CN205375790U - 一种无人船用自组织通信系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种无人船用自组织通信系统,包括置于无人船上的船载模块和船载无线传输模块,置于岸基上的监控计算机、操纵台、岸基无线传输模块。船载模块中电子罗经用于采集无人船船体航行姿态,GPS位置传感器用于采集无人船的位置、速度信息,温湿度传感器用于测量无人船周围环境的温湿度。控制器用于处理采集设备所采集到的数据信息、接收并处理岸基上的监控计算机发来的控制指令,驱动电机为无人船提供动力,电源系统为无人船的采集设备、控制器、驱动电机提供电压。本实用新型采用空中电磁波的传输方式,实现岸基控制中心对无人船海上作业高效、可靠的指挥控制,以及对海况信息的实时监控。

Description

一种无人船用自组织通信系统
技术领域
本实用新型属于无人船控制技术领域,尤其涉及一种无人船用自组织通信系统。
背景技术
我国海洋资源丰富,国内外船舶之间往来频繁,海上航运和生产活动繁忙,海上事故多发,海难事故人员搜救、危险品事故、海上污染事故的防范和应急处理等问题层出不穷。目前的搜救设施还有待发展。
随着科技的不断发展,无人船因具备高出航率、高安全性、易于操作而备受关注。在恶劣的海洋环境下,无人船能代替有人搜救系统,安全、高效地到达事故现场,在远程监控中心工作人员的指挥控制下,迅速执行搜救工作。同时,相对于常规的有人搜救船舶和无人机来说,无人船具有低成本的优势,而且无需搜救人员到达现场指挥,既节省了人力,也降低了因搜救工作带来的搜救人员的人身安全的风险。然而要保证岸基控制中心工作人员能实时掌握无人船的航行状态,对船岸通信系统有很高的要求,必须保证通信网络稳定、可靠,确保通信双方时刻保持联系。但是由于海域环境的复杂性,目前海上移动通信的可靠性难以得到保证。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的问题,提供一种无人船用自组织通信系统,采用空中电磁波的传输方式,实现岸基控制中心对无人船海上作业高效、可靠的指挥控制,以及对海况信息的实时监控。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种无人船用自组织通信系统,包括置于无人船上的船载模块和船载无线传输模块,置于岸基上的监控计算机、操纵台、岸基无线传输模块;船载模块包括采集设备、控制器、驱动电机和电源系统,采集设备由电子罗经、GPS位置传感器、温湿度传感器组成,电子罗经用于采集无人船船体航行姿态,GPS位置传感器用于采集无人船的位置、速度信息,温湿度传感器用于测量无人船周围环境的温湿度;控制器用于处理采集设备所采集到的数据信息、接收并处理岸基上的监控计算机发来的控制指令,驱动电机为无人船提供动力,电源系统为无人船的采集设备、控制器、驱动电机提供电压;船载模块与船载无线传输模块相连,监控计算机与岸基无线传输模块相连,船载无线传输模块与岸基无线传输模块通信,监控计算机通过操纵台接收人为输入指令。
按上述技术方案,船载无线传输模块包括两种不同频率的网络高清图像传输电台、两种不同频率的全向天线、3G无线传输模块、北斗卫星通信系统设备、网络切换设备、电源设备,主通信链路中,船载无线传输模块中的两种不同频率的网络高清图像传输电台的一端分别通过馈线与两种不同频率的全向天线相连,另一端通过RS232串口总线与船载模块的采集设备相连;岸基无线传输模块中包括与船载无线传输模块对应频率的岸基网络高清图像传输电台,一端分别通过馈线与全向天线相连,另一端通过RS232串口与监控计算机相连,通过RJ45口网线与设置在岸基上的视频监控客户端相连;3G无线传输模块及北斗卫星通信设备均与网络切换设备相连,构建备用通信链路。
按上述技术方案,船载无线传输模块中两种不同频率的网络高清图像传输电台的频率分别为1W和5W,两种不同频率的全向天线的频率分别为:2.4GHz和340MHz。
