CN109495494A - 一种vdes数据传输的帧结构配置方法、传输装置及系统 - Google Patents
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Abstract
一种VDES数据传输的帧结构配置方法,用于岸站与管理中心之间的数据传输,所述帧结构的应用数据域包括业务数据和配置管理数据,业务数据包括自动识别系统业务数据、特定应用消息业务数据、VHF数据交换业务数据,其中VHF数据交换业务数据包括但不局限于证书文件、电子海图数据。根据配置数据中的载波频率,对业务数据中的电子海图数据进行分包,然后管理中心将分包后的电子海图数据发送给岸站。采用动态的数据管理和传输方式,大幅提高系统的运行效率和使用灵活性,提升系统多岸站的管理能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种VDES数据传输的帧结构配置方法、传输装置及系统,属于VDES岸站管理技术领域。
背景技术
VDES(VHF Date Exchange System,VHF数据交换系统)系统是IMO(国际海事组织)推行E航海战略的重要支撑技术,是当前保障船舶航行安全的AIS系统的下一代升级,是实现船舶“泊位到泊位”“按需服务”能力信息交互载体。
狭义的VDES系统由船站设备和岸站设备构成。船站设备与岸站设备通过自组织网络解析标准的电文、实现设备间的通信。VDES系统的目标是为了更好的让岸上的管理人员了解船舶状态,为管理人员提供更为便捷、更为丰富的船舶安全管理手段。因此,一个完整的VDES系统必须提供相应的岸站设备的管理软件,通过与VDES岸站进行相应的协议通信,完成对岸站设备的管理,以及通过岸站设备获取船舶信息并对船舶进行控制。
目前国内国际在船站设备和岸站设备的研制方面均处于起步阶段,尚未有同类型的系统软件,在此方面尚属空白。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种VDES数据传输的帧结构配置方法、传输装置及系统,采用动态的数据管理和传输方式,大幅提高系统的运行效率和使用灵活性,提升系统多岸站的管理能力。
本发明目的通过以下技术方案予以实现:
一种VDES数据传输的帧结构配置方法,用于岸站与管理中心之间的数据传输,所述帧结构的应用数据域包括业务数据和配置管理数据,根据配置数据中的载波频率,对业务数据中的电子海图数据进行分包,然后管理中心将分包后的电子海图数据发送给岸站。
上述VDES数据传输的帧结构配置方法,所述分包后的电子海图数据包括首包数据、中间包数据和尾包数据;所述首包数据包括总包数、首包类型、首包数据;所述中间包数据包括中间包类型、本包序号、中间包数据;所述尾包数据包括尾包类型、尾包数据。
上述VDES数据传输的帧结构配置方法,所述业务数据包括自动识别系统业务数据、特定应用消息业务数据、VHF数据交换业务数据。
上述VDES数据传输的帧结构配置方法,所述自动识别系统业务数据包括但不局限于船舶的位置、航向、航速、船舶类型、货物。
上述VDES数据传输的帧结构配置方法,所述特定应用消息业务数据包括但不局限于船舶航向的通知、通告、水文数据、气象数据。
上述VDES数据传输的帧结构配置方法,所述VHF数据交换业务数据包括但不局限于证书文件、电子海图数据。
上述VDES数据传输的帧结构配置方法,所述VDES数据传输的帧结构包括以太网首部、IP首部、TCP首部、应用数据域和帧校验序列。
上述VDES数据传输的帧结构配置方法,岸站与管理中心之间采用TCP协议通信。
一种VDES数据传输装置,所述VDES数据传输装置采用权利要求1所述的VDES数据传输的帧结构配置方法,对岸站与管理中心之间的数据传输的帧结构进行配置。
上述VDES数据传输装置,所述业务数据包括自动识别系统业务数据、特定应用消息业务数据、VHF数据交换业务数据。
上述VDES数据传输装置,对所述业务数据进行加密。
上述VDES数据传输装置,所述自动识别系统业务数据包括但不局限于船舶的位置、航向、航速、船舶类型、货物。
上述VDES数据传输装置,所述特定应用消息业务数据包括但不局限于船舶航向的通知、通告、水文数据、气象数据。
上述VDES数据传输装置,所述VHF数据交换业务数据包括但不局限于证书文件、电子海图数据。
一种VDES数据传输系统,包括岸站设备、中心管理系统;所述采用权利要求1所述的VDES数据传输的帧结构配置方法,对岸站设备与中心管理系统之间的数据传输的帧结构进行配置。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果:
(1)本发明提供了面向VDES应用的完整地系统支持,包括岸站管理支持、信息收发支持等;
(2)本发明实现了完整的VDES系统业务支持,在兼容现有AIS信道业务功能的基础上提供了对ASM、VDE信道业务功能的实现;
