CN110189549A - 一种低功耗船舶终端的进出港控制方法 - Google Patents

一种低功耗船舶终端的进出港控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，其基于一种低功耗船舶进出港的控制系统，控制系统包括管理平台、第一RFID广播设备、第二RFID广播设备和船舶终端；船舶终端设有处理模块、定位模块、通讯模块和RFID模块，通讯模块与管理平台通过远程无线通讯方式进行信息互通；通过船舶终端通过接收第一信号和第二信号的先后顺序形成进港或离港信号，以发送至管理平台登记进港或离港信息，并通过船舶终端的处理模块修改定位期间参数和定位信息上报期间参数，以控制定位模块和通讯模块收集和上报定位信息的频率。该控制方法能及时登记船舶进出港信息，有利于管理平台监管功能的实现，且能够降低船舶的能耗，保证了船舶在港内和港外的安全行驶。

Description

一种低功耗船舶终端的进出港控制方法
技术领域
本发明涉及船舶设计制造领域，具体涉及一种低功耗船舶终端的进出港控制方法。
背景技术
由于港内管理平台的管理需要，船舶进出港时需向管理平台上报进港或离港信号以作进港或离港的登记，现有技术中对于船舶进港或离港的登记监控易遗漏、登记耗时长；当船舶驶入港内区域后，仍需要按时向管理平台上报其定位信息以便于平台的统一管理。由于港内环境安全且区域较小，即船舶无需频繁向管理平台上报其定位信息；但现有的船舶并没有针对该环境特性对船舶定位信息的上报频率作进一步的改进，频繁的上报工作不仅造成了船舶不必要的能耗损失，且增大了管理平台的工作强度。
其中，由于低功耗船舶的条件限制，更需要作进一步地改进以节省电源保证其低功耗的使用；进一步地，如低功耗船舶驶入港内后减少了定位信息的上报频率，但离港后仍然保持该上报频率，会导致该低功耗船舶在离港后上报定位信息的时间间隔过长，由于港外的环境复杂，管理平台如过长时间无法获知该低功耗船舶的定位信息，即无法及时提供支持和监控，不能保证该船舶在港外时的安全行驶。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，能够及时登记船舶进出港信息，有利于管理平台监管功能的实现，且能够降低船舶的能耗，同时保证了船舶在港内和港外的安全行驶。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
关于一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，其基于一种低功耗船舶进出港的控制系统，所述控制系统包括管理平台、第一RFID广播设备、第二RFID广播设备和设于船上的船舶终端；所述船舶终端设有处理模块、定位模块、通讯模块和RFID模块，所述通讯模块与管理平台通过远程无线通讯方式进行信息互通；所述第一RFID广播设备用于广播第一信以形成第一信号广播区域，所述第二RIFD广播设备用于广播第二信号以形成第二信号广播区域，所述第二信号广播区域比第一信号广播区域更靠近港口。
所述低功耗船舶终端的进港控制方法的具体步骤如下：
步骤一：如船舶行驶过程中，所述船舶终端的处理模块先接收到RFID模块已接收第一信号的通知，再接收到RFID模块已接收第二信号的通知，即生成进港信号，并通过通讯模块将进港信号发送至管理平台。
步骤二：所述管理平台接收进港信号后，将定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令通过通讯模块发送至处理模块；
步骤三：所述处理模块根据接收到的所述指令修改定位期间参数和定位信息上报期间参数；
步骤四：所述处理模块控制所述定位模块按照修改后的定位期间参数收集定位信息，并控制所述通讯模块按照修改后的定位信息上报期间参数上报定位信息至管理平台。
基于第一技术方案，还优选地设有一种低功耗船舶终端的进出港控制方法的第二技术方案：所述低功耗船舶终端的离港控制方法的具体步骤如下：
步骤一：如船舶行驶过程中，所述船舶终端的处理模块先接收到RFID模块已接收第二信号的通知，再接收到RFID模块已接收第一信号的通知，即生成离港信号，并通过通讯模块将离港信号发送至管理平台。
步骤二：所述管理平台接收离港信号后，将定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令通过通讯模块发送至处理模块；
步骤三：所述处理模块根据接收到的所述指令修改定位期间参数和定位信息上报期间参数；
