CN203298776U

CN203298776U - 一种用于船舶动态监测的无线传感器网络节点

Info

Publication number: CN203298776U
Application number: CN2013202794548U
Authority: CN
Inventors: 吴迪; 江冰; 李庆武; 陈正鸣; 薛云灿; 吕嘉
Original assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Current assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-05-21

Abstract

本实用新型涉及一种用于船舶动态监测的无线传感器网络节点，其特征在于：包括AIS接口、GPS接口、数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块及电源模块，所述电源模块分别对数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块进行供电；所述AIS接口、GPS接口、数据采集模块和无线通信模块分别连接数据处理模块；所述AIS接口连接AIS子系统；所述GPS接口连接GPS船舶监测子系统。本实用新型其设计合理，易于部署，智能化程度高，能够直接实时监测所引航船舶周围其它船舶及设备，有助于引航员及时了解被引航船舶航行周围区域的态势，能够方便地进行无线自组网、可扩展性好，适合推广应用。

Description

一种用于船舶动态监测的无线传感器网络节点

技术领域

本实用新型涉及的是一种用于船舶动态监测的无线传感器网络节点，具体涉及一种适合引航领域、具有助航作用、具备无线自组织能力的用于船舶动态监测的无线传感器网络节点，属于引航船舶助航监测领域。

背景技术

船舶在进出港口和通过复杂水道的时候，由于不熟悉周围的情况，就有可能有意外事故发生。在这样的情况下，出于航行安全的考虑，就需要有相应的船舶引航制度。引航旧称引水、领港、领江，是指在一定的水域内（港口或内河），专业引航员登上船舶，为船舶指引航向，把船舶安全地引进、带出港口，或在港内移泊。由于港口的航道条件构成了一个国家天然的屏障，事关一国的国防，因而按照国际惯例，引航员必须由本国人担任，并且对出入港口的外籍船舶实行强制引航。这是一个国家引航权的体现，是国家主权的一部分。

目前，我国对引航船舶监测的方法主要有：1) AIS系统,即船舶自动识别系统（Automatic Identification System）的简称，由岸基（基站）设施和船载设备共同组成，将船位、船速、改变航向率及航向等船舶动态结合船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料由甚高频（VHF）频道向附近水域船舶及岸台广播，使邻近船舶及岸台能及时掌握附近海面所有船舶之动静态资讯，得以立刻互相通话协调，采取必要避让行动，对船舶安全有很大帮助。2）VTS系统，即船舶交通管理系统（Vessel Traffic Services）的简称，利用AIS基站、雷达、CCTV、无线电话，以及船载终端等通信设施监控航行在港湾和进出港口的船舶，并给这些船舶提供航行中所需的安全信息的一种系统。通过该系统可监控船舶的航路脱离与否、行进方向、速度、船舶相互交行等，以向船舶迅速地提供进出港时所需的安全航行信息。

但是上述方法只能提供给引航员自己所引领船舶以及AIS监控系统所监控到的其他引航船舶的位置信息，引航员周围的大部分船舶在电子海图上都是不可见的，被引航船舶航行周围区域的态势仍不明朗，因此现有船舶监控系统的助航作用不能满足引航员的功能需求。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种适合引航领域、具有助航作用、具备无线自组织能力的用于船舶动态监测的无线传感器网络节点。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种用于船舶动态监测的无线传感器网络节点，包括AIS接口、GPS接口、数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块及电源模块，所述电源模块分别对数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块进行供电；所述AIS接口、GPS接口、数据采集模块和无线通信模块分别连接数据处理模块；所述AIS接口连接AIS子系统；所述GPS接口连接GPS船舶监测子系统。

上述数据处理模块是单片机Atmega128L模块，包括中央处理器、A/D转换电路、存储器以及无线通信接口，所述A/D转换电路将信号调理电路生成的模拟量进行量化、编码，产生相应的数字信号，然后将该数字信号传送给中央处理器进行处理，存储器以及无线通信接口通过连接中央处理器工作。