(3)本发明对敏感数据提供了更高的信息传输安全性。
附图说明
图1本发明VDES数据传输系统组成示意图;
图2本发明实施例的数据解析设备示意图;
图3本发明实施例的网络通信协议架构示意图;
图4本发明实施例的信息处理流程示意图;
图5本发明实施例的TCP数据包格式。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步详细描述。
一种VDES数据传输系统,如图1所示,包括岸站设备、中心管理系统;所述岸站设备和中心管理系统均至少包括VDES数据传输装置,VDES数据传输装置采用VDES数据传输的帧结构配置方法,对岸站与管理中心之间的数据传输的帧结构进行配置。
所述VDES数据传输的帧结构包括以太网首部、IP首部、TCP首部、应用数据域和帧校验序列,其中应用数据域可以采用加密处理。岸站与管理中心之间采用TCP协议通信。
一种VDES数据传输的帧结构配置方法,用于岸站与管理中心之间的数据传输,所述帧结构的应用数据域包括业务数据和配置管理数据。所述业务数据包括自动识别系统业务数据、特定应用消息业务数据、VHF数据交换业务数据。所述自动识别系统业务数据包括但不局限于船舶的位置、航向、航速、船舶类型、货物。所述特定应用消息业务数据包括但不局限于船舶航向的通知、通告、水文数据、气象数据。所述VHF数据交换业务数据包括但不局限于证书文件、电子海图数据。
根据配置数据中的载波频率,对业务数据中的电子海图数据进行分包,分包后的电子海图数据包括首包数据、中间包数据和尾包数据;所述首包数据包括总包数、首包类型、首包数据;所述中间包数据包括中间包类型、本包序号、中间包数据;所述尾包数据包括尾包类型、尾包数据;然后管理中心将分包后的电子海图数据发送给岸站。
实施例:
一种VDES岸站设备统一设计的网络通信协议,包括网络通信协议、数据包加密算法、解密算法;
网络通信协议,用于实现软件与VDES岸站设备的网络通信,包括网络通信方式、数据包格式定义;
数据包加密算法,用于实现软件作为发送方时,对数据所采用的加密算法;
数据包解密算法,用于实现软件作为数据接收方时,对接收到的数据采取的解密算法。
一种数据解析设备,如图2所示,程序运行的服务器;基于网络通信协议的报文数据获取;ASM、VDE报文数据的解析;解析后报文的存储。VDES岸站设备的初始化配置管理、部署管理和运行状态监控管理。VDES岸站设备的初始化配置管理,实现了VDES岸站设备接入数据解析服务器时必须完成的设备初始化设置,用以取代设备出厂的默认设置;VDES岸站设备的部署管理,实现了多VDES岸站设备接入同一数据解析服务器时的部署设置,用以实现服务器对设备的识别及其他操作;VDES岸站设备的运行状态监控管理,实现了多VDES岸站设备同时工作时,对异常VDES岸站设备的监控、识别与告警。
一种分布式网络通信协议架构,如图3所示,包括了展示层、协议层、物理层,物理层主要实现岸站管理系统与各VDES岸站设备间的网络通信。
协议层是软件的核心,主要包含自定义协议封装/解析、报文封装/解析等部分。用于实现网络通信协议的封装及解析,数据包的加密及解密,报文数据的封装及解析。
展示层用于管理用户进行操作员权限配置、网络配置(IP地址设置)、岸站设备接入管理(设备的呼号、IP地址设置)等管理操作,海图显示以及操作员对船舶进行规定的操作处理。
本实施例所具备的信息处理流程说明如下,如图4所示:
(1)物理层主要实现岸站管理系统与各VDES岸站设备间的网络通信;
(2)经过网络通信获取的来自VDES岸站设备的元数据,对元数据根据通信协议进行数据解封,得到数据包。对解封后的数据包进行解密处理,得到实际VDES报文。对VDES报文进行报文解析,得到报文的实际语义。完成协议处理;
(3)根据报文的实际语义,在界面显示;
(4)操作员在界面的各项对VDES岸站设备的操作,将转换为相应的报文数据。报文经数据加密后形成的密文。密文将会被按设定的格式/位置填入网络通信协议帧中;
(5)网络通信协议帧将被发送到网络中,由VDES岸站设备接收并处理。
VDES数据传输系统的网络传输采用TCP协议进行传输,所有数据均以ASCII码字符串数据流进行传输。岸站为Client端,中心为Server端。设备接入网络后,中心SOA服务器向接入网络的全部岸站发起连接请求。岸站网关初始IP地址为:192.168.20.65:8001;新岸站接入系统,或岸站接入其他中心后,应调整IP地址,防止地址冲突。
网络传输格式按如图5所示TCP数据包格式设计,其中应用数据域包含协议语句,语句说明见表1。
表1
其中,以下内容按海事业务相关约定:
1)业务数据包括管理类信息、安全类信息、查询类信息及海图信息等;
2)AIS业务数据的应用层定义见IEC 61162-450 1.0版第7章;
3)AIS业务数据中,字段定义、转义字符定义、保留字符定义、校验字符定义等数据格式协议见IEC 61162-450 1.0版第7章“Data format protocol”;