步骤四：所述处理模块控制所述定位模块按照修改后的定位期间参数收集定位信息，并控制所述通讯模块按照修改后的定位信息上报期间参数上报定位信息至管理平台。
基于第一或第二技术方案，还优选地设有一种低功耗船舶终端的进出港控制方法的第三技术方案：所述第一RFID广播设备以面向港外的方向广播第一信号；所述第二RFID广播设备以面向港内的方向广播第二信号；所述第一信号广播区域与第二信号广播区域的广播面积相同；第一信号和第二信号均为RFID信号。
基于第一或第二技术方案，还优选地设有一种低功耗船舶终端的进出港控制方法的第四技术方案：所述第一RFID广播设备的设置位置比第二RFID广播设备更靠近港外，所述第一信号广播区域与第二信号广播区域的广播面积相同；第一信号和第二信号均为RFID信号。
基于第一技术方案，还优选地设有一种低功耗船舶终端的进出港控制方法的第五技术方案：所述步骤二中管理平台接收进港信号后，所发送的定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令是将定位期间参数和定位信息上报期间参数修改为较高值。
基于第二技术方案，还优选地设有一种低功耗船舶终端的进出港控制方法的第六技术方案：所述步骤二中管理平台接收离港信号后，所发送的定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令是将定位期间参数和定位信息上报期间参数修改为较低值，即恢复所述船舶在港外时船舶终端原设有的定位期间参数和定位上报期间参数。
由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：
1、通过设置第一RFID广播设备和第二RFID广播设备用以广播第一信号和第二信号；当船舶驶向港内时，在设定的范围内船舶终端的RFID设备先接收到第一信号后接收到第二信号，以触发处理模块生成进港信号发送至管理平台登记进港信息；该信号触发方式为非接触识别，能够克服各种恶劣天气带来的识别障碍；识别速度快，同时能实现动态实时通信，只要船舶驶入第一信号广播区域和第二信号广播区域内时，即能对该船舶进行动态追踪和监控，以及时登记船舶进港，不易遗漏。
再者，管理平台还能够立即下达指令以修改船舶终端的定位期间参数和定位信息上报期间参数，来调整船舶终端收集和上报定位信息的频率；当船舶驶入港内后，减少船舶终端收集和上报定位信息的频率，能够节省船舶自身的能耗；且减少定位信息的上报频率还有效减少了管理平台的工作强度；进一步地，由于港内环境稳定，并不会对船舶的安全行驶造成任何影响。
2、同样通过设置离港RIFD广播设备和第一RFID广播设备，当船舶驶离港内时，在设定的范围内船舶终端的RFID设备先接收到第二信号后接收到第一信号，以触发处理模块生成离港信号发送至管理平台登记离港信息；以及时唤醒船舶终端向管理平台登记离港信息，避免船舶终端在休眠状态下驶离港内，未作离港登记。
管理平台进行离港登记并且立即下达指令修改船舶终端的定位期间参数和定位信息上报期间参数；通过增加船舶终端收集和上报定位信息的频率，有利于船舶驶离港后管理平台监管功能的实现，以便于及时跟踪船舶动向，采取应急措施；且避免船舶在驶离港内很远距离后，管理平台才接收到船舶上报的定位信息，同时避免船舶离港后由于长时间未上报定位信息期间而驶近边防控制线或危险区域，以进一步地保证船舶在港外时的安全行驶。
3、通过设置第一RFID广播设备以面向港外的方向广播第一信号，以形成面向港外的第一信号广播区域；并且设置第二RFID广播设备以面向港内的方向广播第二信号，以形成面向港内的第二信号广播区域。
4、所述第一RFID广播设备的设置位置比第二RFID广播设备更靠近港外，以在更靠近港外的位置形成第一信号广播区域，第二RFID广播设备在更靠近港内的位置形成第二信号广播区域。
5、上述第三点和第四点对于第一RFID设备和第二RFID设备的设置方式均用于实现以下步骤：当船舶驶向港内时，先到达第一信号广播区域，船舶终端RFID模块先接收到第一信号；再到达第二信号广播区域，船舶终端RFID模块后接收到第二信号，以触发处理模块生成进港信号。当船舶驶离港内时，先到达第二信号广播区域，船舶终端RFID模块先接收到第二信号；再到达第一信号广播区域，船舶终端RFID模块后接收到第一信号，触发形成离港信号。
船舶终端的处理模块根据第一信号和第二信号先后接收顺序的不同以形成进港或离港信号，所生成的信号明确，保证了上报信息的准确性；同时避免了船舶驶于港内和港外交界处时同时接收多种信号，造成误触发的情况；第一信号广播区域和第二信号广播区域的广播面积相同，以使船舶终端接收第一信号和第二信号的机率相等，进一步地保证生成信号的准确性。
