CN108769139A - 基于vdes和s波段通信的船舶远程监控系统 - Google Patents

基于vdes和s波段通信的船舶远程监控系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108769139A
CN108769139A CN201810432946.3A CN201810432946A CN108769139A CN 108769139 A CN108769139 A CN 108769139A CN 201810432946 A CN201810432946 A CN 201810432946A CN 108769139 A CN108769139 A CN 108769139A
Authority
CN
China
Prior art keywords
band
data
ship
vdes
vhf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810432946.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108769139B (zh
Inventor
董洪理
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Fu Real Ship Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Fu Real Ship Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Fu Real Ship Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Fu Real Ship Technology Co Ltd
Priority to CN201810432946.3A priority Critical patent/CN108769139B/zh
Publication of CN108769139A publication Critical patent/CN108769139A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108769139B publication Critical patent/CN108769139B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B49/00—Arrangements of nautical instruments or navigational aids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提出基于VDES和S波段通信的船舶远程监控系统，包括：船舶端、VDES基站、S波段基站和监控中心端；船舶端与VDES基站、VDES卫星之间构成VDES系统。船舶端与S波段基站、S波段卫星之间构成S波段卫星传输系统。监控中心端通过网关与VDES基站和S波段基站连接，实现监控中心端与VDES系统和S波段卫星传输系统的接入，可以获得基站获得的数据，并通过基站转发地面控制指令。船舶端同时设置甚高频数据收发设备和S波段数据收发设备，并通过信息传输管理模块进行甚高频信道和S波段信道的选通以及根据所选的信道对待传输的数据按照对应信道所规定的报文格式进行编码，为船舶监控数据的传输增加了S信道的传输通道，可对要传输的数据进行分流，提高传输效率。

Description

基于VDES和S波段通信的船舶远程监控系统
技术领域
本发明涉及船舶海上通信领域，尤其是一种基于VDES和S波段通信到的船舶远程监控系统。
背景技术
近年来，航海技术不断发展，国际电信联盟的2012年世界无线电通信(WRC-12)大会后，提出了VDES(VHF Data Exchange System，甚高频数据交换系统)，VDES是针对水上移动业务领域中的船舶自动识别系统(AIS)加强和升级版系统，集成AIS、特殊应用报文(ASM)和宽带甚高频数据交换(VDE)三项功能，适用于船舶状态监控。VDES构架下的AIS具备船舶身份识别、位置报告跟踪、搜寻和救援功能，其工作无线电频道CH75和CH76分别对应卫星AS1和AS2频道，且数据传输全部采用同意信息结构，从本质上来说，AIS是作为一个导航系统，并不适合大量数据传输。ASM用于传输一些特殊的报文信息，其占用无线电频道为ASM1和AMS2。VDE功能实现船到船以及船到岸之间的大数据传输。
但是，随着船舶数据传输需求逐渐增多，VDES有限的频道带宽资源无法适应大量数据的同时传输，尤其是VDES应用于船舶状态监控领域时，所要监控的状态数据通常为视频数据或图片数据，数据传输时速率较低。
发明内容
发明目的：为增加船舶与岸之间的数据传输信道资源，缓解现有VDES系统在船舶监控领域中数据传输的压力，本发明提出基于VDES和S波段通信的船舶远程监控系统。