4)VDES设备的talker ID固定为“VE”,AIS设备的talker ID固定为“AI”;
5)电子海图数据参考IEC 61162-450 1.0版第7章;
6)MMSI中对船舶国籍识别码的解析见ITU-585;
7)10比特指配区域码(DAC),该码基于海事识别数字(MID);
8)6比特功能标识符(FI),该码可有64个独特应用专用消息。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (15)
1.一种VDES数据传输的帧结构配置方法,用于岸站与管理中心之间的数据传输,其特征在于:所述帧结构的应用数据域包括业务数据和配置管理数据,根据配置数据中的载波频率,对业务数据中的电子海图数据进行分包,然后管理中心将分包后的电子海图数据发送给岸站。
2.根据权利要求1所述的一种VDES数据传输的帧结构配置方法,其特征在于:所述分包后的电子海图数据包括首包数据、中间包数据和尾包数据;所述首包数据包括总包数、首包类型、首包数据;所述中间包数据包括中间包类型、本包序号、中间包数据;所述尾包数据包括尾包类型、尾包数据。
3.根据权利要求1所述的一种VDES数据传输的帧结构配置方法,其特征在于:所述业务数据包括自动识别系统业务数据、特定应用消息业务数据、VHF数据交换业务数据。
4.根据权利要求3所述的一种VDES数据传输的帧结构配置方法,其特征在于:所述自动识别系统业务数据包括但不局限于船舶的位置、航向、航速、船舶类型、货物。
5.根据权利要求3所述的一种VDES数据传输的帧结构配置方法,其特征在于:所述特定应用消息业务数据包括但不局限于船舶航向的通知、通告、水文数据、气象数据。
6.根据权利要求3所述的一种VDES数据传输的帧结构配置方法,其特征在于:所述VHF数据交换业务数据包括但不局限于证书文件、电子海图数据。
7.根据权利要求1所述的一种VDES数据传输的帧结构配置方法,其特征在于:所述VDES数据传输的帧结构包括以太网首部、IP首部、TCP首部、应用数据域和帧校验序列。
8.根据权利要求1所述的一种VDES数据传输的帧结构配置方法,其特征在于:岸站与管理中心之间采用TCP协议通信。
9.一种VDES数据传输装置,其特征在于:所述VDES数据传输装置采用权利要求1所述的VDES数据传输的帧结构配置方法,对岸站与管理中心之间的数据传输的帧结构进行配置。
10.根据权利要求9所述的一种VDES数据传输装置,其特征在于:所述业务数据包括自动识别系统业务数据、特定应用消息业务数据、VHF数据交换业务数据。
11.根据权利要求9所述的一种VDES数据传输装置,其特征在于:对所述业务数据进行加密。
12.根据权利要求10所述的一种VDES数据传输装置,其特征在于:所述自动识别系统业务数据包括但不局限于船舶的位置、航向、航速、船舶类型、货物。
13.根据权利要求10所述的一种VDES数据传输装置,其特征在于:所述特定应用消息业务数据包括但不局限于船舶航向的通知、通告、水文数据、气象数据。
14.根据权利要求10所述的一种VDES数据传输装置,其特征在于:所述VHF数据交换业务数据包括但不局限于证书文件、电子海图数据。
15.一种VDES数据传输系统,其特征在于:包括岸站设备、中心管理系统;所述采用权利要求1所述的VDES数据传输的帧结构配置方法,对岸站设备与中心管理系统之间的数据传输的帧结构进行配置。
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PB01 | Publication | ||
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Effective date of registration: 20200628 Address after: 1501, aerospace building, No. 31, Xinda street, high tech Industrial Park, Dalian, Liaoning Province, 116000 Applicant after: Aohai Technology Co.,Ltd. Address before: 9200 box 38, box 100076, Beijing, Beijing, Fengtai District Applicant before: CHINA ACADEMY OF LAUNCH VEHICLE TECHNOLOGY |
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GR01 | Patent grant | ||
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