CN108417094A - 一种低功耗船载碰撞预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低功耗船载碰撞预警方法，包括监控中心与设置在船上的船载装置通过GPRS模块接入ISP网络实现实时互连，监控中心在周期时间内向船载装置发送控制指令，船载装置对其内设置的GPRS模块和GPS模块分别进行初始化，初始化完毕后GPS模块用于获取船的GPS数据信息，GPRS模块同步启动Internet接入ISP网络同步更新，将GPS模块获取的GPS数据信息传递给监控中心，监控中心依据获取的GPS数据信息计算获得船速、航向以及运动轨迹的模拟数据，通过模拟数据计算有无碰撞的可能。本发明直接模拟了行船的航向、速度以及运动轨迹，可以实时的监控是否发生碰撞的危险，其不需要进行复杂的计算。

Description

一种低功耗船载碰撞预警方法

技术领域

本发明涉及一种船载碰撞预警技术，具体地涉及一种低功耗船载碰撞预警方法。

背景技术

随着近些年水上交通业务日益增加，尤其在夜间或能见度比较低的浓雾天气，水上事故增加率逐年上升，给当地的社会与经济造成了很大的影响，因此，航道管理部门应从技术及管理的角度提高船舶对交通事故的预防能力和管理能力，是保障船舶航行安全和桥梁、通航建筑物的安全的有力举措。现有船只一般安装了两类防碰撞装置，一是雷达装置，二是GPS接收机。采用雷达装置的船只，是利用雷达发射微波，通过接收目标的反射波测出前方是否有物体及其距离，及时发出报警。可以用在防止船只碰撞到桥梁上，也可以防止船只间相互碰撞。该系统的优点是:采用主动式发射，可以测量前方的任何物体，包括桥梁、船只、礁石等，既可防止船只碰撞到桥梁，也可防止船只互相碰撞，所以该系统应用比较广。但该系统有比较明显的缺陷，就是价钱相对比较贵，每个雷达接收设备的成本要4000～30000元不等。最为关键的是，航道管理部门不能对这些船只实行统一管理和调度，在紧急情况下给航道管理与航道安全带来隐患。GPS是一种以卫星为基础的无线电导航定位系统，能连续地、全天候地提供高精度的三维定位信息。采用GPS接收机，测知船只当前的位置和速度，并比较存储于主机数据库中的桥梁、礁石等物体的信息，从而及时发出报警。但该系统有一个主要缺点就是只能防止船只碰撞到固定的物体上，如桥梁、码头、暗礁等，对其他移动船只不能识别，尤其在恶劣天气下很容易造成水上交通事故。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种低功耗船载碰撞预警方法。

本发明采用的技术方案是：

一种低功耗船载碰撞预警方法，包括监控中心与设置在船上的船载装置通过GPRS模块接入ISP网络实现实时互连，监控中心在周期时间内向船载装置发送控制指令，船载装置对其内设置的GPRS模块和GPS模块分别进行初始化，初始化完毕后GPS模块用于获取船的GPS数据信息，GPRS模块同步启动Internet接入ISP网络同步更新，将GPS模块获取的GPS数据信息传递给监控中心，监控中心依据获取的GPS数据信息计算获得船速、航向以及运动轨迹的模拟数据，通过模拟数据计算有无碰撞的可能，若没有，则返回至上一步，重新获取GPS数据信息，以及GPRS模块同步启动Internet接入ISP网络同步更新；若有发生碰撞的可能，则监控中心发送报警命令，该报警命令启用动态监控模块将GPRS模块设置为通话模式，向管理员或者监控中心发送语音报警。

进一步地，还包括，报警命令启用动态监控模块将GPRS模块设置为通话模式，若设置失败，则通过自动启动系统复位键或人工按下复位键向管理员或者监控中心发送语音报警。

进一步地，所述监控中心为授权电脑终端作为服务器，其内至GIS电子地图、GPS数据信息模拟模块、模拟数据调用模块以及模拟数据差分处理模块。

进一步地，所述GPS数据信息模拟模块将获取的GPS数据信息转化成模拟字符，所述模拟数据差分处理模块对模拟字符进行处理，获取其基准差，所述模拟数据调用模块将基准差以及模拟字符分别通过地图模拟分量加载至GIS电子地图内，模拟行船的船速、航向以及运动轨迹，用于监控是否能够发生碰撞。

