CN2791768Y - 渔船安全数字综合终端设备 - Google Patents

Abstract

一种渔船安全数字综合终端设备，所述的终端设备包括GPS全球卫星定位接收装置、中心电脑控制器、数字调制解调器、短波单边带收发信机、显示装置、电源；GPS全球卫星定位接收装置与中心电脑控制器通信连接；中心电脑控制器通过数字调制解调器连接短波单边带收发信机，短波单边带收发信机连接外置天线；显示装置连接中心电脑控制器；中心电脑控制器包括频点自动切换模块、自导航模块；频点自动切换模块包括切换频率信号识别器和频率切换器；自导航模块包括读取数据信息器和定距离存储信息器。本实用新型相互通信有序、可靠，管理部门可对渔船进行有效的管理。

Description

渔船安全数字综合终端设备

(一)技术领域

本实用新型涉及一种用于海洋渔船安全报警、实时监控、通信联络和对渔民进行综合信息服务及管理的船用安全数字综合终端设备(机)，属通信技术领域。

(二)背景技术

国际上早在上世纪80年代已开通了全球海上遇险安全系统(Global MaritimeDistress Safety System<GMDSS>)，该系统能为海上的船舶提供迅速可靠的报警，识别遇险船舶并有效地组织救援，提供及时可靠的航行安全服务，并满足船舶日常通信的各项要求。该系统基本由五个部分组成：(1)无线电通信分系统：其中有数字选呼子系统、窄带印字板子系统、甚高频(VHF)子系统、单边带(SSB)子系统、卫星通信子系统。(2)航行安全信息分系统：其中有无线电导航、气象、告警播发子系统和船位报告子系统。(3)无线电寻位分系统：包括示位标子系统、406MHz低级轨道示位标系统、1.6GHz海事卫星示位标系统、9GHz搜救雷达应答器和搜救雷达、VHF测向仪、VHF测向仪数据链及控制系统、卫导仪(GPS)。(4)搜救通信分系统：包括搜救通信网、国际协调网。(5)水上通信网分系统：港口通信网、交通专用网、调度指挥网、海岸电台勤务通信网。以上系统(GMDSS)能完成报警、搜救协调通信、救助现场通信、寻位、海上安全信息、船对船通信、日常无线电通信等。该系统技术先进，使用可靠，价格较高(整个系统需几百万美元)，需专门技术人员操作使用，因此只适合远洋大船，对一般的海船尤其是中小马力的渔船来说，从价位、使用人的素质、安装场地、使用缴费等等都是不适合的，无法应用。

GSM和CDMA网络串能覆盖沿海海域的通信，但因频率高，通信距离短，距大陆100公里外根本无法沟通，即使在100公里内也常因沿海山多、暗礁多而难以用于海洋渔船的通信。现在渔船上使用的渔业专用电话对讲机的工作频率是27.5-39.5MHz，工作频率决定了它的通信距离，它只适合于船于船之间在几十公里范围内通信。如果想实现船与陆地远距离通信，如用100W攻率，根据国际电联提供的数据也只能达到200公里的距离，不能满足渔业要求的500公里的距离。

海事卫星通信系统技术先进，但设备昂贵，通信费用高，一般渔船在经济上根本无法承担，因此无法在发展中国家推广应用。

在陆地上的通信有CDMA、GSM、程控电话、Internet网络通信等各种手段，但在海洋上，尤其是海洋的渔船上，虽在较多的渔船上已装备有短波单边带通信机和卫导仪(GPS)，但由于短波通信的特点，其通信与季节、距离、时间、频率、天文及地理位置等因素有着复杂的关系，非专业人员很难确保短波的不间断通信，因此在海上，民间一直停留在无序落后的通信状态，一旦遇到突发性事故时，很难用此机沟通联络，并得到救助，因此海上渔船事故频发，就2000年在浙江发生渔船安全事故多达216起，沉船93艘，死亡113人，直接经济损失3000余万元，安全生产形势严峻。又由于现在渔船上虽有单边带通信机和卫导仪(GPS)但他们之间的工作是单独无序的，与陆上管理部门不属同一个系统，不能实现对海上渔船的监控和管理，因此这些船所造成的国际纠纷和涉外事件日增，就2003年，被韩国扣留的中国非法捕捞渔船就多达207艘，多于2002年的175艘。为此国家外交部、安全部、农业部及沿海各省市已多次发出紧急通知，要求沿海各地加强对入海渔船的管理，预防安全事故和涉外事件的发生。为此管理部门对渔船管理难度日增，已非传统的渔政管理模式和设备所能适应，必须依靠现代化的海洋信息管理和科学手段来实现。