船载无线传输模块中的网络高清图像传输电台,与岸基网络高清图像传输电台通过全向天线相连通,实现船岸之间远程通信,利用空中电磁波的传输方式在船岸之间建立通信,实现船岸之间的信息交互。本实用新型的无线传输模块分为两路无线通信链路,应用双通信系统网络冗余设计,两路通信链路分为主通信链路和备用通信链路系统,主通信链路利用高可靠性与实时性的网络高清图像传输电台,备用链路利用3G无线传输模块或者北斗卫星通信系统,通过网络高清图像传输电台和3G无线传输模块或者北斗卫星的双冗余网络通信系统,将无人船所采集的信息传回岸基控制中心,另外还要接收并执行岸基控制中心发来的控制指令,对无人船进行远程控制。
本实用新型产生的有益效果是:本实用新型无人船用自组织通信系统,采用空中电磁波的传输方式,实现岸基控制中心对无人船海上作业高效、可靠的指挥控制,以及对海况信息的实时监控。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
图1是本实用新型实施例无人船用自组织通信系统的硬件连接示意图;
图2是本实用新型实施例无人船用自组织通信系统的原理框图;
图3是本实用新型实施例无人船用自组织通信系统的船岸通信路径图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例中,提供一种无人船用自组织通信系统,包括置于无人船上的船载模块和船载无线传输模块,置于岸基上的监控计算机、操纵台、岸基无线传输模块;船载模块包括采集设备、控制器、驱动电机和电源系统,采集设备由电子罗经、GPS位置传感器、温湿度传感器组成,电子罗经用于采集无人船船体航行姿态,GPS位置传感器用于采集无人船的位置、速度信息,温湿度传感器用于测量无人船周围环境的温湿度;控制器用于处理采集设备所采集到的数据信息、接收并处理岸基上的监控计算机发来的控制指令,驱动电机为无人船提供动力,电源系统为无人船的采集设备、控制器、驱动电机提供电压;船载模块与船载无线传输模块相连,监控计算机与岸基无线传输模块相连,船载无线传输模块与岸基无线传输模块通信,监控计算机通过操纵台接收人为输入指令。
进一步地,船载无线传输模块包括两种不同频率的网络高清图像传输电台、两种不同频率的全向天线、3G无线传输模块、北斗卫星通信系统设备、网络切换设备、电源设备,主通信链路中,船载无线传输模块中的两种不同频率的网络高清图像传输电台的一端分别通过馈线与两种不同频率的全向天线相连,另一端通过RS232串口总线与船载模块的采集设备相连;岸基无线传输模块中包括与船载无线传输模块对应频率的岸基网络高清图像传输电台,一端分别通过馈线与全向天线相连,另一端通过RS232串口与监控计算机相连,通过RJ45口网线与设置在岸基上的视频监控客户端相连;3G无线传输模块及北斗卫星通信设备均与网络切换设备相连,构建备用通信链路。
本实用新型实施例中,进一步地,船载无线传输模块中两种不同频率的网络高清图像传输电台的频率分别为1W和5W,两种不同频率的全向天线的频率分别为:2.4GHz和340MHz。
船载无线传输模块中的网络高清图像传输电台,与岸基网络高清图像传输电台通过全向天线相连通,实现船岸之间远程通信,利用空中电磁波的传输方式在船岸之间建立通信,实现船岸之间的信息交互。
本发明的较佳实施例中,如图1-图3所示,提供一种无人船用自组织通信系统,包括置于无人船上的船载模块和船载无线传输模块,置于岸基上的监控计算机、操纵台、岸基无线传输模块;船载模块包括采集设备、控制器、驱动电机和电源系统,采集设备由电子罗经、GPS位置传感器、温湿度传感器组成,电子罗经用于采集无人船船体航行姿态,GPS位置传感器用于采集无人船的位置、速度信息,温湿度传感器用于测量无人船周围环境的温湿度;控制器用于处理采集设备所采集到的数据信息、接收并处理岸基上的监控计算机发来的控制指令,驱动电机为无人船提供动力,电源系统为无人船的采集设备、控制器、驱动电机提供电压;船载模块与船载无线传输模块相连,监控计算机与岸基无线传输模块相连,船载无线传输模块与岸基无线传输模块通信,监控计算机通过操纵台接收人为输入指令。