技术方案：本发明提出的技术方案为：
基于VDES和S波段通信的船舶远程监控系统，包括：船舶端、VDES基站、S波段基站和监控中心端；
监控中心端通过网关与相应VDES基站、S波段基站连接，获取基站获得的数据，以及通过基站转发指令信号；
船舶端包括：甚高频数据收发设备、定位模块、S波段数据收发设备、船载六自由度测量装置、信息传输管理模块、长焦距云台摄像机、存储模块；
信息传输管理模块分别与甚高频数据收发设备、定位模块、S波段数据收发设备、船载六自由度测量装置、长焦距云台摄像机、存储模块相连；
甚高频数据收发设备与VDES的卫星端交互数据，通过甚高频信道实现船与船之间及船与岸之间的无线电通信；
S波段数据收发设备与S波段移动广播卫星交互，通过S波段移动广播卫星进行数据转发，实现与岸边或海上S波段基站之间的数据交互；
定位模块根据甚高频数据收发设备接收的卫星数据进行位置计算，并将计算结果与船载电子地图相匹配，计算出自身位置数据以及导航数据，并存入存储模块；
船载六自由度测量装置用于采集船舶航行过程中六自由度运动数据并存入存储模块；
长焦距云台摄像机用于在信息传输管理模块的触发下采集船舶状态数据和船舶周边海面环境数据，并存储在存储模块中；
信息传输管理模块用于控制S波段信道和甚高频信道的选通，将船舶位置数据、导航数据、六自由度运动数据按照甚高频信道所规定的报文格式打包后通过甚高频信道传输至VDES基站，并同时向周边海域广播；以及根据监控中心端下发的指令信号从存储模块中提取相应数据，并转换为S波段信道规定的报文格式，再通过S波段基站发送至监控中心端。
进一步的，所述六自由度运动数据包括：船舶的航向角、前向速度、侧向速度以及由于海浪扰动产生的沿航向发生的角位移、沿前向速度方向发生的角位移和沿侧向速度方向发生的角位移。
进一步的，所述长焦距云台摄像机采集的数据为图片数据或视频数据。
进一步的，所述船舶在通过甚高频信道和S波段信道传输数据时，在所传输的报文头部写有唯一的身份字段。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：
本发明在船舶端同时设置甚高频数据收发设备、和S波段数据收发设备，并通过信息传输管理模块进行甚高频信道和S波段信道的选通，以及根据所选的信道对待传输的数据按照对应信道所规定的报文格式进行编码，为船舶监控数据的传输增加了S信道的传输通道，可对要传输的数据进行分流，提高传输效率。
附图说明
图1为本发明的系统架构图；
图2为船舶端的系统架构图。
具体实施方式
S波段是指频率范围在1.55-3.4GHz的电磁波频段，通常应用于中继、卫星通讯和雷达通讯领域。S波段卫星需要在地面设置增补网络，S波段与地面之间采用移频转发和同频转发方式。移频转发方式为：地面基站接收S波段卫星下行链路Ku波段信号，再将Ku波段信号变频放大后以S波段信号进行转发。同频转发方式为：地面基站接收卫星S波段OFDM下行信号，信号经过放大之后以S波段频率重新发射，使覆盖范围内的S波段OFDM信号强度达到接收要求。
本发明提出的基于VDES和S波段通信的船舶远程监控系统，是在船舶和监控中心端之间增加了一个S波段卫星传输系统,并在船舶上设置信息传输管理模块，用于根据需求自由选通传输数据所用的信道类型。
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
图1所示为发明的整体结构图，包括：船舶端、VDES基站、S波段基站和监控中心端；
船舶端与VDES基站、VDES卫星之间构成VDES系统。
船舶端与S波段基站、S波段卫星之间构成S波段卫星传输系统。
监控中心端通过网关与VDES基站和S波段基站连接，实现监控中心端与VDES系统和S波段卫星传输系统的接入，可以获得基站获得的数据，并通过基站转发地面控制指令。
船舶端的系统架构如图2所示，包括：船舶端、VDES基站、S波段基站和监控中心端；
船舶端包括：甚高频数据收发设备、定位模块、S波段数据收发设备、船载六自由度测量装置、信息传输管理模块、长焦距云台摄像机、存储模块；
信息传输管理模块分别与甚高频数据收发设备、定位模块、S波段数据收发设备、船载六自由度测量装置、长焦距云台摄像机、存储模块相连；
甚高频数据收发设备与VDES的卫星端交互数据，通过甚高频信道实现船与船之间及船与岸之间的无线电通信；
S波段数据收发设备与S波段移动广播卫星交互，通过S波段移动广播卫星进行数据转发，实现与岸边或海上S波段基站之间的数据交互；
定位模块根据甚高频数据收发设备接收的卫星数据进行位置计算，并将计算结果与船载电子地图相匹配，计算出自身位置数据以及导航数据，并存入存储模块；
船载六自由度测量装置用于采集船舶航行过程中六自由度运动数据并存入存储模块；六自由度运动数据包括：船舶的航向角、前向速度、侧向速度以及由于海浪扰动产生的沿航向发生的角位移、沿前向速度方向发生的角位移和沿侧向速度方向发生的角位移；