6、管理平台接收进港信号，将定位期间参数和定位信息上报期间参数修改为较高值，即延长船舶收集和上报定位信息的时间间隔，减少船舶终端收集和上报定位信息的频率，以节省船舶自身的能耗。
7、管理平台接收离港信号，将定位期间参数和定位信息上报期间参数修改为较低值，即缩短船舶收集和上报定位信息的时间间隔，增加船舶终端收集和上报定位信息的频率，以使得船舶在驶离港内后，能够及时收集定位信息以上报至管理平台，来保证船舶在港外的安全行驶。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1和2船舶进港时的关系示意图；
图2为本发明实施例1和2船舶离港时的关系示意图；
图3为第一处理器1电连接关系示意图；
图4为第二处理器2电连接关系示意图；
图5为高性能处理器唤醒电路示意图；
图6为定位模块5电路示意图；
图7为通讯模块6电路示意图。
具体实施方式
下面将给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，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不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。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
如图1和图2所示，本发明实施例1基于一种低功耗船舶进出港的控制系统实现，该低功耗船舶进出港控制系统包括船舶终端10、管理平台20、第一RFID广播设备30和第二RFID广播设备40。其中，船舶终端10固定连接于船舶本体上；这里所说的船舶，是指不带发电设备的渔船，即低功耗船舶。管理平台20则一般设置于岸上的渔业监督部门或边防部门。
在本实施例1中，第一RFID广播设备30以面向港外的方向广播第一信号，形成面向港外的第一信号广播区域；第二RFID广播设备40以面向港内的方向广播第二信号，形成面向港内的第二信号广播区域；第二信号广播区域比第一信号广播区域更靠近港口。
第一信号广播区域和第二信号广播区域的广播面积相同，以使船舶终端接收第一信号和第二信号的机率相等，进一步地保证生成信号的准确性。第一信号和第二信号均为RFID信号。
其中，船舶终端10包括处理模块、电源模块3、RFID模块4、定位模块5和通讯模块6，它们之间电连接，所述处理模块包括第一处理器1和第二处理器2。
第一处理器1属于低功耗处理器，如图3所示，在本实施例中，采用芯片U6，具体型号为NRF51822。
第二处理器2属于高性能处理器，其功耗小于第一处理器1，如图4所示，在本实施例中，采用芯片U1,具体型号为STM32F107VCT6。
如图3所示，在本实施例中，RFID模块4设有RFID信号接收天线A1，用于接收第一信号和第二信号。
第一处理器1通过控制电源模块3向第二处理器2供电来唤醒第二处理器2。具体的电路如图5所示。在图5中，第一处理器1的第41管脚发出控制信号CPU_3V3_EN，该控制信号用于控制电源模块3的一个芯片U4使能，芯片U4的具体型号为RT8008。在芯片U4工作时，电池电源VBAT转换为供第二处理器2工作的电源CPU_3V3。通过这种方式，第一处理器1得以唤醒第二处理器2。
第一处理器1与RFID模块4电连接，用于接收RFID模块4所发送的信号接收通知。具体的电路如图3所示。在图3中，RFID模块4接第一处理器1的第31和32管脚，用于将已接收第一信号和已接收第二信号的通知发送至第一处理器1。
第二处理器2和定位模块5电连接，用于处理并存储定位模块5发送的定位信息。图6示出了定位模块5的电路图，定位模块5中芯片U7采用MAX-M8型号，其第2管脚通过信号CPU_RX_GPS发送定位信息至第二处理器2的第83管脚。
第二处理器2和通讯模块6电连接，用于向管理平台20上报定位信息或报警。如图7所示，通讯模块6通过GPRS通信芯片CM180，通信芯片的第11、12、13、14和16管脚分别接第二处理器2的第55、56、59、58和54管脚，以实现第二处理器2和管理平台20的信息互通。
在本实施例1中，低功耗处理器(第一处理器1)每隔一个定位期间唤醒一次高性能处理器(第二处理器2)，在电池电压供电充足的情况下，高性能处理器(第二处理器2)通过定位模块5获取定位信息并存入高性能处理器(第二处理器2)的存储器中。