船载无线传输模块包括两种不同频率的网络高清图像传输电台、两种不同频率的全向天线、3G无线传输模块、北斗卫星通信系统设备、网络切换设备、电源设备,主通信链路中,船载无线传输模块中的两种不同频率的网络高清图像传输电台的一端分别通过馈线与两种不同频率的全向天线相连,另一端通过RS232串口总线与船载模块的采集设备相连;岸基无线传输模块中包括与船载无线传输模块对应频率的岸基网络高清图像传输电台,一端分别通过馈线与全向天线相连,另一端通过RS232串口与监控计算机相连,通过RJ45口网线与设置在岸基上的视频监控客户端相连;3G无线传输模块及北斗卫星通信设备均与网络切换设备相连,构建备用通信链路。船载无线传输模块中两种不同频率的网络高清图像传输电台的频率分别为1W和5W,两种不同频率的全向天线的频率分别为:2.4GHz和340MHz。主通信链路由网络高清图像传输电台实现,备用通信链路主要有3G和北斗卫星系统两种通信方式,两者之间采取网络优先级的方式选择最优通信方式,以获得较高的可靠性,网络正常的情况下,备用通信链路处于待机状态,当主链路通信出现故障时将自由切换到备用通信链路中。无线数据传输通道可以将航行数据(包括航向、航速、温湿度等信息由无人船分系统采集)传送到岸基控制中心,岸基控制中心将在监控计算机上显示所接收到的数据信息,与此同时,岸基控制中心可以通过数据传输通道向无人船发送控制指令,实现对无人船的远程控制。采集模块中还包括鱼眼摄像头,鱼眼摄像头采集的视频图像信息通过船载无线传输模块传输到岸基控制中心,同时岸基的监控计算机通过岸基无线传输模块向船载端发送控制指令,对无人船实行远程控制。
本实用新型可以采取两种实施方案,方案一是通信系统以信号强度为判断依据,在主链路与备用链路之间进行网络切换,当网络高清图像传输电台进入盲区时,网络切换设备立即切换到3G或者卫星通信中信号较强的通信方式,避免通信链路中断而丢失数据;方案二是以通信距离为判断依据,当船岸之间距离超出全向天线的覆盖范围时,先将远端无人船需要发送给岸基控制中心的数据信息发送给距离岸基相对较近的无人船,最后再由其转发给岸基控制中心。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种无人船用自组织通信系统,其特征在于,包括置于无人船上的船载模块和船载无线传输模块,置于岸基上的监控计算机、操纵台、岸基无线传输模块;船载模块包括采集设备、控制器、驱动电机和电源系统,采集设备由电子罗经、GPS位置传感器、温湿度传感器组成,电子罗经用于采集无人船船体航行姿态,GPS位置传感器用于采集无人船的位置、速度信息,温湿度传感器用于测量无人船周围环境的温湿度;控制器用于处理采集设备所采集到的数据信息、接收并处理岸基上的监控计算机发来的控制指令,驱动电机为无人船提供动力,电源系统为无人船的采集设备、控制器、驱动电机提供电压;船载模块与船载无线传输模块相连,监控计算机与岸基无线传输模块相连,监控计算机通过操纵台接收人为输入指令。
2.根据权利要求1所述的无人船用自组织通信系统,其特征在于,船载无线传输模块包括两种不同频率的网络高清图像传输电台、两种不同频率的全向天线、3G无线传输模块、北斗卫星通信系统设备、网络切换设备、电源设备,船载无线传输模块中的两种不同频率的网络高清图像传输电台的一端分别通过馈线与两种不同频率的全向天线相连,另一端通过RS232串口总线与船载模块的采集设备相连;岸基无线传输模块中包括与船载无线传输模块对应频率的岸基网络高清图像传输电台,一端分别通过馈线与全向天线相连,另一端通过RS232串口与监控计算机相连,通过RJ45口网线与设置在岸基上的视频监控客户端相连;3G无线传输模块及北斗卫星通信设备均与网络切换设备相连,构建备用通信链路。
3.根据权利要求2所述的无人船用自组织通信系统,其特征在于,船载无线传输模块中两种不同频率的网络高清图像传输电台的频率分别为1W和5W,两种不同频率的全向天线的频率分别为:2.4GHz和340MHz。
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