CN111815795A - 基于蓝牙的ais船舶停泊离泊自动定位计时方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,包括S1:在进出港区的船舶上安装蓝牙标签;S2:在港区内安装部署蓝牙基站;S3:建立船舶唯一标识与蓝牙标签数据对应表T1;建立泊位号、泊位经纬度与泊位RSSI值的数据对应表T2;S4:船舶进入港区的可识别区域时,蓝牙基站识别船舶的蓝牙标签;S5:判断已识别船舶是否停泊靠港,记录停泊信息;S6:判断已停泊船舶是否离泊,记录离泊信息。本发明采用蓝牙标签和蓝牙基站进行定位计时,准确地自动判断船舶何时停泊、停泊泊位以及何时离泊,提升AIS船舶停泊离泊计时的准确性和可靠性;蓝牙设备识别范围广,安装和维护简单、大大降低运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶停泊离泊计时方法,尤其涉及一种基于蓝牙的AIS船舶停 泊离泊自动定位计时方法。
背景技术
为加大海上和港口安全监管工作力度,目前大多数监管平台都采取通过RFID 电子标签平台来对船舶进行有效管理。
RFID是起源于上世纪50年代的一项自动识别技术。它利用射频方式进行非接 触式通信交换数据以达到识别目的。一个典型的RFID应用系统通常由标识特定目 标物体的电子标签、接收电子标签信号的阅读器以及应用软件组成。
RFID电子标签平台主要原理是:进出港区的船舶上安装有源电子标签,标签内 可以存储与船舶有关的个体信息或者货运信息。泊位上安装远距离阅读器,安装了 电子标签的船舶进入港区时在最远50米的范围内被阅读器识别和读取数据。
但是RFID电子标签平台阅读器的安装位置要求较高,比如高度、角度的限定 等,在安装不到位时,可能出现阅读器读取失败,无法计时,可靠性不强;并且还 需要在每个泊位上都安装一个阅读器,成本较高;同时检测范围非常有限,局限性 大。因此,需要一种成本较低、安装简单、可靠便捷的船舶停泊离泊自动计时方 法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,可靠便捷的实现船舶停泊离泊自动计时,安装维护简单,成本低。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于蓝牙的AIS船 舶停泊离泊自动定位计时方法,包括如下步骤:S1:在进出港区的船舶上安装蓝牙 标签;S2:在港区内安装部署蓝牙基站;S3:建立船舶唯一标识与蓝牙标签数据对 应表T1;建立泊位号、泊位经纬度与泊位RSSI值的数据对应表T2;S4:安装了蓝 牙标签的船舶进入港区的可识别区域时,蓝牙基站识别船舶的蓝牙标签,通过表T1 获取对应的船舶唯一标识;S5:判断已识别船舶是否停泊靠港,确认停泊靠港,则 获取停泊的泊位信息,并记录停泊信息;S6:已经停泊的船舶的AIS航速、经纬度 或者蓝牙基站采集的船舶RSSI值发生变化时,判断船舶是否离泊,确认船舶离 泊,则记录离泊信息。
进一步地,所述步骤S3中采用船舶的MMSI作为船舶唯一标识;RSSI表示蓝 牙基站接收的信号强度,每个泊位的RSSI值为一个范围区间。
进一步地,所述步骤S5中判断已识别船舶是否停泊靠港,具体包括如下步 骤:S51:从船舶AIS获取船舶的当前航速,判断航速是否为0,若航速不为0,说 明船舶在移动,未停泊靠港,继续等待;若航速Sais≈0,则通过步骤S52继续判 断;S52:从船舶AIS获取船舶的当前经纬度,通过船舶的经纬度遍历T2表,查找 与船舶经纬度接近的泊位,计算泊位与船舶的距离D,若D在设定的偏差范围内, 则从T2表获取该泊位的泊位号和泊位的RSSI值,并通过步骤S53继续判断;否则 说明船舶未停泊靠港,继续等待;S53:获取蓝牙基站采集的船舶RSSI值,判断船 舶RSSI值是否在泊位的RSSI值范围区间内,若在则说明船舶停靠在泊位上,否则 说明船舶未停泊靠港,继续等待;S54:在船舶停靠在泊位后的设定停留时间内,该船舶的航速、经纬度和蓝牙基站采集的船舶RSSI值都未发生变化,则说明船舶 停泊在泊位上。
进一步地,所述步骤S52中计算泊位与船舶的距离D,具体包括:S521:将从 船舶AIS信息获取的船舶经纬度转化为与泊位经纬度一致的弧度;S522:计算船舶 经纬度与泊位经纬度之间的绝对差值;S523:通过Haversine公式计算得到船舶经 纬度和泊位经纬度之间的距离,即为泊位与船舶的距离D。
