CN110322730A - 一种基于北斗导航通信的海上监控预警终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于北斗导航通信的海上监控预警终端，包括壳体和设置与壳体中的主电路板，所述主电路板包括北斗定位模块、处理器、传感器模块、4G传输装置、触摸屏模块、音频模块和北斗短报文通信模块，所述北斗定位模块、处理器、传感器模块、4G传输装置、触摸屏模块和音频模块分别与处理器连接。本发明在移动网络通讯良好情况下，能通过4G传输装置与服务器之间进行通讯；当处在移动网络盲区时能通过北斗定位模块与卫星通讯，解决了在移动网络盲区的导航和远程控制问题；并且其能根据远程监控中心的预警信息重新规划路径，躲避危险区域，还能向远程监控中心进行危险情况报警，能提高船只航行的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，特别涉及一种基于北斗导航通信的海上监控预警终端。
背景技术
海上航行环境复杂多变，船只在海上可能遇到多种意外情况，如海浪过大船只倾斜、船只偏离航道、船只进入危险区域、船只失火等情况，由于海洋环境的特殊性，发生海难事故后难以及时发出求救信息，给救援工作带来很大困难。
因此，及时获取航行警告等海上海上安全信息，及时调整航线，并对船只运行状态进行监控，避免危险发生，危险发生后及时了解船只受灾情况，快速定位受灾船只显得至关重要。目前的导航设备还不能实现对船只状态监测进行监控，不能实现危险预警和报警，同时海洋船只信息收发广泛采用国际海事卫星电话，且可靠性与自动化程度不高。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的一种基于北斗导航通信的海上监控预警终端，以解决船只在移动通信网络盲区的导航定位、状态监控、预警、报警等技术问题。
本发明基于北斗导航通信的海上监控预警终端，包括壳体和设置与壳体中的主电路板，所述主电路板包括北斗定位模块、处理器、传感器模块、4G传输装置、触摸屏模块、音频模块和北斗短报文通信模块，所述北斗定位模块、处理器、传感器模块、4G传输装置、触摸屏模块和音频模块分别与处理器连接，所述传感器包括陀螺仪与加速度计，陀螺仪和加速度计用于感测移动终端的运动数据，并将检测数据发送给处理器；
所述北斗定位模块用于生成移动终端的位置数据，并将位置数据发送给处理器；
所述触摸屏模块用于显示工作状态和输入指令；
所述音频模块包括音频输入单元和音频输出单元，所述音频输入单元用于采集语音指令并将语音指令输入处理器，所述音频输出单元用于播放处理器输出的语音信息；
所述处理器用于将所接收到的相应模块传输的数据发送至4G传输装置和北斗短报文通信模块；
所述4G传输装置用于将接收到的信息发送至服务器和接收服务器下发的指令；
所述北斗短报文通信模块用于将接收到的信息发送给卫星和接收卫星下发的指令；
所述处理器中装载有工作模式切换程序，所述工作模式切换程序在执行时实现以下步骤：
1)采集北斗定位模块获取的移动终端经纬度轨迹数据、以及加速度计获取的加速度改变速率和幅度数据；
2)根据采集的移动终端经纬度轨迹数据，计算在一段时间内移动终端的位移和速度方向变化，并根据位移变化大小和速度方向变化情况进行船只移动状态和静止状态判断：
情况a：若移动终端的位移变化量大于设定值，则判断船只处于移动状态；
情况b：若移动终端的位移变化量小于设定值、且速度方向变化率小于设定值，则判断船只处于移动状态；
情况c：若移动终端的位移变化量小于设定值、且速度方向变化率大于设定值，则判断船只处于静止状态；
在船只被判断为处于移动状态时，处理器发出控制指令控制北斗短报文通信模块处于工作状态，否则处理器发出控制指令控制北斗短报文通信模块由工作状态转为停止工作状态；
3)根据加速度计采集加速度数据，计算在一段时间内移动终端的加速度改变速率和幅度，并根据加速度的改变速率和幅度进行船只移动状态和静止状态判断：
情况a：若加速度的改变速率或改变幅度大于设定值，则判断船只处于移动状态；
情况b：若加速度的改变速率和改变幅度都小于设定值，则判断船只处于静止状态；
在船只判断为处于移动状态时，处理器发出控制指令控制北斗短报文通信模块有停止工作状态变为工作状态，否则控制北斗短报文通信模块保持处于停止工作状态；
所述4G传输装置及北斗短报文通信模块还用于接收远程监控中心发送的预警信息，所述处理器还用于根据预警信息在海图上标注危险区域，重新规划路径避开危险区域，并将海图和规划的路径发送给触摸屏模块显示出来；
所述处理器还用于计算北斗定位模块获取的移动终端当前位置数据与重新规划路径之间的最短距离，并根据该最短距离进行偏离航线判断，若该最短距离大于设定值，则判断移动终端偏离航线，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送偏离航线报警信息；若该最短距离小于设定值，则判断移动终端未偏离航线，不向远程监控中心发送报警信息；