(三)发明内容

为了克服已有的渔船安全设备的相互通信无序、混乱、管理部门不能对渔船进行有效管理的不足，本实用新型提供一种相互通信有序、可靠，管理部门可对渔船进行有效的管理的渔船安全数字综合终端设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种渔船安全数字综合终端设备，所述的终端设备包括GPS全球卫星定位接收装置、中心电脑控制器、数字调制解调器、短波单边带收发信机、显示装置、电源；所述的GPS全球卫星定位接收装置与中心电脑控制器通信连接；所述的中心电脑控制器通过数字调制解调器连接短波单边带收发信机，所述的短波单边带收发信机连接外置天馈；所述的显示装置连接中心电脑控制器；所述的中心电脑控制器包括工作频点自动切换模块、自导航模块、存储器；所述的工作频点自动切换模块包括：切换频率信号识别器，用于判断收发信机接收的信号是否是监控中心的切换指令；频率切换器，用于接收到切换指令后，比较指定频点是否与当前频点一致，如不一致，将工作频率切换到监控中心指定的频点；所述的自导航模块包括：读取数据信息器，用于读取渔船的经纬度、时间、航向和航速的数据；显示器，用于将读取的渔船数据显示在显示装置上；定距离存储信息器，用于在渔船移动预设的距离时，将渔船在该点的数据信息存入存储器。

进一步，所述的终端设备还包括报警输入/输出装置；所述的中心电脑控制器还包括报警模块；所述的报警模块与报警输入/输出装置连接；所述的报警模块包括：监控信号判断器，用于判断通过所述的收发信机接收到信号是否是监控中心的监控信号；渔船数据发送器，用于在接收到监控信号后，调取存储器中的渔船当前位置数据，将渔船位置数据和渔船的船号经数字调制解调器、收发信机向监控中心发出；主动报警处理器，用于在接收到报警输入装置的报警信号后，调取存储器中的渔船当前的位置数据，将渔船位置数据和渔船的船号经经数字调制解调器、收发信机向监控中心发出。

再进一步，所述的中心电脑控制器还包括远程管理模块；所述的存储器还包括国境线位置信息单元、禁渔区位置信息单元；所述的远程管理模块包括：国境线管理器，用于调取存储器的国境线位置信息，比较当前渔船的位置信息与国境线信息，在渔船距离国境线达到设定的警戒距离时发出国境线告警信号；禁渔区管理器，用于调取存储器的禁渔区位置信息，比较当前船的位置信息与禁渔区位置信息，在渔船位于禁渔区时，且比较航速小于5海里/小时达到预设的时限，发出禁渔告警信号；国境线管理器、禁渔区管理器的输出端连接报警输出装置。

更进一步，所述的收发信机包括频率预选器，用于根据通信和通话不同需要选择设定频率；所述的中心电脑控制器还包括通话联络模块，所述的通话联络模块包括频点复位器，用于在检测通话结束后是否达到预设的时限，将收发信机的工作频率回复到通话前的频点。收发信机可以调整为通话状态，即工作在模拟状态，收发信机的通话接口外接手弥，可以与监控中心或者其他船只进行通话。

再进一步，所述的终端设备还包括键盘，所述的中心电脑控制器还包括：短信编辑器，用于接收键盘的输入指令，编辑短信信息；短信发送器，用于将短信内容经数字调制解调器、收发信机发出。

所述的收发信机通过天线调谐器连接外置天馈。

下行传播系统：监控中心希望通过地波对渔船进行监控，这是由于在海面上，因海洋的导电系数和电介系数都大大高于各种陆地表面，且地波具有绕射性，因此在海面上地波的传输距离比陆地要大10倍以上，地波传输稳定，可采用一个固定不变的频率长期工作。