在本实施例1中，低功耗处理器(第一处理器1)每隔一个定位信息上报期间唤醒一次高性能处理器(第二处理器2)，在电池电压供电充足的情况下，高性能处理器(第二处理器2)经由通讯模块6通过远程无线通讯方式向管理平台20上报所有未上报过的定位信息。
其中，定位信息上报期间大于定位期间，且一般为定位期间的倍数。在本实施例中，低功耗船舶在港外行驶时的定位期间参数设置为5min,定位信息上报期间参数设为10min。
在本实施例1中，如图1所述，一种低功耗船舶终端的进港控制方法具体步骤如下：
步骤一：如船舶行驶过程中，如图1序号①所示，船舶终端的第一处理器1先接收到RFID模块4已接收第一信号的通知；如图1序号②所示，第一处理器1后接收到RFID模块4已接收第二信号的通知，第一处理器1即生成进港信号并控制电源模块3向第二处理器2供电以即时唤醒第二处理器2；第二处理器2通过通讯模块6采用远程无线通讯方式将进港信号发送至管理平台20。
步骤二：管理平台20接收进港信号后，将定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令通过通讯模块6发送至第二处理器2；该定位期间参数变更指令和定位信息上报参数变更期间是将定位期间参数和定位信息上报期间参数修改为较高值；在本实施例1中，定位期间参数变更指令是将定位期间参数从5min修改为15min，定位信息上报期间参数变更指令是将定位信息上报期间参数从10min修改为30min。
步骤三：第二处理器2根据接收到的指令修改定位期间参数和定位信息上报期间参数。
步骤四：第二控制器2控制定位模块5按照修改后的定位期间参数收集定位信息，即每隔15min收集一次定位信息；并控制通讯模块6按照修改后的定位信息上报期间参数上报定位信息至管理平台20，即每隔30min上报一次定位信息至管理平台20。
该低功耗船舶进港控制方法不仅利于管理平台20及时登记船舶进港信息；还通过减少船舶终端收集和上报定位信息的频率，节省船舶自身的能耗；减少定位信息的上报频率同时有效减少了管理平台的工作强度；进一步地，由于港内环境稳定，并不会对船舶的安全行驶造成任何影响。
在本实施例1中，如图2所示，一种低功耗船舶终端的离港控制方法步骤如下：
步骤一：如船舶行驶过程中，如图2序号①所示，船舶终端的第一处理器1先接收到RFID模块4已接收第一信号的通知；如图2序号②所示，第一处理器1后接收到RFID模块4已接收第二信号的通知，第一处理器1即生成离港信号并控制电源模块3向第二处理器2供电以即时唤醒第二处理器2；第二处理器2通过通讯模块6采用远程无线通讯方式将离港信号发送至管理平台20。
步骤二：管理平台20接收离港信号后，将定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令通过通讯模块6发送至第二处理器2；该定位期间参数变更指令和定位信息上报参数变更期间是将定位期间参数和定位信息上报期间参数修改为较低值；在本实施例中，定位期间参数变更指令是将定位期间参数从15min修改为5min，定位信息上报期间参数变更指令是将定位信息上报期间参数从30min修改为10min，即恢复船舶在港外时船舶终端原设有的定位期间参数和定位上报期间参数。
步骤三：第二处理器2根据接收到的指令修改定位期间参数和定位信息上报期间参数。
步骤四：第二控制器2控制定位模块5按照修改后的定位期间参数收集定位信息，即每隔5min收集一次定位信息；并控制通讯模块6按照修改后的定位信息上报期间参数上报定位信息至管理平台20，即每隔10min上报一次定位信息至管理平台20。
同样的，该低功耗船舶终端离港控制方法不仅能够及时唤醒船舶终端10向管理平台20登记离港信息，避免船舶在休眠状态下驶离港内，未作离港登记；还通过增加船舶终端收集和上报定位信息的频率，有利于船舶驶离港后管理平台监管功能的实现，以便于及时跟踪船舶动向，采取应急措施；且避免船舶在驶离港内很远距离后，管理平台20才接收到上报的定位信息，同时避免船舶离港后由于长时间未上报定位信息期间而驶近边防控制线或危险区域，以进一步地保证船舶在港外时的安全行驶。
本发明还提供另一种实施例，为实施例2。本实施例2提供了一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，在本实施例2中除了第一RFID广播设备30和第二RFID广播设备40的设置位置不同，其余部分与上述实施例1相同，不作重复赘述。
在本实施例2中，第一RFID广播设备30设置位置相较于第二RFID广播设备40更靠近港外，以使第一RFID广播设备30在更靠近港外的位置形成第一信号广播区域，第二RFID广播设备40在更靠近港内的位置形成第二信号广播区域。在本实施例2中，不对第一信号或第二信号的广播方向作具体限定。
