CN111031591A - 一种船舶网络设备切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种船舶网络设备切换装置，包括网络切换模块、专网无线传输模块、GPS/姿态传感器、控制板、网络通信设备；所述的网络切换模块包括网络切换模块电源接口、以太网输入接口、以太网输出接口；所述的专网无线传输模块包括专网无线传输模块通讯接口及专网无线传输模块电源接口；网络通信设备与以太网输入接口、以太网输出接口通信连接；控制板分别与、以太网输入接口、以太网输出接口电连接、专网无线传输模块通讯接口、GPS/姿态传感器电连接。本发明保证了船舶在航行过程中使用速度最快、传输稳定、质量最好的网络信号实现船舶与岸基的数据通信。
Description
技术领域
本发明涉及船舶网络通讯技术领域，更具体地，涉及一种船舶网络设备切换装置。
背景技术
在物联网产业蓬勃发展的背景下，船舶航行信息与岸基互通网络互联尤为重要，船舶在航行中所处网络环境比较复杂，经常会出现兼容地区网络频段的多个网络设备切换问题造成的网络连接断开现象。从而影响了船舶与岸基的时效互通，造成网络通讯及维护成本升高，同时降低了生产率以及乘客、船员和货物的安全性。
目前处在多种网络覆盖区域的近洋航区及沿海航区船舶通产采用人工手动切换物理开关或靠近指定网络覆盖区域自动连接的方式。无定位信息与姿态校正可操作性低，无网络质量实时检测通讯无保障，人工手动切换效率低延迟高。
发明内容
针对的船舶航行过程中不同航段所能接收到的无线信号不同，目前船舶仅能进行人工尝试接收无线信号或靠近指定网络覆盖区域自动连接网络的问题，本发明提出一种船舶网络设备切换装置，本发明采用的技术方案是：
一种船舶网络设备切换装置，包括网络切换模块、专网无线传输模块、GPS/ 姿态传感器、控制板、电源模块、网络通信设备；
所述的网络切换模块包括网络切换模块电源接口、以太网输入接口、以太网输出接口；
所述的专网无线传输模块包括专网无线传输模块通讯接口及专网无线传输模块电源接口；
网络通信设备与以太网输入接口、以太网输出接口通信连接；
电源模块分别与网络切换模块电源接口、专网无线传输模块电源接口、控制板电源接口及GPS/姿态传感器电连接；
控制板分别与以太网输入接口、以太网输出接口电连接、专网无线传输模块通讯接口、GPS/姿态传感器电连接。
本发明在使用过程中，首先以太网输入接口、以太网输出接口与网络通信设备通信连接，所述的网路通信设备包括以下一种或多种：海事卫星终端、PCI 或USB无线网卡、WiFi路由器，以太网输入接口与控制板电连接，控制板检测不同网络的网络质量，检测不用网络是否达到预设的阈值，择优使用，若存在两路网络的质量超过阈值，使用原则是免费网络优于收费网络，高速率优于低速率，或者根据船舶业务需求判断实时传输或延时传输；装置确定使用的网络后通过专网无线传输模块进行中继，所述的同时本装置会对船舶航行过程中GPS/姿态传感器单元采集的船舶定位空间姿态信息来对船舶的航行状态进行判断。
在一种优选方案中，还包括显示模块，所述的显示模块为触摸屏，显示模块与控制板进行电连接。控制板将船舶航行过程中各个网络质量、船舶的定位信息和船舶的姿态信息在显示模块进行显示。
在一种优选方案中，所述的专网无线传输模块包括433Mhz数传电台模块和无线WIFI模块，支持两种网络中继，在船舶内近距离中继时采用WiFi高速中继传输；当需要在进行船舶编队内进行中继时，距离较远，船舶网络设备切换装置采用433Mhz数传电台进行中继。
在一种优选方案中，所述的专网无线传输模块通过RS485或TTL接口与控制板电连接。
在一种优选方案中，还包括存储模块，所述的存储模块包括FLASH储存模块与FLASH储存卡或SSD固态硬盘。
在一种优选方案中，所述的控制板为FX2N-20MR4AD2DA48MR或迷你工控机。
在一种优选方案中，所述GPS/姿态传感器包括MPU6050JY901串口9轴加速度计/陀螺仪模块、NEO-6MGPS模块、XY-017RS-485转串口UART模块；其中NEO-6MGPS模块和XY-017RS-485转串口UART模块与MPU6050JY901串口9轴加速度计/陀螺仪模块相连接，XY-017RS-485转串口UART模块与控制板相连接。
在一种优选方案中，还包括散热风扇，散热风扇对装置进行散热。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明根据免费网络优于收费网络，高速率优于低速率的原则，在船舶航行过程中进行网络的切换，保证了船舶在航行过程中使用速度最快、传输稳定、质量最好的网络信号实现船舶与岸基的数据通信。
附图说明
图1为本发明提供的一种船舶网络设备切换装置的流程示意图。
图2是本发明提供的一种船舶网络设备智能切换装置的功能示意图。
具体实施方式
下面将结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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有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。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
如图1所示，一种船舶网络设备切换装置，包括网络切换模块、专网无线传输模块、GPS/姿态传感器、控制板、电源模块、网络通信设备；
