号的编码和解码均是通过微控制器中的软件程序来完成的，因此，不需要专门的基带处理器，节省了电路板空间，降低了成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线海事通信设备，包括天线、射频信号处理模块、数字选呼信号解调模块、话音信号解调模块、音频输出模块及调制模块；当所述无线海事通信设备处于接收状态时，所述射频信号处理模块对所述天线接收到的射频信号进行处理，得到第一高频信号；所述数字选呼信号解调模块和所述话音信号解调模块分别对所述第一高频信号进行解调，得到第一低频信号和第二低频信号；其特征在于，所述无线海事通信设备还包括微控制器；

所述微控制器的第一检测端、第一输入端及第二检测端分别与所述数字选呼信号解调模块的受测端、所述数字选呼信号解调模块的输出端及所述话音信号解调模块的受测端连接，所述音频输出模块的输入端和受控端分别与所述话音信号解调模块的输出端和所述微控制器的第一控制端连接，所述调制模块的第一输入端和输出端分别与所述微控制器的输出端和所述天线连接；

当所述无线海事通信设备处于接收状态时，所述微控制器对所述第一低频信号和所述第二低频信号各自对应的静噪电平进行判断；若所述第一低频信号对应的第一静噪电平为低电平，所述微控制器对所述第一低频信号进行解码，得到数字选呼信号，并将与本机相关的数字选呼信号进行输出；若所述第二低频信号对应的第二静噪电平为低电平，所述微控制器控制所述音频输出模块对所述第二低频信号进行处理后输出；

当所述无线海事通信设备处于发射数字选呼信号状态时，所述微控制器将用户输入的数字信号进行编码，得到低频数字选呼信号；所述调制模块将所述低频数字选呼信号调制为高频数字选呼信号，并将所述高频数字选呼信号通过所述天线进行发射。

2.如权利要求1所述的无线海事通信设备，其特征在于，所述微控制器对所述第一低频信号进行解码，得到数字选呼信号具体包括：

所述微控制器以预设采样频率对所述第一低频信号进行采样，并将任意两个相邻采样时刻的采样信号做乘法运算，再将乘法运算结果作低通滤波处理，并对滤波结果进行判断，得到所述数字选呼信号。

3.如权利要求1所述的无线海事通信设备，其特征在于，所述无线海事通信设备还包括音频输入模块；

所述音频输入模块的受控端和输出端分别与所述微控制器的第二控制端和所述调制模块的第二输入端连接；

当所述无线海事通信设备处于发射话音状态时，所述音频输入模块将采集到的话音信号进行处理，得到低频话音信号；所述调制模块将所述低频话音信号调制为高频话音信号，并将所述高频话音信号通过所述天线进行发射。

4.如权利要求1所述的无线海事通信设备，其特征在于，所述无线海事通信设备还包括锁相环模块；

所述锁相环模块的受控端、第一输出端、第二输出端及第三输出端分别与所述微控制器的第三控制端、所述数字选呼信号解调模块的本振信号输入端、所述话音信号解调模块的本振信号输入端及所述调制模块的本振信号输入端连接；

所述锁相环模块分别为所述数字选呼信号解调模块、所述话音信号解调模块及所述调制模块提供第一本振信号、第二本振信号及第三本振信号。

5.如权利要求4所述的无线海事通信设备，其特征在于，所述数字选呼信号解调模块包括第一滤波混频单元和第一混频鉴相单元；

所述第一滤波混频单元的本振信号端为所述数字选呼信号解调模块的本振信号输入端，所述第一滤波混频单元的输出端与所述第一混频鉴相单元的输入端连接，所述第一混频鉴相单元的受测端和输出端分别为所述数字选呼信号解调模块的受测端和输出端；

所述第一滤波混频单元对所述第一高频信号进行滤波，并将滤波后的所述第一高频信号与所述第一本振信号进行混频处理，得到第一中频信号；所述第一混频鉴相单元将所述第一中频信号与第一预设频率的信号进行混频，并将混频后的信号进行鉴相处理，得到所述第一低频信号。

6.如权利要求4所述的无线海事通信设备，其特征在于，所述话音信号解调模块包括第二滤波混频单元和第二混频鉴相单元；

所述第二滤波混频单元的本振信号端为所述话音信号解调模块的本振信号输入端，所述第二滤波混频单元的输出端与所述第二混频鉴相单元的输入端连接，所述第二混频鉴相单元的受测端和输出端分别为所述话音信号解调模块的受测端和输出端；

所述第二滤波混频单元对所述第一高频信号进行滤波，并将滤波后的所述第一高频信号与所述第二本振信号进行混频处理，得到第二中频信号；所述第二混频鉴相单元将所述第二中频信号与第二预设频率的信号进行混频，并将混频后的信号进行鉴相处理，得到所述第二低频信号。

7.如权利要求1所述的无线海事通信设备，其特征在于，所述音频输出模块包括第一音频处理单元和音频输出单元；

所述第一音频处理单元的输入端和受控端分别为所述音频输出模块的输入端和受控端；所述第一音频处理单元的输出端与所述音频输出单元的输入端连接；

在所述微控制器的控制下，所述第一音频处理单元将所述第二低频信号进行滤波、放大处理后通过所述音频输出单元进行输出。

8.如权利要求3所述的无线海事通信设备，其特征在于，所述音频输入模块包括音频采集单元和第二音频处理单元；

所述音频采集单元的输出端与所述第二音频处理单元的输入端连接，所述第二音频处理单元的受控端和输出端分别为所述音频输入模块的受控端和输出端；

在所述微控制器的控制下，所述第二音频处理单元将所述音频采集单元采集到的话音信号进行滤波、放大处理，得到低频话音信号。

9.如权利要求3所述的无线海事通信设备，其特征在于，所述调制模块包括信号调制单元和射频功率放大单元；

所述信号调制单元的第一输入端、第二输入端及本振信号端分别为所述调制模块的第一输入端、第二输入端及本振信号输入端，所述信号调制单元的输出端与所述射频功率放大单元的输入端连接，所述射频功率放大单元的输出端为所述调制模块的输出端；

所述信号调制单元将所述音频输入模块输出的低频话音信号调制为高频话音信号；所述射频功率放大单元将所述高频话音信号进行功率放大后通过所述天线进行发射；或者，所述信号调制单元将所述微控制器输出的低频数字选呼信号调制为高频数字选呼信号；所述射频功率放大单元将所述高频数字选呼信号进行功率放大后通过所述天线进行发射。

10.如权利要求1所述的无线海事通信设备，其特征在于，所述无线海事通信设备还包括与所述微控制器连接的定位模块；

所述定位模块用于对所述无线海事通信设备的位置进行定位。