所述处理器还用于计算北斗定位模块获取的移动终端当前位置数据与处理器标注的危险区域之间的距离，并根据该最短距离判断移动终端是否进入危险区域，若该最短距离小于设定值，则判断移动终端进入危险区域，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送进入危险区域报警信息；若该最短距离大于设定值，则判断移动终端未进入危险区域，不向远程监控中心发送报警信息。
进一步，所述处理器还用于根据陀螺仪检测的角度数据和加速度计检测的加速度振荡数据对船只状态进行判断，若陀螺仪检测的角度数据大于设定值，且加速度计检测的加速度振荡数据大于设定值，则判断船只处于颠簸危险状态，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送船只处于颠簸危险状态的报警信息；否则判断船只未处于颠簸危险状态，不向远程监控中心发送的报警信息。
进一步，所述传感器还包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器与处理器连接。
进一步，所述所述处理器还用于根据温度传感器的检测数据判断船只是否发生火灾，若温度传感器的检测值大于设定值，则判断船只发生火灾，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送火灾报警信息；否则判断船只未发生火灾，不向远程监控中心发送火灾报警信息。
本发明的有益效果：
1、本发明基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其在移动网络通讯良好情况下，能通过4G传输装置与服务器之间进行通讯；当处在移动网络盲区时，其能通过北斗定位模块生成位置数据，并通过北斗短报文通信模块与卫星通讯，将位置信息发送给卫星，卫星再将位置信息发送给地面监控设备，地面监控设备再将导航、控制信息发送给卫星，卫星再将导航、监控信息发送给移动终端，从而实现利用北斗卫星导航系统进行导航和控制，解决了船只在移动网络盲区的导航和远程控制问题。
2、本发明基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其能对船只航行状态、运动状态等进行监控，能在船只出现危险状态时向远程监控中心发送报警信息，能提高船只航行安全性。
3、本发明基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其能根据远程监控中心的预警信息重新规划路径，躲避危险区域，还能向远程监控中心进行危险情况报警，能提高船只航行的安全性。
4、本发明基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其能通过工作模式切换程序自动切换北斗短报文通信模块的工作状态，在船只处在静止状态下，北斗短报文通信模块不工作，在船只处在移动状态下，北斗短报文通信模块才工作，这样可以降低终端的能耗，增大了终端的续航时间。
附图说明
图1为实施例中基于北斗导航通信的海上监控预警终端的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
本实施例基于北斗导航通信的海上监控预警终端，包括壳体和设置与壳体中的主电路板，所述主电路板包括北斗定位模块、处理器、传感器模块、4G传输装置、触摸屏模块、音频模块和北斗短报文通信模块，所述北斗定位模块、处理器、传感器模块、4G传输装置、触摸屏模块和音频模块分别与处理器连接，所述传感器包括陀螺仪与加速度计，陀螺仪和加速度计用于感测移动终端的运动数据，并将检测数据发送给处理器。
所述北斗定位模块用于生成移动终端的位置数据，并将位置数据发送给处理器。
所述触摸屏模块用于显示工作状态和输入指令。
所述音频模块包括音频输入单元和音频输出单元，所述音频输入单元用于采集语音指令并将语音指令输入处理器，所述音频输出单元用于播放处理器输出的语音信息。设置音频模块能够提人机交流的方便性和快捷性。
所述处理器用于将所接收到的相应模块传输的数据发送至4G传输装置和北斗短报文通信模块。
所述4G传输装置用于将接收到的信息发送至服务器和接收服务器下发的指令。
所述北斗短报文通信模块用于将接收到的信息发送给卫星和接收卫星下发的指令。
本实施例中，所述处理器中装载有工作模式切换程序，所述工作模式切换程序在执行时实现以下步骤：
1)采集北斗定位模块获取的移动终端经纬度轨迹数据、以及加速度计获取的加速度改变速率和幅度数据；
2)根据采集的移动终端经纬度轨迹数据，计算在一段时间内移动终端的位移和速度方向变化，并根据位移变化大小和速度方向变化情况进行船只移动状态和静止状态判断：