上行传播系统：渔船回传信号通过天波方式，白天和晚上需通过不同的频点传输。渔船上发射功率较小，但天波传输的距离很远，用天波、地波不同传播方式的结合，实现海洋渔船在500公里范围海域的监控管理和信息交流，实现通信联络的管理的不间断，大大提高短波频点的利用率。

本实用新型的有益效果主要表现在：1、渔船之间相互通信有序，渔船在全国海域范围都能够漫游接收信息，监控中心能够对渔船进行有效监控和救助管理；2、GPS全球卫星定位接收装置和自导航模块，能够保留船只在海上活动的全部轨迹，起到黑盒子的作用，必要时为海事部门和管理部门对其全部路径进行检查和管理；3、GPS数据的用途是提供监控和报警信号时的发射位置和时间数据；4、监控中心向渔船发送监控信号或者渔船主动输出报警信号，渔船当前的位置数据和渔船船号、险种向监控中心发出，管理部门通过本设备能对海洋渔船进行实时监控和救助；5、渔船的存储器包含国境线信息和禁渔区信息，渔船具有自我预警功能；6、通信时与常规的短波单边带通信机相同，当通话结束时，收发信机的频率回到通话前的频点上，确保信息交流和报警、监控的正常工作；7、渔船上用户可通过键盘编辑短信，按功能键在报警频道上发出短信，接收到信息的监控中心将视具体的情况将短信转发指定的用户。

(四)附图说明

图1是本实用新型的渔船安全数字综合终端设备的结构图；

图2是中心电脑控制器的原理框图；

图3是频点切换的流程图；

图4是渔船数据定距离存储的流程图；

图5是监控中心监控的流程图；

图6是渔船主动报警的流程图；

图7是国境线管理的流程图；

图8是禁渔区管理的流程图；

图9是渔船实现通话功能的流程图；

图10是渔船短信息功能的流程图；

图11是本实用新型的终端设备的外部结构示意图；

图12是图11的后视图；

图13是图11的内部结构示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1、图2，一种渔船安全数字综合终端设备，所述的终端设备包括GPS全球卫星定位接收装置1、中心电脑控制器2、数字调制解调器3、短波单边带收发信机4、显示装置5、电源6；所述的GPS全球卫星定位接收装置1与中心电脑控制器2通信连接；所述的中心电脑控制器2通过数字调制解调器3连接短波单边带收发信机4，所述的短波单边带收发信机4连接外置天馈；所述的显示装置5连接中心电脑控制器2；所述的中心电脑控制器2包括工作频点自动切换模块7、自导航模块8、存储器9；所述的工作频点自动切换模块7包括：切换频率信号识别器10，用于判断收发信机接收的信号是否为监控中心的切换指令；频率切换器11，用于接收到切换指令后，比较指定频点是否与当前频点一致，如不一致，将工作频率切换到监控中心指定的频点；所述的自导航模块8包括：读取数据信息器12，用于读取渔船的经纬度、时间、航向和航速的数据；显示器，用于将读取的渔船数据显示在显示装置上：定距离存储信息器13，用于在渔船移动预设的距离时，将渔船在该点的数据信息存入存储器的渔船数据单元20。

所述的终端设备还包括报警输入/输出装置14；所述的中心电脑控制器2还包括报警模块15；所述的报警模块15与报警输入/输出装置14连接；所述的报警模块15包括：监控信号判断器16，用于判断通过所述的收发信机接收到信号是否为监控中心的监控信号；渔船数据发送器17，用于在接收到监控信号后，调取存储器中的渔船当前的位置数据，将渔船位置数据和渔船的船号经数字调制解调器、收发信机向监控中心发出；主动报警处理器18，用于在接收到报警输入装置的报警信号后，调取存储器中的渔船当前位置数据，将渔船位置数据和渔船的船号经收发信机向监控中心发出。

