CN202944547U

CN202944547U - 船载综合信息一体化应用终端

Info

Publication number: CN202944547U
Application number: CN 201220583791
Authority: CN
Inventors: 顾网林
Original assignee: CHANGJIANG NANJING DREDGING BUREAU
Current assignee: CHANGJIANG NANJING DREDGING BUREAU
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2022-11-07

Abstract

一种船载综合信息一体化应用终端，其特征是包括主板、电源模块、硬盘、船舶自动识别系统和3G模块，所述电源模块分别连接硬盘、船舶自动识别系统和3G模块，硬盘通过串口连接主板，船舶自动识别系统通过串行通讯端口连接主板，3G模块通过USB接口连接主板，3G模块与3G天线连接，船舶自动识别系统连接有AIS天线和GPS天线。本实用新型将各种导航设备（如：GPS、AIS、ARPA、电罗经、测深仪、计程仪、风向风速仪以及CCTV监控系统）的信息接入一体机中，实现综合信息导航。

Description

船载综合信息一体化应用终端

技术领域

本实用新型涉及船舶信息处理领域，尤其是一种船载综合信息一体化应用终端。

背景技术

随着信息技术、通导技术在船舶上的不断应用，导致船舶上配备的导航设备日益增多（如：AIS、GPS、雷达、罗经、测深仪、计程仪、风向风速仪、电子海图导航系统等等），这些设备各自独立，使得驾驶人员在航行期间要观看多个屏幕，给驾驶人员带来很大麻烦，影响驾驶人员瞭望和注意力。同时造成设备之间的连接混乱，非常容易出现各种连接故障，影响设备的正常使用，对设备维护和管理带来很大困难。正是在这样的情况下，因此，继续进行各设备之间的信息集成技术研究，研制高集成度的综合信息一体化应用终端。

本实用新型涉及的引用标准如下：

1、《信息技术设备抗扰度测试标准》GB/T17618；

2、《船用导航设备通用要求和试验方法》GB12267-1990；

3、《信息技术设备的安全标准》GB 4943—2001；

4、中国海事局《船载电子海图系统（ECS）功能、性能和测试要求（暂行）》；

5、IEC 60945海上导航和无线电设备及系统 — 通用要求 — 测试方法和要求的测试结果；

6、IEC 61162-3 海上导航和无线电设备及系统-数字接口-第3部分：串行数据设备网络；

7、IEC61174 海上导航和无线电设备及系统 — 电子海图显示和信息系统 — 工作和性能要求、测试方法和要求的测试结果；

8、IEC 61993-2 海上导航和无线电通信设备及系统 — 自动识别系统（AIS） — 第二部分：通用自动识别系统（AIS）A类船载设备 — 工作和性能要求、测试方法和要求的测试结果；

9、NMEA 2000 航海电子设备接口标准。

本实用新型涉及的术语如下：

（1）VIN：Vessel Intelligengt Navigator（船载智能导航仪）

（2）IEC：International Electro technical Commission（国际电工委员会）

（3）NMEA：National Marine Electronics Association（国际海洋电子协会）

（4）AIS：Automatic identification System（船舶自动识别系统）

（5）ARPA：Automatic Radar Plotting Aid（自动雷达标绘仪）

（6）MTBF：Mean Time Between Failure（平均无故障时间）

（7）3G：3rd Generation（第三代数字通信）

（8）CDMA：Code Division Multiple Access（码分多址），在扩频通信技术上发展起来的一种无线通信技术。

（9）GPRS：General Packet Radio Service（通用分组无线业务）

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种船载综合信息一体化应用终端，以克服上述弊端。

本实用新型的船载综合信息一体化应用终端，在一体化终端的屏幕上可以获得各种航行信息，最大限度地方便驾驶人员了解船舶航行过程中得各种信息，保证航行安全和航行效率。

本实用新型的船载综合信息一体化应用终端通过高集成度的综合信息一体化应用终端研制，将大大提升电子海图（江图）导航系统的使用效率，带动电子海图（江图）导航系统的推广应用。同时为数字航道项目技术成果的推广奠定良好的基础。

本实用新型的技术方案是：

一种船载综合信息一体化应用终端，包括主板、电源模块、硬盘、船舶自动识别系统和3G模块，所述电源模块分别连接硬盘、船舶自动识别系统和3G模块，硬盘通过串口连接主板，船舶自动识别系统通过串行通讯端口连接主板，3G模块通过USB接口连接主板，3G模块与3G天线连接，船舶自动识别系统连接有AIS天线和GPS天线。