进一步地，所述船载装置包括单片机模块、GPS模块、GPRS模块、SIM卡、电源模块、显示模块、电源模块以及操作键盘，所述单片机模块分别与GPS模块、GPRS模块、电源模块、显示模块、电源模块以及操作键盘分别连接，所述GPRS模块与SIM卡连接。

进一步地，所述GPS模块获取的GPS数据信息，

所述GPRS模块用于船载装置与监控中心之间的通信连接。

进一步地，所述动态监控模块对输入的指令进行识别，若输入的指令包含报警命令，则其通过单片机模块将GPRS模块的工作模式切换至通话模式，并对切换后的模式进行自行检测，检测是否切换成功，若设置失败，则通过自动启动系统复位键或人工按下复位键进行识别初始化操作。

进一步地，所述地图模拟分量为GPS数据信息包含的经纬度的模拟字符与GIS电子地图的经纬度匹配分量。

进一步地，根据行船的一个周期的历史轨迹以及实时监控的GPS数据信息模拟行船的船速、航向以及运动轨迹。

进一步地，所述ISP网络采用TCP/IP通用通信协议。

本发明具有以下优点：本发明为基于GPS+GPRS的船载防碰撞预警的方法，该技术集合了GPS+GPRS的优点，并从今后有利于航道管理部门管理方便和快速处理调动紧急事件考虑而提出的。本发明直接模拟了行船的航向、速度以及运动轨迹，可以实时的监控是否发生碰撞的危险，其不需要进行复杂的计算，只需要进行模拟匹配航向、速度以及运动轨迹即可，而且本发明直观，结果观察明显。

附图说明

图1为本发明中方法的流程图；

图2为本发明中网络系统的框架图；

图3为本发明中船载装置的框架图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参照图1至图3，一种低功耗船载碰撞预警方法，包括监控中心与设置在船上的船载装置通过GPRS模块接入ISP网络实现实时互连，监控中心在周期时间内向船载装置发送控制指令，船载装置对其内设置的GPRS模块和GPS模块分别进行初始化，初始化完毕后GPS模块用于获取船的GPS数据信息，GPRS模块同步启动Internet接入ISP网络同步更新，将GPS模块获取的GPS数据信息传递给监控中心，监控中心依据获取的GPS数据信息计算获得船速、航向以及运动轨迹的模拟数据，通过模拟数据计算有无碰撞的可能，若没有，则返回至上一步，重新获取GPS数据信息，以及GPRS模块同步启动Internet接入ISP网络同步更新；若有发生碰撞的可能，则监控中心发送报警命令，该报警命令启用动态监控模块将GPRS模块设置为通话模式，向管理员或者监控中心发送语音报警。

还包括，报警命令启用动态监控模块将GPRS模块设置为通话模式，若设置失败，则通过自动启动系统复位键或人工按下复位键向管理员或者监控中心发送语音报警。

所述监控中心为授权电脑终端作为服务器，其内至GIS电子地图、GPS数据信息模拟模块、模拟数据调用模块以及模拟数据差分处理模块。

所述GPS数据信息模拟模块将获取的GPS数据信息转化成模拟字符，所述模拟数据差分处理模块对模拟字符进行处理，获取其基准差，所述模拟数据调用模块将基准差以及模拟字符分别通过地图模拟分量加载至GIS电子地图内，模拟行船的船速、航向以及运动轨迹，用于监控是否能够发生碰撞。

所述船载装置包括单片机模块、GPS模块、GPRS模块、SIM卡、电源模块、显示模块、电源模块以及操作键盘，所述单片机模块分别与GPS模块、GPRS模块、电源模块、显示模块、电源模块以及操作键盘分别连接，所述GPRS模块与SIM卡连接。

所述GPS模块获取的GPS数据信息，

所述GPRS模块用于船载装置与监控中心之间的通信连接。

所述动态监控模块对输入的指令进行识别，若输入的指令包含报警命令，则其通过单片机模块将GPRS模块的工作模式切换至通话模式，并对切换后的模式进行自行检测，检测是否切换成功，若设置失败，则通过自动启动系统复位键或人工按下复位键进行识别初始化操作。