所述的中心电脑控制器2还包括远程管理模块19；所述的存储器9还包括国境线位置信息单元21、禁渔区位置信息单元22；所述的远程管理模块19包括：国境线管理器23，用于调取存储器的国境线位置信息，比较当前渔船的位置信息与国境线信息，在渔船距离国境线达到设定的警戒距离时发出国境线告警信号；禁渔区管理器24，用于调取存储器的禁渔区位置信息，比较当前船的位置信息与禁渔区位置信息，在渔船位于禁渔区时，且比较航速小于5海里/小时达到预设的时限，发出禁渔告警信号；国境线管理器23、禁渔区管理器24的输出端连接报警输出装置。

所述的收发信机4包括频率预选器，用于根据通信和通话不同需要选择设定频率；所述的中心电脑控制器2还包括通话联络模块25，所述的通话联络模块25包括频点复位器27，用于在检测通话结束后达到预设的时限，将收发信机的工作频率回复到通话前的频点。

所述的终端设备还包括键盘28，所述的中心电脑控制器2还包括短信模块29；所述的短信模块29包括短信编辑器30，用于接收键盘的输入指令，编辑短信信息；短信发送器31，用于将短信内容经数字调制解调器、收发信机发出。

所述的收发信机4通过天线调谐器32连接外置天馈。

参照图11，渔船安全数字综合终端设备的操作界面包括设备的前面板34、电源开关35，ATTUNE按钮36：用于对天线调谐器的的频率进行手动调节的按钮，SCAN按钮37：用于步进频率选择，选择每次频率调节的跨度，MANU按钮38：用于工作种类的选择，在收发信机中总共有七种工作种类；工作显示屏39，模式选择按钮40，日期选择按钮41，经纬度和信息显示屏42，操作键盘43，船舶故障报警按钮44，海上敌情报警按钮45、遇险报警按钮46，CLARIFIER按钮47：用于频率微调，DIAL功率选择按钮48：用于收发信机的发射频率调节，VOLUME音量调节按钮49，SOUELCH按钮50：用于噪音调节，MIC输出插口51：用于连接外置的手弥，用于通话功能；PHONES插孔52：用于调节信号噪音。

参照图12，渔船安全数字综合终端设备的后部视图，包括GPS天馈插座53，天线协调器控制插座54，高频信号插座55，散热板56，电源插座57，设备后面板58，设备底脚59。

参照图13，渔船安全数字综合终端设备的内部结构包括键盘炭化板60，LCD驱动板61，驱动板上元器件62，控制金属屏蔽盒63，扬声器64，数字信号接收板元器件65，数字信号接收板66，接收板金属屏蔽盒67，GPS金属屏蔽盒68，GPS、OEM板元器件69，GPS天馈插座70，GPS、OEM板71，控制器上的元器件72，控制器印刷板73，控制器外接信号插座74，收发信板部分结构件75。

参照图3，当渔船接收到频率切换信号后，中心电脑控制的切换频率信号识别单元10将比较监控中心的指定频率与渔船当前的频率是否一致，如果不一致，则将工作频率调整为指定频率。由于短波电磁波传播的特点决定(天波)，不同的季节和昼夜须有与其相应的频率才能确保通信联络的不间断。本设备装备在海洋的渔船上，它向管理部门发射的报警和监控信号是以天波的形式传播，因此白天和夜间须切换工作频率，本设备设有受陆上的监控中心统一遥控切换工作频率的功能，其方法是：控制管理中心通过短波传播自适应测试决定早晚两次切换频率的时间，通过下行大功率地波发射中心，用设定好的代码向海上渔船发出切换指令，本设备的接收机对收到的指令解条解码和信号处理后，通过设备里的控制器，对发射机已设置好的频率进行变换，并重调天线调协器完成频率切换工作，确保有新的监控和报警时的成功。为了确保切换无误，一般要求陆上控制管理中心发2-3次控制信号。