长焦距云台摄像机用于在信息传输管理模块的触发下采集船舶状态数据和船舶周边海面环境数据，并存储在存储模块中；船舶状态数据主要包括：船体吃水情况、船体内各设备工作状况、人员安全状态，海面环境数据主要包括船舶周围海域的海浪情况、风力、礁石位置、岛屿位置以及其他船舶的位置。
信息传输管理模块用于根据传输需求控制S波段信道和甚高频信道的选通，将船舶位置数据、导航数据、六自由度运动数据按照甚高频信道所规定的报文格式打包后通过甚高频信道传输至VDES基站，并同时向周边海域广播；以及根据监控中心端下发的指令信号从存储模块中提取相应数据并转换为S波段信道规定的报文格式，再通过S波段基站发送至监控中心端。
船舶在行驶过程中，通过VDES系统的AIS功能实现定位、导航、搜索和跟踪，通过VDE功能实现与其他船舶、岸基、海基之间的数据交换，实时将自身位置数据、导航数据、六自由度运动数据广播给临近的船舶和基站，使临近的船舶和基站能够实时获得该船舶的运动状态，避免船舶之间的碰撞，也便于临近船舶和岸上监控人员对发生故障的船舶进行快速定位和救援活动。
船舶观测到的所有数据，即通过摄像头采集到的数据，由于是视频格式的或图片格式的，优选通过S波段信道进行传输，以避免过多的占用VDE系统中有限的信道资源。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于VDES和S波段通信的船舶远程监控系统，其特征在于，包括：船舶端、VDES基站、S波段基站和监控中心端；
监控中心端通过网关与相应VDES基站、S波段基站连接，获取基站获得的数据，以及通过基站转发指令信号；
船舶端包括：甚高频数据收发设备、定位模块、S波段数据收发设备、船载六自由度测量装置、信息传输管理模块、长焦距云台摄像机、存储模块；
信息传输管理模块分别与甚高频数据收发设备、定位模块、S波段数据收发设备、船载六自由度测量装置、长焦距云台摄像机、存储模块相连；
甚高频数据收发设备与VDES的卫星端交互数据，通过甚高频信道实现船与船之间及船与岸之间的无线电通信；
S波段数据收发设备与S波段移动广播卫星交互，通过S波段移动广播卫星进行数据转发，实现与岸边或海上S波段基站之间的数据交互；
定位模块根据甚高频数据收发设备接收的卫星数据进行位置计算，并将计算结果与船载电子地图相匹配，计算出自身位置数据以及导航数据，并存入存储模块；
船载六自由度测量装置用于采集船舶航行过程中六自由度运动数据并存入存储模块；
长焦距云台摄像机用于在信息传输管理模块的触发下采集船舶状态数据和船舶周边海面环境数据，并存储在存储模块中；
信息传输管理模块用于控制S波段信道和甚高频信道的选通，将船舶位置数据、导航数据、六自由度运动数据按照甚高频信道所规定的报文格式打包后通过甚高频信道传输至VDES基站，并同时向周边海域广播；以及根据监控中心端下发的指令信号从存储模块中提取相应数据，并转换为S波段信道规定的报文格式，再通过S波段基站发送至监控中心端。
2.根据权利要求1所述的基于VDES和S波段通信的船舶远程监控系统，其特征在于，所述六自由度运动数据包括：船舶的航向角、前向速度、侧向速度以及由于海浪扰动产生的沿航向发生的角位移、沿前向速度方向发生的角位移和沿侧向速度方向发生的角位移。
3.根据权利要求1所述的基于VDES和S波段通信的船舶远程监控系统，其特征在于，所述长焦距云台摄像机采集的数据为图片数据或视频数据。
4.根据权利要求1所述的基于VDES和S波段通信的船舶远程监控系统，其特征在于，所述船舶在通过甚高频信道和S波段信道传输数据时，在所传输的报文头部写有唯一的身份字段。
CN201810432946.3A 2018-05-08 2018-05-08 基于vdes和s波段通信的船舶远程监控系统 Active CN108769139B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810432946.3A CN108769139B (zh) 2018-05-08 2018-05-08 基于vdes和s波段通信的船舶远程监控系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810432946.3A CN108769139B (zh) 2018-05-08 2018-05-08 基于vdes和s波段通信的船舶远程监控系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108769139A true CN108769139A (zh) 2018-11-06
CN108769139B CN108769139B (zh) 2021-06-08

Family

ID=64009834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810432946.3A Active CN108769139B (zh) 2018-05-08 2018-05-08 基于vdes和s波段通信的船舶远程监控系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108769139B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109362061A (zh) * 2018-11-21 2019-02-19 中国运载火箭技术研究院 一种vhf频段数据交换系统的岸基值守与管理系统