第二信号广播区域与第一信号广播区域的广播面积相同，以使船舶终端接收第一信号和第二信号的机率相等，进一步地保证生成信号的准确性。第一信号和第二信号均为RFID信号。
综上所述，实施例1和实施例2均提供了一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，该方法能够及时登记进出港信息，并且在进港或离港时能够修改船舶终端定位信息收集和上报的频率，以节省船舶能耗，同时保证船舶在港内和港外的安全行驶。
上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，其特征在于：其基于一种低功耗船舶进出港的控制系统，所述控制系统包括管理平台、第一RFID广播设备、第二RFID广播设备和设于船上的船舶终端；所述船舶终端设有处理模块、定位模块、通讯模块和RFID模块，所述通讯模块与管理平台通过远程无线通讯方式进行信息互通；所述第一RFID广播设备用于广播第一信以形成第一信号广播区域，所述第二RIFD广播设备用于广播第二信号以形成第二信号广播区域，所述第二信号广播区域比第一信号广播区域更靠近港口。
所述低功耗船舶终端的进港控制方法的具体步骤如下：
步骤一：如船舶行驶过程中，所述船舶终端的处理模块先接收到RFID模块已接收第一信号的通知，再接收到RFID模块已接收第二信号的通知，即生成进港信号，并通过通讯模块将进港信号发送至管理平台。
步骤二：所述管理平台接收进港信号后，将定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令通过通讯模块发送至处理模块；
步骤三：所述处理模块根据接收到的所述指令修改定位期间参数和定位信息上报期间参数；
步骤四：所述处理模块控制所述定位模块按照修改后的定位期间参数收集定位信息，并控制所述通讯模块按照修改后的定位信息上报期间参数上报定位信息至管理平台。
2.如权利要求1所述的一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，其特征在于：所述低功耗船舶终端的离港控制方法的具体步骤如下：
步骤一：如船舶行驶过程中，所述船舶终端的处理模块先接收到RFID模块已接收第二信号的通知，再接收到RFID模块已接收第一信号的通知，即生成离港信号，并通过通讯模块将离港信号发送至管理平台。
步骤二：所述管理平台接收离港信号后，将定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令通过通讯模块发送至处理模块；
步骤三：所述处理模块根据接收到的所述指令修改定位期间参数和定位信息上报期间参数；
步骤四：所述处理模块控制所述定位模块按照修改后的定位期间参数收集定位信息，并控制所述通讯模块按照修改后的定位信息上报期间参数上报定位信息至管理平台。
3.如权利要求1或2任一项所述的一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，其特征在于：所述第一RFID广播设备以面向港外的方向广播第一信号；所述第二RFID广播设备以面向港内的方向广播第二信号；所述第一信号广播区域与第二信号广播区域的广播面积相同；第一信号和第二信号均为RFID信号。
4.如权利要求1或2任一项所述的一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，其特征在于：所述第一RFID广播设备的设置位置比第二RFID广播设备更靠近港外，所述第一信号广播区域与第二信号广播区域的广播面积相同；第一信号和第二信号均为RFID信号。
5.如权利要求1所述的一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，其特征在于：所述步骤二中管理平台接收进港信号后，所发送的定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令是将定位期间参数和定位信息上报期间参数修改为较高值。
6.如权利要求2所述的一种低功耗船舶终端的进出港控制方法，其特征在于：所述步骤二中管理平台接收离港信号后，所发送的定位期间参数变更指令和定位信息上报期间参数变更指令是将定位期间参数和定位信息上报期间参数修改为较低值，即恢复所述船舶在港外时船舶终端原设有的定位期间参数和定位上报期间参数。
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