情况a：若移动终端的位移变化量大于设定值，则判断船只处于移动状态；
情况b：若移动终端的位移变化量小于设定值、且速度方向变化率小于设定值，则判断船只处于移动状态；
情况c：若移动终端的位移变化量小于设定值、且速度方向变化率大于设定值，则判断船只处于静止状态；
在船只被判断为处于移动状态时，处理器发出控制指令控制北斗短报文通信模块处于工作状态，否则处理器发出控制指令控制北斗短报文通信模块由工作状态转为停止工作状态；
3)根据加速度计采集加速度数据，计算在一段时间内移动终端的加速度改变速率和幅度，并根据加速度的改变速率和幅度进行船只移动状态和静止状态判断：
情况a：若加速度的改变速率或改变幅度大于设定值，则判断船只处于移动状态；
情况b：若加速度的改变速率和改变幅度都小于设定值，则判断船只处于静止状态；
在船只判断为处于移动状态时，处理器发出控制指令控制北斗短报文通信模块有停止工作状态变为工作状态，否则控制北斗短报文通信模块保持处于停止工作状态。
本实施例中，所述4G传输装置及北斗短报文通信模块还用于接收远程监控中心发送的预警信息，所述处理器还用于根据预警信息在海图上标注危险区域，重新规划路径避开危险区域，并将海图和规划的路径发送给触摸屏模块显示出来。
所述处理器还用于计算北斗定位模块获取的移动终端当前位置数据与重新规划路径之间的最短距离，并根据该最短距离进行偏离航线判断，若该最短距离大于设定值，则判断移动终端偏离航线，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送偏离航线报警信息；若该最短距离小于设定值，则判断移动终端未偏离航线，不向远程监控中心发送报警信息。
所述处理器还用于计算北斗定位模块获取的移动终端当前位置数据与处理器标注的危险区域之间的距离，并根据该最短距离判断移动终端是否进入危险区域，若该最短距离小于设定值，则判断移动终端进入危险区域，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送进入危险区域报警信息；若该最短距离大于设定值，则判断移动终端未进入危险区域，不向远程监控中心发送报警信息。
本实施例中，所述处理器还用于根据陀螺仪检测的角度数据和加速度计检测的加速度振荡数据对船只状态进行判断，若陀螺仪检测的角度数据大于设定值，且加速度计检测的加速度振荡数据大于设定值，则判断船只处于颠簸危险状态，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送船只处于颠簸危险状态的报警信息；否则判断船只未处于颠簸危险状态，不向远程监控中心发送的报警信息。
本实施例中，所述传感器还包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器与处理器连接。
本实施例中，所述所述处理器还用于根据温度传感器的检测数据判断船只是否发生火灾，若温度传感器的检测值大于设定值，则判断船只发生火灾，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送火灾报警信息；否则判断船只未发生火灾，不向远程监控中心发送火灾报警信息。
本实施例基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其在移动网络通讯良好情况下，能通过4G传输装置与服务器之间进行通讯；当处在移动网络盲区时，其能通过北斗定位模块生成位置数据，并通过北斗短报文通信模块与卫星通讯，将位置信息发送给卫星，卫星再将位置信息发送给地面监控设备；地面监控设备再根据接收到的信息将导航、控制信息发送给卫星，卫星再将导航、监控信息发送给移动终端，从而实现利用北斗卫星导航系统进行导航和控制，解决了在移动网络盲区的导航和远程控制问题。
并且本实施例基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其能通过工作模式切换程序自动切换北斗短报文通信模块的工作状态，在船只处在静止状态下，北斗短报文通信模块不工作，在船只处在移动状态下，北斗短报文通信模块才工作，这样可以降低移动终端的能耗。
而且本实施例基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其能根据远程监控中心的预警信息重新规划路径，躲避危险区域，还能向远程监控中心进行危险情况报警，能提高船只航行的安全性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种基于北斗导航通信的海上监控预警终端，包括壳体和设置与壳体中的主电路板，其特征在于：所述主电路板包括北斗定位模块、处理器、传感器模块、4G传输装置、触摸屏模块、音频模块和北斗短报文通信模块，所述北斗定位模块、处理器、传感器模块、4G传输装置、触摸屏模块和音频模块分别与处理器连接，所述传感器包括陀螺仪与加速度计，陀螺仪和加速度计用于感测移动终端的运动数据，并将检测数据发送给处理器；