进一步地,所述步骤S6中判断已经停泊的船舶是否离泊,具体包括:S61: 从船舶AIS信息获取船舶的当前航速,判断航速是否为0,若航速不为0,说明船 舶在移动,则通过步骤S52继续判断,否则说明船舶未离泊,继续等待;S62:从 船舶AIS信息获取船舶的当前经纬度,计算船舶的泊位与船舶的距离D,若D超出 设定的偏差范围,通过步骤S63继续判断,若D在设定的偏差值范围内,则说明船 舶未离泊,继续等待;S63:获取蓝牙基站采集的船舶RSSI值,判断船舶RSSI值 是否在泊位的RSSI值范围区间内,若在则说明未离泊,继续等待;否则说明船舶 离泊。
进一步地,所述停泊信息包括停泊时间、停泊的船舶信息及对应的泊位信 息;所述离泊信息包括离泊时间、离泊的船舶信息及对应的泊位信息;通过船舶 AIS信息、停泊信息和离泊信息将船名、MMSI、泊位号、停泊时间、离泊时间进行 一一对应后保存至数据库。
进一步地,所述港区的可识别区域为距离蓝牙基站0-400m的范围。
进一步地,所述蓝牙基站为符合蓝牙5.0标准的蓝牙基站,所述蓝牙基站部 署在港区的最高处,所述蓝牙基站离所有泊位的距离范围为0-200m。
进一步地,所述步骤S1中船舶与其上安装的蓝牙标签一一对应,所述蓝牙标 签为符合蓝牙5.0标准的蓝牙标签,所述蓝牙标签为防拆卸标签,所述蓝牙标签进 行防水、防潮和防腐蚀处理。
本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的基于蓝牙的AIS船舶 停泊离泊自动定位计时方法,采用蓝牙标签和蓝牙基站进行定位计时,准确地自动 判断船舶何时停泊、停泊泊位以及何时离泊,提升AIS船舶停泊离泊计时的准确性 和可靠性;蓝牙设备识别范围广,安装和维护简单、大大降低运营成本;蓝牙设备 功耗较低,在使用蓝牙设备的过程中节省能源;蓝牙设备通讯功能更强,便于数据 的连通和传输,更符合物联网应用需求。
附图说明
图1为本发明实施例中基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法流程 图;
图2为本发明实施例中基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时系统架构 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的描述。
名词解释说明:AIS(Automatic Identification System)船舶自动识别系 统;MMSI(Maritime Mobile Service Identify)水上移动通信业务标识码,是船 舶无线电通信系统在其无线电信道上发送的,能独特识别各类台站和成组呼叫台站 的一列九位数字码;RSSI(Received Signal Strength Indication)接收的信号强 度指示,无线发送层的可选部分,用来判定链接质量,以及是否增大广播发送强 度。
请参见图1和图2,本发明实施例的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计 时方法,包括如下步骤:
步骤1:在进出港区的船舶上安装蓝牙标签;
船舶与其上安装的蓝牙标签一一对应,蓝牙标签为符合蓝牙5.0标准的蓝牙 标签,为防止挪用蓝牙标签为防拆卸标签,所述蓝牙标签进行防水、防潮和防腐蚀 处理,防止损坏更经久耐用。
步骤2:在港区内安装部署蓝牙基站;
蓝牙基站为符合蓝牙5.0标准的蓝牙基站,蓝牙基站部署在港区的最高处, 蓝牙基站离所有泊位的距离范围为0-200m。由于港区的最高楼一般是港区的指挥中 心,并且离泊位不会超过200米(需要目测进行远程指挥),蓝牙的远距离传输可 以高达400米,可以在港区的指挥中心大楼的顶部安装部署蓝牙基站。
步骤3:建立船舶唯一标识与蓝牙标签数据对应表T1;建立泊位号、泊位经 纬度与泊位RSSI值的数据对应表T2;
采用船舶的MMSI作为船舶唯一标识;其中,泊位经纬度为弧度值;RSSI表示 蓝牙基站接收的信号强度,每个泊位的RSSI值为一个范围区间,区间的范围一般 在±5。
步骤4:安装了蓝牙标签的船舶进入港区的可识别区域时,蓝牙基站识别船舶 的蓝牙标签,通过表T1获取对应的船舶唯一标识;港区的可识别区域为距离蓝牙 基站0-400m的范围,即为蓝牙基站远距离传输的范围。