所述电源模块连接有电池。电池通过DC24V输入电能，电池同时可以通过适配器接收市电AC220V输入的电能。

所述船载综合信息一体化应用终端还包括多口串卡，所述多口串卡通过PCI总线连接主板。

本实用新型的有益效果是：

目前市场上的电子海图导航系统往往是一台电子海图机与其他导航设备（如GPS）连接，采集相应的数据在海图上显示，完成导航功能。在此基础上，本实用新型将GPS、AIS、通信机全部在计算机内部，实现计算机与这些常用导航设备之间真正意义下的系统集成，提高稳定性、可靠性和安装维护的简易性。

本实用新型将各种导航设备（如：GPS、AIS、ARPA、电罗经、测深仪、计程仪、风向风速仪以及CCTV监控系统）的信息接入一体机中，实现综合信息导航。

（1）一体化应用终端应用软件系统采用三层架构，具有多人同时开发、维护容易、升级简单和运行稳定的性能。

（2）采用了自主研发的特殊的海图数据格式，使得海图界面的刷新速度高于国内同类软件的刷新速度。

（3）外设信息的显示采用图像模拟显示和数字显示两种方式，即直观又具体，具有非常友好的用户界面。

（4）除了能够连接各种导航设备外，还能够在海图界面上嵌入CCTV监控系统的视频图像，并对该图像可以缩放和移动以及关闭。

（5）一体化应用终端采用军工标准和船用计算机标准进行工业生产，其可靠性高、稳定性好、完全适应船舶和水上环境。

（6）一体化应用终端集成性强，配备了8个COM，可以同时集成GPS、AIS、ARPA、电罗经、测深仪、计程仪、风向风速仪和CCTV监控系统。为了方便使用，在一体化应用终端内部集成了GPS、AIS和通信机，硬件安装和维护十分方便。

（7）双电源设计，支持DC24V，AC220V，可以满足不同环境需求。

（8）带冲级电流过大、电压过高，欠压等保护功能.待机时间，60W/1.5小时。

（9）带有液晶显示屏亮度调节和屏幕开/关功能，以适应船舶夜航的需要。高亮度显示屏的配置，减少了阳光直射带来的影响

（10）GPS、AIS和通信机不需要外接电源，全部由主机电源供电。

（11）一体化应用终端具有防水、防潮湿、防雾、抗电磁干扰、抗震动、抗高温的能力。

附图说明

图1是本实用新型的电气链接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1，一种船载综合信息一体化应用终端，包括主板、电源模块、硬盘、船舶自动识别系统和3G模块，所述电源模块分别连接硬盘、船舶自动识别系统和3G模块，硬盘通过串口连接主板，船舶自动识别系统通过串行通讯端口连接主板，3G模块通过USB接口连接主板，3G模块与3G天线连接，船舶自动识别系统连接有AIS天线和GPS天线。

电源模块连接有电池。船载综合信息一体化应用终端还包括多口串卡，所述多口串卡通过PCI总线连接主板。

根据实际船供电情况，在一体机中研制了抗电流,抗脉冲,抗冲击的交直流宽幅双电源供电系统，即:DC9~36V, AC96~265V,.以适应不同船电环境。同时，一体机内部还集成了UPS,当外部突然断电,一体机可以继续正常运行和接收数据。

由于使用四核CUP本身易于产生高温，加上驾驶台的高温环境，极易导致CPU停止工作。因此在一体机的研制上采用双风扇结构散热，即除了配备CPU本身散热风扇外，在机箱内部热量高温点的位置（或区域）设计通风风扇，保证散热畅通。经测试，在环境温度达60℃时，一体机仍能正常工作。

本实用新型的船载综合信息一体化应用终端的技术关键有：

（1）一体化应用终端应用软件系统设计与开发

为了满足多设备数据的同步采集、数据处理以及即时显示的性能要求，对综合信息导航软件系统的底层架构、中间件及调用方法、数据处理算法及程序处理流程等重要内容进行全面的设计与开发。

外接通导设备数据接口软件模块的设计与开发。

CCTV监控视频数据采集与视频显示模块设计与开发。

海图数据格式的设计。为提高图形界面的刷新速度，对海图数据格式要进行特殊处理，采用我们自己研制的数据格式进行海图显示。官方发布的数据格式（S-57/S-52、S-63等）都可以通过我们提供的数据转换模块生成本系统使用的特殊数据格式。