参照图4，渔船具有自导航功能，自导航模块8读取GPS全球卫星定位接收装置测得的渔船的经纬度、时间、航向和航速的数据；即时显示在显示装置上。渔船通过设定的距离(比如500米)，将渔船的数据存入存储器中。本设备中装有GPS全球卫星定位接收OEM板，在其输出数据中读取经纬度、时间、航向和航速的数据，处理后分别送到中心电脑控制器和LCD显示器向船只提供自导航数据。送入控制器的GPS数据的用途是：提供监控和报警信号时的发射位置和时间数据；船只每移动一定的距离，(如500米、1000米或1海里可选)，即将该点存入存储器，保留船在海上活动的全部轨迹，起到黑盒子的作用，必要时为海事部门和管理部门对其全部路径进行检查和管理。

参照图5，监控中心对海洋渔船进行实时监控管理，监控中心向渔船发送监控信号，当渔船收到监控信号后，渔船中的报警模块的监控信号判断器16将此时的渔船位置和船号等信息向监控中心回复，监控中心能够得知渔船所在位置等信息。设备中的GPS全球卫星定位接收机以每秒种更新一次的速度，将船舶的动态资料提供显示器显示的同时存入存储器，控制器将新数据与前一个储存数据对比，当移动距离到达500米(或1000米、1海里可设定)时再次存储外，其他数据只保留三秒钟，新进老出。当船只收到对本船的监控信号后，经解调解码后的信号，控制器按其指令的要求启动发射机，将刚收到的GPS位置(经纬度)、数据和船号，通过数字调制解调器从发射机发出(只发一次)，管理部门将接收到的信息数据通过GIS技术标志在海图相应的位置上，实现对船只实时监控的功能。

参照图6，渔船主动报警的流程为：主动报警处理器18接受到报警输入装置的报警信号，主动报警处理器18向报警输出装置发出报警指令，且调取存储器中的渔船数据，并将渔船数据和渔船的船号经收发信机向监控中心发送。船在海上发生意外时，只要启动设备的报警按钮，设备将立即把GPS最新定位信息、船号和警种定义为最简单的代码，从中心控制器通过数字调制解调器以数字的形式发出，使事故报警做到及时、准确、快捷，为营救赢得宝贵的时间。为提高报警的成功率，本设备的短波数字调制解调器首先以300bps的速率报警，在报警发出30秒钟后如未收到管理中心的回执，则本设备自动降低报警信号的速率，设定在300-150-75-50-25-12.5-7.5bps依次降低，直到收到管理部门的回执为止。因为报警信号在7.5bps时其S/N比在-20db还能正常正确接收，从而本设备将大大提高报警的成功率，减少生命财产的损失。

参照图7、图8，中心电脑控制器包括国境线管理器23、禁渔区管理器24。国境线管理的流程为：将渔船的位置信息(经纬度)与存储器中的国境线信息比较：否达到设定的警戒距离？如果是，国境线管理器向报警输出装置输出国境线告警信号。禁渔区管理的流程为：将渔船的位置信息(经纬度)与存储器中的禁渔区位置信息：渔船是否位于禁渔区？如果位于禁渔区，再判断渔船航速是否小于5海里/小时，是否达到预设的时限？如果是，禁渔区管理器向报警输出装置输出禁渔告警信号。船从GPS全球卫星定位接收机提供的位置、航速等数据和按国家及有关部门规定的国境线接近时(如20海里、15海里或10海里可设置)，设备通过报警的输入输出功能块向船主发出声光报警(“不能再走，请回……”)，当船继续接近规定的区域时则启动发射机向管理部门发出报警信号，便于对其采取适当措施，避免涉外事件的发生。同样，当渔船进入禁捕区(禁渔区)、海底电缆、光缆、输油管道区域里，船速又小于5海里/小时达15分钟之久时，可认为船在该区域里捕捞作业，会危害以上设施，设备预先向船主发出预警(“这里禁止捕捞，快离开……”)，如达30分钟尚未改变情况，则设备启动报警，有关管理部门就可采取适当措施，确保国家设施的安全。

参照图9，渔船通话联络的工作流程：通话器26通过将收发信机4的工作频率调整到通话频点、实现通话功能；频点复位器27判断通话结束是否达到预设的时限？如果是，调整收发信机的工作频率，回复到通话前的频点。船在海上常由于下行信息要求或船主的需要用本设备的收发信机与陆上或船间进行通话联络，这与常规的短波单边带通信机无异，但本设备当通话结束后，在控制器的控制下，一分钟时控制收发信机的频率回到通话前的频点上，确保下行信息和报警、监控的正常工作。