步骤5:判断已识别船舶是否停泊靠港,确认停泊靠港,则获取停泊的泊位信 息,并记录停泊信息;
1)从船舶AIS获取船舶的当前航速,判断航速是否为0,若航速不为0,说 明船舶在移动,未停泊靠港,继续等待;若航速Sais≈0,则继续判断;
2)从船舶AIS获取船舶的当前经纬度,通过船舶的经纬度遍历T2表,查找 与船舶经纬度接近的泊位,计算泊位与船舶的距离D,若D在设定的偏差范围内, 则从T2表获取该泊位的泊位号和泊位的RSSI值,然后继续判断;否则说明船舶未 停泊靠港,继续等待;
计算泊位与船舶的距离D:
将从船舶AIS信息获取的船舶经纬度转化为与泊位经纬度一致的弧度;
计算船舶经纬度与泊位经纬度之间的绝对差值;
vLon=|船lon-泊lon|
vLat=|船lat-泊lat|
通过Haversine公式计算得到船舶经纬度和泊位经纬度之间的距离,即为泊 位与船舶的距离D,计算公式如下:
其中,EARTH_RADIUS为地球半径,为固定值6371.0km
考虑GPS经纬的偏差,船舶的大小(船舶大多为渔船,一般长度在20米左 右)和AIS安装的位置,所以偏差值设为船舶长度的一半,即10m。判断的结果可 能会出现多个泊位与船舶的距离D的在偏差范围内,因此需要通过RSSI值进一步 判断。
3)获取蓝牙基站采集的船舶RSSI值,判断船舶RSSI值是否在泊位的RSSI 值范围区间内,若在则说明船舶停靠在泊位上,否则说明船舶未停泊靠港,继续等 待;
4)在船舶停靠在泊位后的设定停留时间内,该船舶的航速、经纬度和蓝牙基 站采集的船舶RSSI值都未发生变化,则说明船舶停泊在泊位上。
设定停留时间为10分钟,船舶满足步骤5的1)、2)和3)中的三个条件, 并且在之后的10分钟(AIS连续3~4个信息)内一直保持条件符合状态,则说明船 舶已经停泊靠港;船舶停泊靠港,由于需要卸货、加水、保养等操作,至少需要半 天,所以10分钟的放宽时间可以忽略不计。
步骤6:已经停泊的船舶的AIS航速、经纬度或者蓝牙基站采集的船舶RSSI 值发生变化时,判断船舶是否离泊,确认船舶离泊,则记录离泊信息。
1)从船舶AIS信息获取船舶的当前航速,判断航速是否为0,若航速不为 0,说明船舶在移动,则继续判断,否则说明船舶未离泊,继续等待;
2)从船舶AIS信息获取船舶的当前经纬度,计算船舶的泊位与船舶的距离 D,若D超出设定的偏差范围,则继续判断,若D在设定的偏差值范围内,则说明 船舶未离泊,继续等待;
3)获取蓝牙基站采集的船舶RSSI值,判断船舶RSSI值是否在泊位的RSSI 值范围区间内,若在则说明未离泊,继续等待;否则说明船舶离泊。
停泊信息包括停泊时间、停泊的船舶信息及对应的泊位信息;离泊信息包括 离泊时间、离泊的船舶信息及对应的泊位信息;通过船舶AIS信息、停泊信息和离 泊信息将船名、MMSI、泊位号、停泊时间、离泊时间进行一一对应后保存至数据 库,为港区停泊计时计费等业务提供数据支持。
如果船舶在进行移泊操作,在船舶移动时首先通过步骤6判断船舶已经离 泊,并记录离泊信息;在船舶停泊到新的泊位时,根据步骤5进行重新判断,获取 新的泊位信息,并记录停泊信息。
综上所述,本发明实施例的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法, 采用蓝牙标签和蓝牙基站进行定位计时,准确地自动判断船舶何时停泊、停泊泊位 以及何时离泊,提升AIS船舶停泊离泊计时的准确性和可靠性;蓝牙设备识别范围 广,安装和维护简单、大大降低运营成本;蓝牙设备功耗较低,在使用蓝牙设备的 过程中节省能源;蓝牙设备通讯功能更强,便于数据的连通和传输,更符合物联网 应用需求。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域 技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的修改和完善,因此本发 明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (9)
1.一种基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:在进出港区的船舶上安装蓝牙标签;
S2:在港区内安装部署蓝牙基站;
S3:建立船舶唯一标识与蓝牙标签数据对应表T1;建立泊位号、泊位经纬度与泊位RSSI值的数据对应表T2;
