CN114234960A - 一种北斗ais船载综合通信导航系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种北斗AIS船载综合通信导航系统，包括AIS B类通信模块，是系统实现B类AIS功能的核心模块；北斗III号卫星通信的核心模块，是船舶间实现北斗短报文通信功能的核心模块；卫星罗经的核心模块，是AIS的位置和船首向的重要传感器，同时这些传感器数据也可以供给其他设备使用；系统实现AIS和北斗通信的核心处理芯片，负责船舶各类动态和静态数据的初始化，发送接收数据合成处理的核心芯片；接口板，负责输出信号和输入信号的隔离处理。本发明通过北斗III号可以发起与会遇船舶的通信，通过AIS收取周边船舶动态。本地避碰计算后，通过北斗III号实现避碰通信，通过AIS导航和北斗III号短报文，首次实现船舶导航和船舶会遇通信的统一。
Description
技术领域
本发明涉及基于卫星通信的船舶导航领域，尤其是涉及一种北斗AIS船载综合通信导航系统。
背景技术
目前，渔船航行过程中，大部分船舶没有罗经设备，或只有磁罗经设备。有部分渔船装备电罗经设备，维护成本和装备成本极高。单独的卫星罗经价格高，单独的AIS设备和北斗通信设备，AIS导航和北斗导航，功能重复，船舶空间小，屏幕过多。渔船驾驶员素质参差不齐，和商船的碰撞事件常有发生，船员的预判能力不足，缺少避碰计算的强力提醒，也缺少对这类船员的有效管理。而且，船员的和外轮的交互外语能力普遍很差。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现船舶导航和船舶会遇通信统一的北斗AIS船载综合通信导航系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种北斗AIS船载综合通信导航系统，包括
AIS B类通信模块，是系统实现B类AIS功能的核心模块；
北斗III号卫星通信的核心模块，是船舶间实现北斗短报文通信功能的核心模块；
卫星罗经的核心模块，是AIS的位置和船首向的重要传感器，同时这些传感器数据也可以供给其他设备使用；
系统实现AIS和北斗通信的核心处理芯片，负责船舶各类动态和静态数据的初始化，发送接收数据合成处理的核心芯片；
接口板，负责输出信号和输入信号的隔离处理。
本发明的进一步改进在于：AIS B类通信模块为AIS 芯片，AIS 芯片外接1个VHF天线接收和发送本船或其他船舶AIS动态和静态信息；
AIS 芯片通过1PPS和GPS-RX获取协同周边船舶发送时钟的同步信息；
AIS 芯片通过AIS_TX将接收到的周边船舶信息发送到主MCU芯片处理，由主MCU芯片形成周边的船舶列表清单；
北斗III号卫星通信的核心模块为北斗III号通信芯片，北斗III号通信芯片外接收发天线，实现北斗短报文接收和发送信息；
北斗III号通信芯片和主MCU芯片通过串口连接，将接收到的信息呈现给用户，并把本船需要发送的数据组装发出到北斗卫星系统；
卫星罗经的核心模块为卫星罗经芯片，卫星罗经芯片外接两个GPS/BDS天线，ANT1负责定位，ANT2和北斗接收天线共用，和ANT1一起实现两根天线的船首向计算；
卫星罗经芯片使用1个串口和1个1PPS秒脉冲输出，给AIS芯片提供发射时间同步功能，同时船位信号提供给其他设备作为定位数据输出；
卫星罗经芯片使用1个串口向外部设备提供船首向数据输出；
系统实现AIS和北斗通信的核心处理芯片是主MCU芯片，主MCU芯片形成通过AIS芯片获取周边的船舶列表清单，主MCU芯片形成通过北斗III号通信芯片与船舶和岸基实现通信功能；
接口板内设有语音识别硬件设备，将用户会遇语音指令转换为通用文字会遇指令代码。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
系统集成度高，一个设备可以同时实现导航和通信功能，在船舶导航安全流程方面将更流畅。
减少了天线，卫星罗经和北斗接收天线公用一个天线。
集成度高，系统供电简单，易于形成防关闭系统，防止船员私自安装或关闭AIS系统，造成安全隐患。
通过卫星罗经，实现GPS或BDS的双系统定位和确定船首向，定位卫星数据源多，系统计算结果更可靠。
通过卫星罗经，和北斗通信系统，导航和通信的有机结合，形成导航闭环，形成会遇交互、会遇协商，加上系统的智能避碰计算，智能辅组决策，辅以语音报警，无形中影响船员的航行习惯，有助于改正部分渔船船员的抢船头的不良航行习惯，增加船舶航行安全。
北斗III号短报文通信一次发送数据量达1000字符，信息量大，为解决确定的会遇通信提供容量保证。
附图说明
图1为本发明的芯片图；
图2为本发明的电气原理图。
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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种北斗AIS船舶通信及导航设备, 通过北斗III号可以发起与会遇船舶的通信，通过AIS收取周边船舶动态。本地避碰计算后，通过北斗III号实现避碰通信。通过AIS导航和北斗III号短报文，首次实现船舶导航和船舶会遇通信的统一。为解决不同层次的各国船舶驾驶员之间，会遇通信语言不通问题，提供了解决问题的基础设施。
