CN107135433A - 多功能基于高频数据传输的航保设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能基于高频数据传输的航保设备，包括航标侧的数据采集终端和监控中心侧的数据查询终端，以及连接数据采集终端和数据查询终端的数据传输系统，数据传输系统设有航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机，航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机分别配套连接设有电源转换器、通话手柄、天线和天调设备；数据采集终端通过RS232通讯串口与航标信号源和航标侧的收发信机连接，数据查询终端通过RS232通讯串口与监控中心侧的收发信机和监控中心连接，航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机通过高频无线电波实现信号传输，如此通过高频信号传输使监控中心侧和航标侧建立数据通信连接，传递航标状态及控制信息，实现航标的遥测遥控。

Description

多功能基于高频数据传输的航保设备

技术领域

本发明涉及航保设备技术领域，特别是指一种多功能基于高频数据传输的航保设备，以高频通信方式对航标进行数据管理、实现遥测遥控，能够进行语音通信和数据传输。

背景技术

航标是标示航道方向、界限与碍航物的标志，帮助引导船舶航行、定位和标示碍航物或表示警告，为各种水上活动提供安全信息，是重要的导航设施。它对发展我国水上交通运输事业，支持海洋资源开发和渔业捕捞，促进国民经济的增长和发展，加强国防建设和维护国家主权具有非常重要的作用。

我国海域辽阔，海岸线长，近海多岛屿，形成航道曲折复杂，航标数量多，品种多的特点。我国海区长期以来以人员值守和巡检的方式来保障航标设备的正常工作，但这种保障模式存在很多问题：航标灯桩故障不能第一时间发现，有些重要航标无人值守，设备性能隐患无法提前发现，等等。

航标遥测遥控系统是将遥测遥控技术应用在航标的工作状态监控上，达到及时发现问题和及时排除的目的。以保障航标的正常工作、提高可利用率，减少维护费用，促进现代化管理，提高航标服务质量。

而高频水上数字通信是高频水上通信的发展方向，是纳入GMDSS复审和现代化的重要技术之一，也是未来E航海战略远距离(100-3000公里)通信的重要通信方式之一。

我国在航标的遥测遥控技术上已有长足的发展，主要采取GSM、AIS和卫星遥测遥控三种方式。其中GSM、AIS通信覆盖范围有限，无法实现偏远地区遥控遥测；随着西南沙航标的建设，因为距离大陆远，有必要探索基于高频传输的航标遥测遥控系统，实现远距离的应用。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种多功能基于高频数据传输的航保设备，以高频传输通信方式对航标信息进行数据管理、实现遥测遥控。

本发明的技术方案是这样实现的：一种多功能基于高频数据传输的航保设备，包括航标侧的数据采集终端和监控中心侧的数据查询终端，以及连接数据采集终端和数据查询终端的数据传输系统，所述数据传输系统设有航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机，所述航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机分别配套连接设有电源转换器、通话手柄、天线和天调设备；所述数据采集终端通过RS232通讯串口与航标信号源和航标侧的收发信机连接，所述数据查询终端通过RS232通讯串口与监控中心侧的收发信机和监控中心连接，航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机通过高频无线电波实现信号传输，其中，所述数据采集终端为Linux平台的工控机，数据采集终端工控机内设有航标接口模块，数据转换模块，电台接口模块，参数配置模块，所述数据查询终端也为为Linux平台的工控机，数据查询终端工控机内设有接口模块，数据转换模块，电台接口模块，参数配置模块。

在上述技术方案中，所述航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机均为125W短波收发信机。

在上述技术方案中，所述短波收发信机电台工作频率在3-30MHz之间，设有RS232通讯串口和音频口，并具有语音外放，将接收到的声音播放出来；接收到的数据通过RS232通讯串口发送，且通过RS232通讯串口配置该电台的参数。

在上述技术方案中，所述电源转换器用于为短波收发信机电台持续稳定供电，通话手柄连接音频口将声音转换为音频信号；天线和天调设备用于满足接收短波频段的要求。

在上述技术方案中，所述数据采集终端工控机内的航标接口模块用于对航标数据的接收，以及向航标侧发送查询命令；数据转换模块用于将航标数据转换为电台数据，以及由电台数据转换为航标数据；电台接口模块用于对电台数据的接收以及向电台发送命令和数据；参数模块用于对XML配置文件内容的读取，并利用配置文件的参数对电台进行自动配置。