所述地图模拟分量为GPS数据信息包含的经纬度的模拟字符与GIS电子地图的经纬度匹配分量。

根据行船的一个周期的历史轨迹以及实时监控的GPS数据信息模拟行船的船速、航向以及运动轨迹。

所述ISP网络采用TCP/IP通用通信协议。

本发明中单片机微处理器采用TI公司的MSP430F169单片机系统，主要用于管理数据处理及数据传送，考虑到系统的实效性特别强，该模块应该主要考虑系统低耗及处理速度。

监控中心是实现船只实时监控的核心，为授权电脑终端作为服务器，安装了GIS电子地图，分析处理过往船只的信息，实现GSM检测、短信收发、GPS数据信息模拟模块、模拟数据调用模块、模拟数据差分处理模块、系统管理和调度等功能。为提高信息处理速度和响应时间，系统另外增加信号处理服务器来分担主服务器的数据处理与显示任务，二者服务器连成局域网。主服务器通过固定IP地址接收船只通过GPRS发过来的IP信息，在信号处理服务器的处理下，在GIS电子地图上精确地显示船只的位置；本发明直接模拟了行船的航向、速度以及运动轨迹，可以实时的监控是否发生碰撞的危险，其不需要进行复杂的计算，只需要进行模拟匹配航向、速度以及运动轨迹即可，而且本发明直观，结果观察明显。

以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，包括监控中心与设置在船上的船载装置通过GPRS模块接入ISP网络实现实时互连，监控中心在周期时间内向船载装置发送控制指令，船载装置对其内设置的GPRS模块和GPS模块分别进行初始化，初始化完毕后GPS模块用于获取船的GPS数据信息，GPRS模块同步启动Internet接入ISP网络同步更新，将GPS模块获取的GPS数据信息传递给监控中心，监控中心依据获取的GPS数据信息计算获得船速、航向以及运动轨迹的模拟数据，通过模拟数据计算有无碰撞的可能，若没有，则返回至上一步，重新获取GPS数据信息，以及GPRS模块同步启动Internet接入ISP网络同步更新；若有发生碰撞的可能，则监控中心发送报警命令，该报警命令启用动态监控模块将GPRS模块设置为通话模式，向管理员或者监控中心发送语音报警。

2.根据权利要求1所述的低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，还包括，报警命令启用动态监控模块将GPRS模块设置为通话模式，若设置失败，则通过自动启动系统复位键或人工按下复位键向管理员或者监控中心发送语音报警。

3.根据权利要求1所述的低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，所述监控中心为授权电脑终端作为服务器，其内至GIS电子地图、GPS数据信息模拟模块、模拟数据调用模块以及模拟数据差分处理模块。

4.根据权利要求3所述的低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，所述GPS数据信息模拟模块将获取的GPS数据信息转化成模拟字符，所述模拟数据差分处理模块对模拟字符进行处理，获取其基准差，所述模拟数据调用模块将基准差以及模拟字符分别通过地图模拟分量加载至GIS电子地图内，模拟行船的船速、航向以及运动轨迹，用于监控是否能够发生碰撞。

5.根据权利要求1所述的低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，所述船载装置包括单片机模块、GPS模块、GPRS模块、SIM卡、电源模块、显示模块、电源模块以及操作键盘，所述单片机模块分别与GPS模块、GPRS模块、电源模块、显示模块、电源模块以及操作键盘分别连接，所述GPRS模块与SIM卡连接。

6.根据权利要求5所述的低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，所述GPS模块获取的GPS数据信息，

所述GPRS模块用于船载装置与监控中心之间的通信连接。

7.根据权利要求2所述的低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，所述动态监控模块对输入的指令进行识别，若输入的指令包含报警命令，则其通过单片机模块将GPRS模块的工作模式切换至通话模式，并对切换后的模式进行自行检测，检测是否切换成功，若设置失败，则通过自动启动系统复位键或人工按下复位键进行识别初始化操作。

8.根据权利要求4所述的低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，所述地图模拟分量为GPS数据信息包含的经纬度的模拟字符与GIS电子地图的经纬度匹配分量。

9.根据权利要求4所述的低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，根据行船的一个周期的历史轨迹以及实时监控的GPS数据信息模拟行船的船速、航向以及运动轨迹。

10.根据权利要求4所述的低功耗船载碰撞预警方法，其特征在于，所述ISP网络采用TCP/IP通用通信协议。