上述无线通信模块采用CC2420射频模块，包括CC2420芯片、微控制器接口电路、时钟电路、射频输入输出匹配电路、射频天线，所述微控制器接口电路、时钟电路、射频输入输出匹配电路、射频天线分别连接CC2420芯片；所述CC2420芯片通过微控制器接口电路接收待发送的数据，然后将该数据处理后经过射频天线发送出去，或者经射频天线接收数据后通过微控制器接口电路发送数据处理模块。

本实用新型与现有技术相比有益的效果是：

1、设计合理,易于部署，适合推广应用。

2、能够直接实时监测所引航船舶周围其它船舶及设备，有助于引航员及时了解被引航船舶航行周围区域的态势。

3、采用Flooding协议，能够快速实现无线传感器网络。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的系统框图；

图2为数据处理模块的系统框图；

图3为无线通信模块的系统框图；

图4为无线传感器节点的软件流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种用于船舶动态监测的无线传感器网络节点，包括AIS接口、GPS接口、数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块及电源模块，电源模块分别对数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块进行供电； AIS接口、GPS接口、数据采集模块和无线通信模块分别连接数据处理模块； AIS接口连接AIS子系统； GPS接口连接GPS船舶监测子系统。

如图2所示，数据处理模块是单片机Atmega128L模块，包括中央处理器、A/D转换电路、存储器以及无线通信接口， A/D转换电路块将信号调理电路生成的模拟量进行量化、编码，产生相应的数字信号，然后将该数字信号传送给中央处理器进行处理，存储器以及无线通信接口通过连接中央处理器工作。

如图3所示，无线通信模块采用CC2420射频模块，包括CC2420芯片、微控制器接口电路、时钟电路、射频输入输出匹配电路、射频天线，微控制器接口电路、时钟电路、射频输入输出匹配电路、射频天线分别连接CC2420芯片； CC2420芯片通过微控制器接口电路接收待发送的数据，然后将该数据处理后经过射频天线发送出去，或者经射频天线接收数据后通过微控制器接口电路发送给数据处理模块。

如图4所示，本实用新型的软件流程包括节点初始化模块，启动Flooding路由协议、构建WSN网络模块、采集AIS和GPS信息模块,维护网络并处理数据模块，发送或接收数据模块和重建WSN网络模块。

综上所述，本实用新型其设计合理，易于部署，智能化程度高，能够直接实时监测所引航船舶周围其它船舶及设备，有助于引航员及时了解被引航船舶航行周围区域的态势，能够方便地进行无线自组网、可扩展性好，适合推广应用。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1. 一种用于船舶动态监测的无线传感器网络节点，其特征在于：包括AIS接口、GPS接口、数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块及电源模块，所述电源模块分别对数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块进行供电；所述AIS接口、GPS接口、数据采集模块和无线通信模块分别连接数据处理模块；所述AIS接口连接AIS子系统；所述GPS接口连接GPS船舶监测子系统。

2. 根据权利要求1所述的一种用于船舶动态监测的无线传感器网络节点，其特征在于：所述数据处理模块是单片机Atmega128L模块，包括中央处理器、A/D转换电路、存储器以及无线通信接口，所述A/D转换电路将信号调理电路生成的模拟量进行量化、编码，产生相应的数字信号，然后将该数字信号传送给中央处理器进行处理；所述存储器以及无线通信接口通过连接中央处理器工作。

3. 根据权利要求1所述的一种用于船舶动态监测的无线传感器网络节点，其特征在于：所述无线通信模块采用CC2420射频模块，包括CC2420芯片、微控制器接口电路、时钟电路、射频输入输出匹配电路、射频天线，所述微控制器接口电路、时钟电路、射频输入输出匹配电路、射频天线分别连接CC2420芯片；所述CC2420芯片通过微控制器接口电路接收待发送的数据，然后将该数据处理后经过射频天线发送出去，或者经射频天线接收数据后通过微控制器接口电路发送给数据处理模块。