在上述技术方案中，所述数据查询终端工控机内的接口模块用于发送接收到的数据；数据转换模块用于将电台的数据转换为所需的格式以及把发送数据转换为电台支持的数据格式；电台接口模块用于接收电台的数据以及发送电台数据；参数配合模块用于读取XML配置文档并根据配置文档中的内容配置电台的参数以及自动发送查询命令的时间间隔。

本发明多功能基于高频数据传输的航保设备，包括航标侧的数据采集终端和监控中心侧的数据查询终端以及数据传输系统，数据传输系统设有分别位于航标侧和监控中心侧的收发信机，收发信机分别配套连接设有电源转换器、通话手柄、天线和天调设备；数据采集终端与航标信号源和航标侧的收发信机连接，数据查询终端与监控中心侧的收发信机和监控中心连接，航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机通过高频无线电波实现信号传输，如此通过高频信号传输使监控中心和航标侧建立数据通信连接，传递航标状态及控制信息，实现航标的遥测遥控。

附图说明

图1为本发明连接示意图；

图2为本发明硬件设备连接示意图；

图3为本发明的软件示意组成图；

图4为本发明的软件实现流程示意图；

图5为本发明的数据采集终端模块划分示意图；

图6为本发明的数据查询终端模块划分示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明所述的一种多功能基于高频数据传输的航保设备，包括航标侧的数据采集终端和监控中心侧的数据查询终端，以及连接数据采集终端和数据查询终端的数据传输系统。数据采集终端为一台安装了数据采集处理软件的工控机，数据查询终端为一台安装了数据查询处理软件的工控机。

如图5所示，所述数据采集终端为Linux平台的工控机，数据采集终端工控机内设有航标接口模块，数据转换模块，电台接口模块，参数配置模块。航标接口模块主要完成对航标数据的接收，以及向航标发送查询命令等内容。数据转换模块主要完成由航标数据转换为电台数据的过程，以及由电台数据转换为航标数据的过程。电台接口模块，主要完成对电台数据的接收以及向电台发送命令和数据等功能；参数模块能够实现对XML配置文件内容的读取，并利用配置文件的参数对电台进行自动配置。

如图6所示，所述数据查询终端也为Linux平台的工控机，所述数据查询终端工控机内设有接口模块，数据转换模块，电台接口模块，参数配置模块。接口模块用于发送接收到的数据，数据转换模块用于把电台的数据转换为终端软件所需的格式以及把发送数据转换为电台支持的数据格式，电台接口模块用于接收来自电台的数据以及发送电台数据，参数配合模块用于读取XML配置文档并根据配置文档中的内容配置电台的参数以及自动发送查询命令的时间间隔。

安装在航标侧的工控机为数据采集终端，完成航标状态信息的数据采集、图片数据采集和数据格式转换，同时接收并执行控制中心的查询指令，完成航标状态数据的采集回传任务；安装在监控中心的工控机为数据查询终端，完成接收的航标状态信息的格式转换、图片数据的格式转换以及查询指令的格式转换。

所述数据传输系统由两台分别安装在航标侧和监控中心侧的125W短波收发信机组成，所述航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机分别配套连接设有电源转换器、通话手柄、天线和天调设备，共同完成航标状态信息数据和监控中心控制指令的无线传输任务。

其中，所述短波收发信机电台工作频率在3-30MHz之间，设有RS232通讯串口和音频口，并具有语音外放，将接收到的声音播放出来；接收到的数据通过RS232通讯串口发送，且通过RS232通讯串口配置该电台的参数。所述电源转换器用于为短波收发信机电台持续稳定供电，通话手柄连接音频口将声音转换为音频信号；天线和天调设备用于满足接收短波频段的要求。

航标侧的收发信机在收到数据采集终端发送过来的航标状态信息数据后，将信息以数传的方式通过高频无线电波发送出去；监控中心侧的收发信机接收到数据后，再通过RS232通讯串口将数据传送给数据查询终端；或者监控中心侧的收发信机将监控中心发出的查询指令通过高频无线电波以数传的方式发送给航标侧的收发信机，航标侧的收发信机再通过RS232通讯串口发给数据采集终端处理。