所述北斗定位模块用于生成移动终端的位置数据，并将位置数据发送给处理器；
所述触摸屏用于显示工作状态和输入指令；
所述音频模块包括音频输入单元和音频输出单元，所述音频输入单元用于采集语音指令并将语音指令输入处理器，所述音频输出单元用于播放处理器输出的语音信息；
所述处理器用于将所接收到的相应模块传输的数据发送至4G传输装置和北斗短报文通信模块；
所述4G传输装置用于将接收到的信息发送至服务器和接收服务器下发的指令；
所述北斗短报文通信模块用于将接收到的信息发送给卫星和接收卫星下发的指令；
所述处理器中装载有工作模式切换程序，所述工作模式切换程序在执行时实现以下步骤：
1)采集北斗定位模块获取的移动终端经纬度轨迹数据、以及加速度计获取的加速度改变速率和幅度数据；
2)根据采集的移动终端经纬度轨迹数据，计算在一段时间内移动终端的位移和速度方向变化，并根据位移变化大小和速度方向变化情况进行船只移动状态和静止状态判断：
情况a：若移动终端的位移变化量大于设定值，则判断船只处于移动状态；
情况b：若移动终端的位移变化量小于设定值、且速度方向变化率小于设定值，则判断船只处于移动状态；
情况c：若移动终端的位移变化量小于设定值、且速度方向变化率大于设定值，则判断船只处于静止状态；
在船只被判断为处于移动状态时，处理器发出控制指令控制北斗短报文通信模块处于工作状态，否则处理器发出控制指令控制北斗短报文通信模块由工作状态转为停止工作状态；
3)根据加速度计采集加速度数据，计算在一段时间内移动终端的加速度改变速率和幅度，并根据加速度的改变速率和幅度进行船只移动状态和静止状态判断：
情况a：若加速度的改变速率或改变幅度大于设定值，则判断船只处于移动状态；
情况b：若加速度的改变速率和改变幅度都小于设定值，则判断船只处于静止状态；
在船只判断为处于移动状态时，处理器发出控制指令控制北斗短报文通信模块有停止工作状态变为工作状态，否则控制北斗短报文通信模块保持处于停止工作状态；
所述4G传输装置及北斗短报文通信模块还用于接收远程监控中心发送的预警信息，所述处理器还用于根据预警信息在海图上标注危险区域，重新规划路径避开危险区域，并将海图和规划的路径发送给触摸屏模块显示出来；
所述处理器还用于计算北斗定位模块获取的移动终端当前位置数据与重新规划路径之间的最短距离，并根据该最短距离进行偏离航线判断，若该最短距离大于设定值，则判断移动终端偏离航线，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送偏离航线报警信息；若该最短距离小于设定值，则判断移动终端未偏离航线，不向远程监控中心发送报警信息；
所述处理器还用于计算北斗定位模块获取的移动终端当前位置数据与处理器标注的危险区域之间的距离，并根据该最短距离判断移动终端是否进入危险区域，若该最短距离小于设定值，则判断移动终端进入危险区域，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送进入危险区域报警信息；若该最短距离大于设定值，则判断移动终端未进入危险区域，不向远程监控中心发送报警信息。
2.根据权利要求1所述的基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其特征在于：所述处理器还用于根据陀螺仪检测的角度数据和加速度计检测的加速度振荡数据对船只状态进行判断，若陀螺仪检测的角度数据大于设定值，且加速度计检测的加速度振荡数据大于设定值，则判断船只处于颠簸危险状态，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送船只处于颠簸危险状态的报警信息；否则判断船只未处于颠簸危险状态，不向远程监控中心发送的报警信息。
3.根据权利要求1所述的基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其特征在于：所述传感器还包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器与处理器连接。
4.根据权利要求3所述的基于北斗导航通信的海上监控预警终端，其特征在于：所述所述处理器还用于根据温度传感器的检测数据判断船只是否发生火灾，若温度传感器的检测值大于设定值，则判断船只发生火灾，并控制4G传输装置及北斗短报文通信模块向远程监控中心发送火灾报警信息；否则判断船只未发生火灾，不向远程监控中心发送火灾报警信息。
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