参照图10，渔船的短信发送流程为：通过键盘28输入要发送的短信内容，短信编辑完成后通过调制解调器、收发信机发送给监控中心或其他渔船。在海上用户可用本设备上的键盘编写短信内容，按功能发送键在报警频道上发出短信，监控中心将视情况将短信转发指定的用户。在陆地的用户通过有无线将短信通过发射中心，直接到本设备的显示器上读取。

Claims (6)

1、一种渔船安全数字综合终端设备，其特征在于：所述的终端设备包括GPS全球卫星定位接收装置、中心电脑控制器、数字调制解调器、短波单边带收发信机、显示装置、电源；

所述的GPS全球卫星定位接收装置与中心电脑控制器通信连接；

所述的中心电脑控制器通过数字调制解调器连接短波单边带收发信机，所述的短波单边带收发信机连接外置天馈；

所述的显示装置连接中心电脑控制器；

所述的中心电脑控制器包括工作频点自动切换模块、自导航模块、存储器；

所述的工作频点自动切换模块包括：

切换频率信号识别器，用于判断收发信机接收的信号是否是监控中心的切换指令；

频率切换器，用于接收到切换指令后，比较指定频点是否与当前频点一致，如不一致，将工作频率切换到监控中心指定的频点；

所述的自导航模块包括：

数据信息读取器，用于读取渔船的经纬度、时间、航向和航速的数据；

显示器，用于将读取的渔船数据显示在显示装置上；

定距离信息存储器，用于在渔船移动预设的距离时，将渔船在该点的数据信息存入存储器。

2、如权利要求1所述的渔船安全数字综合终端设备，其特征在于：所述的终端设备还包括报警输入/输出装置；

所述的中心电脑控制器还包括报警模块；所述的报警模块与报警输入/输出装置连接；

所述的报警模块包括：

监控信号判断器，用于判断通过所述的收发信机接收到信号是否是监控中心的监控信号；

渔船数据发送器，用于在接收到监控信号后，调取存储器中的渔船当前的位置数据，将渔船位置数据和渔船的船号经数字调制解调器、收发信机向监控中心发出；

主动报警处理器，用于在接收到报警输入装置的报警信号后，调取存储器中的渔船当前的位置数据，将渔船位置数据和渔船的船号经数字调制解调器、收发信机向监控中心发出。

3、如权利要求2所述的渔船安全数字综合终端设备，其特征在于：所述的中心电脑控制器还包括远程管理模块；

所述的存储器还包括国境线位置信息单元、禁渔区位置信息单元；

所述的远程管理模块包括：

国境线管理器，用于调取存储器的国境线位置信息，比较当前渔船的位置信息与国境线信息，在渔船距离国境线达到设定的警戒距离时发出国境线告警信号；

禁渔区管理器，用于调取存储器的禁渔区位置信息，比较当前船的位置信息与禁渔区位置信息，在渔船位于禁渔区时，且比较航速小于5海里/小时达到预设的时限，发出禁渔告警信号；

国境线管理器、禁渔区管理器的输出端连接报警输出装置。

4、如权利要求3所述的渔船安全数字综合终端设备，其特征在于：所述的收发信机包括频率预选器，用于根据通信和通话不同需要选择设定频率；所述的中心电脑控制器还包括通话联络模块，所述的通话联络模块包括频点复位器，用于在检测通话结束后是否达到预设的时限，将收发信机的工作频率回复到通话前的频点。

5、如权利要求4所述的渔船安全数字综合终端设备，其特征在于：述的终端设备还包括键盘，所述的中心电脑控制器还包括短信编辑模块；

所述的短信编辑模块包括：

短信编辑器，用于接收键盘的输入指令，编辑短信信息；

短信发送器，用于将短信内容经数字调制解调器、收发信机发出。

6、如权利要求5所述的渔船安全数字综合终端设备，其特征在于：所述的收发信机通过天线调谐器连接外置天馈。

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