具体结构请参阅图1，本实施例提供一种技术方案：一种北斗AIS船载综合通信导航系统，包括AIS B类通信模块，是系统实现B类AIS功能的核心模块；北斗III号卫星通信的核心模块，是船舶间实现北斗短报文通信功能的核心模块；卫星罗经的核心模块，是AIS的位置和船首向的重要传感器，同时这些传感器数据也可以供给其他设备使用；系统实现AIS和北斗通信的核心处理芯片，负责船舶各类动态和静态数据的初始化，发送接收数据合成处理的核心芯片；接口板，负责输出信号和输入信号的隔离处理。
AIS B类通信模块为AIS 芯片，AIS 芯片外接1个VHF天线接收和发送本船或其他船舶AIS动态和静态信息；AIS 芯片通过1PPS和GPS-RX获取协同周边船舶发送时钟的同步信息；AIS 芯片通过AIS_TX将接收到的周边船舶信息发送到主MCU芯片处理，由主MCU芯片形成周边的船舶列表清单；北斗III号卫星通信的核心模块为北斗III号通信芯片，北斗III号通信芯片外接收发天线，实现北斗短报文接收和发送信息；北斗III号通信芯片和主MCU芯片通过串口连接，将接收到的信息呈现给用户，并把本船需要发送的数据组装发出到北斗卫星系统；卫星罗经的核心模块为卫星罗经芯片，卫星罗经芯片外接两个GPS/BDS天线，ANT1负责定位，ANT2和北斗接收天线共用，和ANT1一起实现两根天线的船首向计算；卫星罗经芯片使用1个串口和1个1PPS秒脉冲输出，给AIS芯片提供发射时间同步功能，同时船位信号提供给其他设备作为定位数据输出；卫星罗经芯片使用1个串口向外部设备提供船首向数据输出。系统实现AIS和北斗通信的核心处理芯片是主MCU芯片，主MCU芯片形成通过AIS芯片获取周边的船舶列表清单，主MCU芯片形成通过北斗III号通信芯片与船舶和岸基实现通信功能；接口板内设有语音识别硬件设备，将用户会遇语音指令转换为通用文字会遇指令代码。
本发明系统集成度高，一个设备可以同时实现导航和通信功能，在船舶导航安全流程方面将更流畅。本发明减少了天线，卫星罗经和北斗接收天线公用一个天线。本发明集成度高，系统供电简单，易于形成防关闭系统，防止船员私自安装或关闭AIS系统，造成安全隐患。本发明通过卫星罗经，实现GPS或BDS的双系统定位和确定船首向，定位卫星数据源多，系统计算结果更可靠。本发明通过卫星罗经，和北斗通信系统，导航和通信的有机结合，形成导航闭环，形成会遇交互、会遇协商，加上系统的智能避碰计算，智能辅组决策，辅以语音报警，无形中影响船员的航行习惯，有助于改正部分渔船船员的抢船头的不良航行习惯，增加船舶航行安全。北斗III号短报文通信一次发送数据量达1000字符，信息量大，为解决确定的会遇通信提供容量保证。
应用系统利用工控机和MCU通信，获得本船GYRO船首向信号以及位置信号，同时通过AIS-TX获取本船周围AIS船舶列表，通过内置于HDD的电子海图，实现船舶的导航，并通过AIS对周围船舶进行导航，通过AIS或COMMU-TRX实现船舶间的北斗通信和AIS通信。但是AIS通信因为通信机制而不可靠，所以主要通信还是通过北斗COMMU-TRX来实现。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式，例如，能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、 “在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种北斗AIS船载综合通信导航系统，其特征在于：包括
AIS B类通信模块，是系统实现B类AIS功能的核心模块；
北斗III号卫星通信的核心模块，是船舶间实现北斗短报文通信功能的核心模块；
卫星罗经的核心模块，是AIS的位置和船首向的重要传感器，同时这些传感器数据也可以供给其他设备使用；
系统实现AIS和北斗通信的核心处理芯片，负责船舶各类动态和静态数据的初始化，发送接收数据合成处理的核心芯片；
接口板，负责输出信号和输入信号的隔离处理。
2.根据权利要求1所述的一种北斗AIS船载综合通信导航系统，其特征在于：所述AIS B类通信模块为AIS 芯片，所述AIS 芯片外接1个VHF天线接收和发送本船或其他船舶AIS动态和静态信息；
所述AIS 芯片通过1PPS和GPS-RX获取协同周边船舶发送时钟的同步信息；
所述AIS 芯片通过AIS_TX将接收到的周边船舶信息发送到主MCU芯片处理，由主MCU芯片形成周边的船舶列表清单；
所述北斗III号卫星通信的核心模块为北斗III号通信芯片，所述北斗III号通信芯片外接收发天线，实现北斗短报文接收和发送信息；
所述北斗III号通信芯片和主MCU芯片通过串口连接，将接收到的信息呈现给用户，并把本船需要发送的数据组装发出到北斗卫星系统；
所述卫星罗经的核心模块为卫星罗经芯片，所述卫星罗经芯片外接两个GPS/BDS天线，ANT1负责定位，ANT2和北斗接收天线共用，和ANT1一起实现两根天线的船首向计算；
所述卫星罗经芯片使用1个串口和1个1PPS秒脉冲输出，给AIS芯片提供发射时间同步功能，同时船位信号提供给其他设备作为定位数据输出；
所述卫星罗经芯片使用1个串口向外部设备提供船首向数据输出；
所述系统实现AIS和北斗通信的核心处理芯片是主MCU芯片，主MCU芯片形成通过AIS芯片获取周边的船舶列表清单，主MCU芯片形成通过北斗III号通信芯片与船舶和岸基实现通信功能；
所述接口板内设有语音识别硬件设备，将用户会遇语音指令转换为通用文字会遇指令代码。
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