S4:安装了蓝牙标签的船舶进入港区的可识别区域时,蓝牙基站识别船舶的蓝牙标签,通过表T1获取对应的船舶唯一标识;
S5:判断已识别船舶是否停泊靠港,确认停泊靠港,则获取停泊的泊位信息,并记录停泊信息;
S6:已经停泊的船舶的AIS航速、经纬度或者蓝牙基站采集的船舶RSSI值发生变化时,判断船舶是否离泊,确认船舶离泊,则记录离泊信息。
2.如权利要求1所述的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,其特征在于,所述步骤S3中采用船舶的MMSI作为船舶唯一标识;RSSI表示蓝牙基站接收的信号强度,每个泊位的RSSI值为一个范围区间。
3.如权利要求2所述的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,其特征在于,所述步骤S5中判断已识别船舶是否停泊靠港,具体包括如下步骤:
S51:从船舶AIS获取船舶的当前航速,判断航速是否为0,若航速不为0,说明船舶在移动,未停泊靠港,继续等待;若航速Sais≈0,则通过步骤S52继续判断;
S52:从船舶AIS获取船舶的当前经纬度,通过船舶的经纬度遍历T2表,查找与船舶经纬度接近的泊位,计算泊位与船舶的距离D,若D在设定的偏差范围内,则从T2表获取该泊位的泊位号和泊位的RSSI值,并通过步骤S53继续判断;否则说明船舶未停泊靠港,继续等待;
S53:获取蓝牙基站采集的船舶RSSI值,判断船舶RSSI值是否在泊位的RSSI值范围区间内,若在则说明船舶停靠在泊位上,否则说明船舶未停泊靠港,继续等待;
S54:在船舶停靠在泊位后的设定停留时间内,该船舶的航速、经纬度和蓝牙基站采集的船舶RSSI值都未发生变化,则说明船舶停泊在泊位上。
4.如权利要求3所述的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,其特征在于,所述步骤S52中计算泊位与船舶的距离D,具体包括:
S521:将从船舶AIS信息获取的船舶经纬度转化为与泊位经纬度一致的弧度;
S522:计算船舶经纬度与泊位经纬度之间的绝对差值;
S523:通过Haversine公式计算得到船舶经纬度和泊位经纬度之间的距离,即为泊位与船舶的距离D。
5.如权利要求3所述的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,其特征在于,所述步骤S6中判断已经停泊的船舶是否离泊,具体包括:
S61:从船舶AIS信息获取船舶的当前航速,判断航速是否为0,若航速不为0,说明船舶在移动,则通过步骤S52继续判断,否则说明船舶未离泊,继续等待;
S62:从船舶AIS信息获取船舶的当前经纬度,计算船舶的泊位与船舶的距离D,若D超出设定的偏差范围,通过步骤S63继续判断,若D在设定的偏差值范围内,则说明船舶未离泊,继续等待;
S63:获取蓝牙基站采集的船舶RSSI值,判断船舶RSSI值是否在泊位的RSSI值范围区间内,若在则说明未离泊,继续等待;否则说明船舶离泊。
6.如权利要求1所述的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,其特征在于,所述停泊信息包括停泊时间、停泊的船舶信息及对应的泊位信息;所述离泊信息包括离泊时间、离泊的船舶信息及对应的泊位信息;通过船舶AIS信息、停泊信息和离泊信息将船名、MMSI、泊位号、停泊时间、离泊时间进行一一对应后保存至数据库。
7.如权利要求1所述的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,其特征在于,所述港区的可识别区域为距离蓝牙基站0-400m的范围。
8.如权利要求1所述的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,其特征在于,所述蓝牙基站为符合蓝牙5.0标准的蓝牙基站,所述蓝牙基站部署在港区的最高处,所述蓝牙基站离所有泊位的距离范围为0-200m。
9.如权利要求1所述的基于蓝牙的AIS船舶停泊离泊自动定位计时方法,其特征在于,所述步骤S1中船舶与其上安装的蓝牙标签一一对应,所述蓝牙标签为符合蓝牙5.0标准的蓝牙标签,所述蓝牙标签为防拆卸标签,所述蓝牙标签进行防水、防潮和防腐蚀处理。
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