所述的网络切换模块包括网络切换模块电源接口、以太网输入接口、以太网输出接口；
所述的专网无线传输模块包括专网无线传输模块通讯接口及专网无线传输模块电源接口；
网络通信设备与以太网输入接口、以太网输出接口通信连接；
电源模块分别与网络切换模块电源接口、专网无线传输模块电源接口、控制板电源接口及GPS/姿态传感器电连接；
控制板分别与以太网输入接口、以太网输出接口电连接、专网无线传输模块通讯接口、GPS/姿态传感器电连接。
本发明在使用过程中，如图2所示，首先以太网输入接口、以太网输出接口与网络通信设备通信连接，所述的网路通信设备包括以下一种或多种：海事卫星终端、PCI或USB无线网卡、WiFi路由器，以太网输入接口与控制板电连接，控制板检测不同网络的网络质量，检测不用网络是否达到预设的阈值，择优使用，若存在两路网络的质量超过阈值，使用原则是免费网络优于收费网络，高速率优于低速率，或者根据船舶业务需求判断实时传输或延时传输；装置确定使用的网络后通过专网无线传输模块进行中继，所述的同时本装置会对船舶航行过程中GPS/姿态传感器单元采集的船舶定位空间姿态信息来对船舶的航行状态进行判断。
在本实施例提供的船舶网络设备切换装置中，网络切换单元包括网络设备切换模块通讯接口、网络切换模块电源接口、4个以太网输入接口、1个以太网输出接口，采用四个网络设备接入端口支持3种不同频段网络设备同时接入1个输入端口为备用接口当其他端口出现故障时可以切换到备用端口增加设备的稳定性。
在一种优选方案中，还包括显示模块，所述的显示模块为触摸屏，显示模块与控制板进行电连接。控制板将船舶航行过程中各个网络质量、船舶的定位信息和船舶的姿态信息进行显示。
在一种优选方案中，所述的专网无线传输模块包括433Mhz数传电台模块和无线WIFI模块，支持两种网络中继，在船舶内近距离中继时采用WiFi高速中继传输；当需要在进行船舶编队内进行中继时，距离较远，船舶网络设备切换装置采用433Mhz数传电台进行中继。
在一种优选方案中，所述的专网无线传输模块通过RS485或TTL接口与控制板电连接。
在一种优选方案中，还包括存储模块，所述的存储模块包括FLASH储存模块与FLASH储存卡或SSD固态硬盘。
在一种优选方案中，所述的控制板为FX2N-20MR4AD2DA48MR或迷你工控机。
在一种优选方案中，所述GPS/姿态传感器包括MPU6050JY901串口9轴加速度计/陀螺仪模块、NEO-6MGPS模块、XY-017RS-485转串口UART模块；其中NEO-6MGPS模块和XY-017RS-485转串口UART模块与MPU6050JY901串口9轴加速度计/陀螺仪模块相连接，XY-017RS-485转串口UART模块与控制板相连接。
在一种优选方案中，还包括散热风扇，散热风扇对装置进行散热。
实施例2
本发明提供的一种船舶网络设备切换装置中，如图2所示，控制板具备网络路由学习功能，根据船舶固定航行航线采集船舶航行的定位及姿态信息结合每一航段四种网络链路质量情况判断决定使用网络类型，后期航行可根据航区不同实现自动网络切换，不再实时探测网络链路质量情况，减少网络传输数据负担。该系统完全自动化运行，进行自主判断执行，无需人工参与；亦可实现人工定位自主选择决定工作模式，较之目前全人工进行各单独设备网络信号的通断、链路质量判断更具数据准确、科学合理及先进性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种船舶网络设备切换装置，其特征在于，包括网络切换模块、专网无线传输模块、GPS/姿态传感器、控制板、电源模块、网络通信设备；
所述的网络切换模块包括网络切换模块电源接口、以太网输入接口、以太网输出接口；
所述的专网无线传输模块包括专网无线传输模块通讯接口及专网无线传输模块电源接口；
网络通信设备与以太网输入接口、以太网输出接口通信连接；
电源模块分别与网络切换模块电源接口、专网无线传输模块电源接口、控制板电源接口及GPS/姿态传感器电连接；
控制板分别与以太网输入接口、以太网输出接口电连接、专网无线传输模块通讯接口、GPS/姿态传感器电连接。
2.根据权利要求1所述的船舶网络设备切换装置，其特征在于，还包括显示模块，所述的显示模块为触摸屏，显示模块与控制板进行电连接。
3.根据权利要求1所述的船舶网络设备切换装置，其特征在于，所述的专网无线传输模块包括433Mhz数传电台模块和无线WIFI模块。
4.根据权利要求1所述的船舶网络设备切换装置，其特征在于，所述的专网无线传输模块通过RS485或TTL接口与控制板电连接。
5.根据权利要求1所述的船舶网络设备切换装置，其特征在于，还包括散热风扇。
6.根据权利要求1所述的船舶网络设备切换装置，其特征在于，还包括存储模块，所述的存储模块包括FLASH储存模块与FLASH储存卡或SSD固态硬盘。
7.根据权利要求1所述的船舶网络设备切换装置，其特征在于，所述的控制板为FX2N-20MR4AD2DA48MR或迷你工控机。
8.根据权利要求1所述的船舶网络设备切换装置，其特征在于，所述GPS/姿态传感器包括MPU6050JY901串口9轴加速度计/陀螺仪模块、NEO-6MGPS模块、XY-017RS-485转串口UART模块；其中NEO-6MGPS模块和XY-017RS-485转串口UART模块与MPU6050JY901串口9轴加速度计/陀螺仪模块相连接，XY-017RS-485转串口UART模块与控制板相连接。
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