CN109714258A (zh) * 2019-03-04 2019-05-03 北京大瞭互通科技有限责任公司 一种vdes分组数据网关及其实现方法
CN109733567A (zh) * 2018-12-31 2019-05-10 上海孚实船舶科技有限公司 一种利用auv对水下作业单元进行非接触式充电的方法
CN110289893A (zh) * 2019-07-22 2019-09-27 山东星通易航通信科技有限公司 一种vdes系统中基于船舶间协作的数据传输方法
CN111372320A (zh) * 2020-04-08 2020-07-03 成都爱科特科技发展有限公司 一种用于信道调度的船舶vdes通信系统及方法
CN111628815A (zh) * 2020-05-08 2020-09-04 山东星通易航通信科技有限公司 一种卫星vdes系统的信道估计方法
CN112769911A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 广州大湾科技有限公司 基于vdes的海事服务集信息数据交互方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2451063A (en) * 2007-07-13 2009-01-21 Watt Marine Ltd Automatic marine distress transmitter
CN105137452A (zh) * 2015-08-26 2015-12-09 上海船舶研究设计院 一种深潜水支持母船的天线综合布置结构
CN106209126A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 上海鹰觉科技有限公司 基于船舶交通服务监视雷达构建监视信息网系统
CN106788668A (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 中船航海科技有限责任公司 一种船载北斗ais组合接收系统
CN106875753A (zh) * 2017-04-12 2017-06-20 武汉理工大学 基于物联网技术的船舶靠泊辅助系统
CN107329135A (zh) * 2017-08-23 2017-11-07 国网福建省电力有限公司 一种长距离海底电缆海域安全监控系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2451063A (en) * 2007-07-13 2009-01-21 Watt Marine Ltd Automatic marine distress transmitter
CN105137452A (zh) * 2015-08-26 2015-12-09 上海船舶研究设计院 一种深潜水支持母船的天线综合布置结构
CN106209126A (zh) * 2016-08-31 2016-12-07 上海鹰觉科技有限公司 基于船舶交通服务监视雷达构建监视信息网系统
CN106788668A (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 中船航海科技有限责任公司 一种船载北斗ais组合接收系统
CN106875753A (zh) * 2017-04-12 2017-06-20 武汉理工大学 基于物联网技术的船舶靠泊辅助系统
CN107329135A (zh) * 2017-08-23 2017-11-07 国网福建省电力有限公司 一种长距离海底电缆海域安全监控系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
巩海方: "谈甚高频数字交换系统(VDES)", 《中国海事》 *
陈全: "船舶天线布置及检验", 《中国水运》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109362061A (zh) * 2018-11-21 2019-02-19 中国运载火箭技术研究院 一种vhf频段数据交换系统的岸基值守与管理系统
CN109362061B (zh) * 2018-11-21 2021-08-10 中国运载火箭技术研究院 一种vhf频段数据交换系统的岸基值守与管理系统
CN109733567A (zh) * 2018-12-31 2019-05-10 上海孚实船舶科技有限公司 一种利用auv对水下作业单元进行非接触式充电的方法