工作时，数据采集终端读取航标的各种工作状态参数信息，然后将读取的数据进行协议格式转换后发给航标侧的短波收发信机，航标侧的收发信机再通过短波链路将数据发送给监控中心侧的收发信机，监控中心侧的收发信机将数据传给数据查询终端，由数据查询终端将接收的数据再进行格式转换后传送给监控中心的监控终端，监控终端负责将接收的数据进行解析显示。

其中，操作人员可以通过修改XML配置文档中的内容，配置查询时间、电台收发频率、电台工作方式参数。工作时，航标侧数据采集终端通过读取该侧的XML配置文件配置电台参数，电台成功配置后，对航标进行周期查询，并接受和保存航标返回的数据。待航标数据采集完毕后，监控中心侧的数据查询终端读取该侧的XML配置文件并配置电台参数和定时查询间隔。

待电台配置成功后下发查询命令，航标侧接收到查询命令后，对采集的航标数据转换为电台格式数据，并分包采用自动重传请求方式发送数据。控制中心侧在每收到一包数据就进行循环冗余校验校验，校验成功就返回ACK，检验失败就返回NAK。航标侧根据收到的ACK或NAK选择发送下一包数据或重传当前包数据。待所有数据都接收完成后，数据查询终端便把收到的数据转换为监控终端的数据格式并发送个监控终端。

综上：本发明多功能基于高频数据传输的航保设备，与传统遥测遥控系统相比具有以下优势：

1.可通信距离远：

利用短波进行采集数据的传输，实现简单，抗干扰能力强，可通信距离远，相比较GSM和AIS系统几公里、几十公里的通信范围，短波的通信距离可以达到上百公里、上千公里。对于远离大陆的航标，利用短波进行数据传输显然要优于利用GSM、AIS系统进行数据传输。

2.实现简单、费用低：

利用短波通信，设备比较简单，可以根据使用的要求固定设置，进行定点通信。设备体积小、重量轻，安装便利。同时建设费用省、维护费用低、建设周期短。相比卫星通信，短波通信建设成本更低。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多功能基于高频数据传输的航保设备，其特征在于：包括航标侧的数据采集终端和监控中心侧的数据查询终端，以及连接数据采集终端和数据查询终端的数据传输系统，所述数据传输系统设有航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机，所述航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机分别配套连接设有电源转换器、通话手柄、天线和天调设备；所述数据采集终端通过RS232通讯串口与航标信号源和航标侧的收发信机连接，所述数据查询终端通过RS232通讯串口与监控中心侧的收发信机和监控中心连接，航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机通过高频无线电波实现信号传输，其中，所述数据采集终端为Linux平台的工控机，数据采集终端工控机内设有航标接口模块，数据转换模块，电台接口模块，参数配置模块，所述数据查询终端也为为Linux平台的工控机，数据查询终端工控机内设有接口模块，数据转换模块，电台接口模块，参数配置模块。

2.根据权利要求1所述的多功能基于高频数据传输的航保设备，其特征在于：所述航标侧的收发信机和监控中心侧的收发信机均为125W短波收发信机。

3.根据权利要求2所述的多功能基于高频数据传输的航保设备，其特征在于：所述短波收发信机电台工作频率在3-30MHz之间，设有RS232通讯串口和音频口，并具有语音外放，将接收到的声音播放出来；接收到的数据通过RS232通讯串口发送，且通过RS232通讯串口配置该电台的参数。

4.根据权利要求3所述的多功能基于高频数据传输的航保设备，其特征在于：所述电源转换器用于为短波收发信机电台持续稳定供电，通话手柄连接音频口将声音转换为音频信号；天线和天调设备用于满足接收短波频段的要求。

5.根据权利要求4所述的多功能基于高频数据传输的航保设备，其特征在于：所述数据采集终端工控机内的航标接口模块用于对航标数据的接收，以及向航标侧发送查询命令；数据转换模块用于将航标数据转换为电台数据，以及由电台数据转换为航标数据；电台接口模块用于对电台数据的接收以及向电台发送命令和数据；参数模块用于对XML配置文件内容的读取，并利用配置文件的参数对电台进行自动配置。

6.根据权利要求5所述的多功能基于高频数据传输的航保设备，其特征在于：所述数据查询终端工控机内的接口模块用于发送接收到的数据；数据转换模块用于将电台的数据转换为所需的格式以及把发送数据转换为电台支持的数据格式；电台接口模块用于接收电台的数据以及发送电台数据；参数配合模块用于读取XML配置文档并根据配置文档中的内容配置电台的参数以及自动发送查询命令的时间间隔。