（2）一体化应用终端结构设计

主要研究和设计一体化应用终端的外形结构和内部结构。外形设计在美观大方的前提下，确保一体化应用终端摆放稳固，整体不易变形。在内部结构方面要研究各个另部件布局的合理性和使用及维修时的方便性。还要使得一体化应用终端结构紧凑，尽量小型化，以适合各种小型船舶的安装使用。

（3）一体化应用终端工艺设计

工艺设计主要研究各种零部件的组装方法、流程和材料选择以及机体处理技术。同时还要研究一体化应用终端的抗电磁干扰、防水防潮、防震动和抗高低温的工艺要求，使得一体化应用终端能够适应船上恶劣环境的运行要求。

（4）通导设备的接口设计

通导设备接口设计主要研究一体化应用终端与GPS、AIS、通信机（CDMA/GPRS/3G）、罗经、测深仪、计程仪、ARPA、风向风速仪和CCTV视频数据的接口技术，包括各个通导设备的通信协议、信号转换方法、接线方法、波特率范围、数据标准格式以及解析算法等的设计。

本实用新型的船载综合信息一体化应用终端的解决方法如下：

（1）一体化应用终端应用软件系统

应用软件系统采用三层架构的设计，海图显示平台作为基础层（BASE层），数据采集、处理和输出到海图显示平台为中间层（M层），各种软件功能模块为应用层（UI层）。通过UI层向M层发出指令（或者调用）到中间层，由中间层执行具体的动作（采集数据并进行实时处理），并将运算结果自动发给BASE层进行显示或声音输出。

这样的架构具有层次清晰、易于多人同时编程的特点，只要BASE层和M层确定之后（生成各种功能的动态链接库，.dll），要想增加新功能，只在应用层做点开发即可，修改和升级非常方便，保证了软件系统的稳定性。

（2）一体化应用终端小型化

在配置上采用性能强大的工业级主板，配备笔记本固态硬盘，GPS、ASI和通信机都采用单板配件，断电保护采用锂电池，最大限度地减少占用空间，使一体化应用终端小型化。

（3）抗电磁干扰

在抗外部电磁干扰方面采用铁板外壳屏蔽方法，对于内部的电磁干扰采用增加铝盒罩、锡箔纸密封等方法进行屏蔽。

（4）防震动、摇摆

采用设计外部和内部减震器的方法实现抗震动要求。对于计算机来说主要是硬盘容易损坏，所以我们采用固态硬盘和减震垫解决设备的抗震抗摇摆问题。

（5）防水防雾

采用防水键盘和显示屏密封的方法实现防水防雾。

（6）防潮湿防盐雾

在芯片管脚处以及焊接点处采用硅胶密封，在零部件连线处采用热缩管封装方法实现防潮湿和防盐雾。

（7）抗高温

采用增大CPU散热片面积和双风扇结构实现抗高温。

（8）抗阳光直射和夜航影响

我们在一体化应用终端上采用了高亮度显示屏（≥300cd/m2）,实现了在任何阳光的情况下屏幕都能清晰可见。同时采用了一项新技术可以调节显示屏从关闭到最亮，解决了传播夜航显示器太亮的问题。

（9）抗电源波动

在一体化应用终端中采用了锂电池（或UPS）电源保护手段，当外部电源波动或断电时，设备中的断电保护装置会自动供电，保证系统正常运行。

（10）常用设备集成

一体化应用终端的最常用设备是GPS、AIS和3G通信机，我们通过研究GPS\AIS\通信机与232口的转换方法，数据转换格式以及解析方法，将GPS、AIS和3G通信机三个设备全部集成在内部，满足一般船舶导航的需要。当然也可以外接其他GPS、AIS和3G等。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。

Claims

1.一种船载综合信息一体化应用终端，其特征是包括主板、电源模块、硬盘、船舶自动识别系统和3G模块，所述电源模块分别连接硬盘、船舶自动识别系统和3G模块，硬盘通过串口连接主板，船舶自动识别系统通过串行通讯端口连接主板，3G模块通过USB接口连接主板，3G模块与3G天线连接，船舶自动识别系统连接有AIS天线和GPS天线。

2.根据权利要求1所述的船载综合信息一体化应用终端，其特征在于所述电源模块连接有电池。

3.根据权利要求1所述的船载综合信息一体化应用终端，其特征在于所述船载综合信息一体化应用终端还包括多口串卡，所述多口串卡通过PCI总线连接主板。