CN109733567B (zh) * 2018-12-31 2020-01-14 上海孚实船舶科技有限公司 一种利用auv对水下作业单元进行非接触式充电的方法
CN109714258A (zh) * 2019-03-04 2019-05-03 北京大瞭互通科技有限责任公司 一种vdes分组数据网关及其实现方法
CN110289893A (zh) * 2019-07-22 2019-09-27 山东星通易航通信科技有限公司 一种vdes系统中基于船舶间协作的数据传输方法
CN110289893B (zh) * 2019-07-22 2022-08-26 山东星通易航通信科技有限公司 一种vdes系统中基于船舶间协作的数据传输方法
CN111372320A (zh) * 2020-04-08 2020-07-03 成都爱科特科技发展有限公司 一种用于信道调度的船舶vdes通信系统及方法
CN111628815A (zh) * 2020-05-08 2020-09-04 山东星通易航通信科技有限公司 一种卫星vdes系统的信道估计方法
CN111628815B (zh) * 2020-05-08 2021-09-10 山东星通易航通信科技有限公司 一种卫星vdes系统的信道估计方法
CN112769911A (zh) * 2020-12-30 2021-05-07 广州大湾科技有限公司 基于vdes的海事服务集信息数据交互方法
CN112769911B (zh) * 2020-12-30 2023-04-14 广州大湾科技有限公司 基于vdes的海事服务集信息数据交互方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108769139B (zh) 2021-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108769139A (zh) 基于vdes和s波段通信的船舶远程监控系统
CN110351354A (zh) 基于vdes和s波段通信的船舶远程监控系统
CN104679032B (zh) 一种利用岸基基站和船舶位置信息的动态天线调整和通信的方法
US7809370B2 (en) Space based monitoring of global maritime shipping using automatic identification system
CN108365340B (zh) 用于海上无人机的船载天线控制方法及装置
CN214069930U (zh) 一种无人船系留无人机通信系统
CN106899316B (zh) 多天线天基ais接收机
US20180231669A1 (en) Systems and Methods for Transmitting Ship Positions and Tracks Over Multiple Communications Channels
Lopes et al. Wi-Fi broadband maritime communications using 5.8 GHz band
CN111181657A (zh) 一种海洋分布式自组织网络系统
KR101131944B1 (ko) Ａｉｓ 기반 레이더 타깃 정보 제공 방법
CN111238568A (zh) 一种水下通信探测一体化系统
CN205304979U (zh) 一种应急卫星通信图像传输系统
CN109787677B (zh) 一种基于低轨卫星光通信系统的手持终端
CN111614368B (zh) 海上多用途通信终端
CN103236146A (zh) 基于ais网络的内河船舶能耗数据传输系统
Yang et al. An integrated vessel tracking system by using AIS, Inmarsat and China Beidou navigation satellite system
CN112822704A (zh) 一种多通道传输的无人艇信息管理方法
Zordan et al. On the feasibility of an anti-grounding service with autonomous surface vessels
CN215121076U (zh) 一种船舶远程网络通信对讲系统
CN114244421B (zh) 通信系统、方法、装置、设备及存储介质
US20150089423A1 (en) Geographically Selective Maritime Messaging
Lisaj Integrated communications platform for RIS centres supporting inland navigation
CN216795138U (zh) 一种基于天基通信的无人机飞行对抗系统
CN217787389U (zh) 一种基于网络的船用双雷达切换系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant