基于物联网的船舶物资运输定位装置的制作方法

1.本实用新型涉及基于物联网的船舶物资运输定位装置，属于船舶定位技术领域。


背景技术：

2.一方面当前在利用船舶运输物资过程中存在货物丢失、在运物资运输情况难以掌握等问题，如何可靠、无缝地实现对船舶在运货物定位、跟踪监控是亟需解决的一个关键问题。
3.另外一方面，对于现代战争来说，由于新型作战力量的多元化和保障力量的智能化，作战区域广阔且存在较大的不确定性，导致战时消耗高、节奏快，保障对象多、品种多、数量大、连续性强，如果物资发出后，作战指挥机关无法实时追踪、掌握在途物资的位置和状态，就不能根据物资情况做出正确决策。因此，跟踪物资移动并提供最新的精确位置信息成为合乎情理的军事斗争需要，这就要求军舰在运输过程中要尽可能地实现对物资的实时跟踪和精准定位，为作战提供强有力的保障。
4.物资定位主要涉及到室外定位和室内定位等技术手段。
5.gps、北斗是目前应用最为广泛的室外定位技术。gps定位的优势是有效覆盖范围大，能够满足室外定位的需要。但是，gps系统为美国军方控制，在关键时刻会受制于人；北斗是我国卫星导航系统，具有定位精度高、自主可控等优点，但是存在覆盖范围小、价格较高等缺点。
6.室内定位技术主要有rfid、zigbee、uwb、wifi等，几种室内定位技术各有利弊。总的来说，rfid技术在物资追踪方面应用较广，具有精度高、抗干扰强、识别速度快等优点，其存在着定位距离短、定位区域较小、在船艇内部有大的延时扩展等缺点；zigbee事实上是一种新兴的低速率、短距离无线网络技术，理论上也可应用于室内定位，但精度不高；uwb技术在挑战性的应用环境中依然具有较高的定位精度和很好的稳定性，并且具有高抗干扰能力、厘米级的定位精度、低能耗、收发器体积小等优点，但是成本较高；wifi定位器主要应用于小范围的室内定位，需要布设基站，且易受到其它信号的干扰，影响定位的速度和精度。这些室内定位技术除了在定位中需要增添额外的设备导致定位成本较高，而且对应用环境条件要求较高。
7.可见光通信作为一种新型的无线通信方式，具有能效高、抗干扰、保密性好、空间复用性良好、不占用频谱资源，等优点，将其应用于室内定位技术成为近年来的研究热点。可见光定位装置与当前其它室内定位装置相比，具有低功耗、复杂程度低、无污染、精度较高、定位速度快，特点是其不占用电磁频谱资源，不存在电磁干扰的优点，可以使其可以工作在复杂物体的复杂电磁环境中，可广泛应用于物资运输定位当中。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供基于物联网的船舶物资运输定位装置。
9.基于物联网的船舶物资运输定位装置，包括：
10.舱外定位模块，所述舱外定位模块安装在船舶外部，用以接收船舶的位置信息；
11.船舶监控中心，所述船舶监控中心采集分析接收舱外定位模块接收到的船舶位置信息，定位出物资在船舶上的精确位置；
12.报警模块，所述报警模块根据船舶监控中心判断的船舶位置发出报警；
13.远程通信模块，所述远程通信模块无线连接有远程监控中心，所述远程通信模块用以实现远程监控中心和船舶监控中心之间的信息交互。
14.进一步地，所述舱外定位模块包括发射端和接收端；
15.所述发射端包括led光源及附属电路，安装舱内屋顶或者高处，多个地点作为物资定位参考点；
16.所述接收端包括光电检测器及附属电路，安装在各个集装箱或者物资的侧面，用以采集和接收发射端led光源发出的可见光。
17.进一步地，所述报警模块包括声音报警装置和光电报警装置；所述声音报警装置为蜂鸣器，所述光电报警装置为led灯。
18.进一步地，所述报警模块通过zigbee模块通知报警模块启动声音报警和光电报警。
19.进一步地，所述远程通信模块包括4g/5g模块和卫星通信模块；
20.所述4g/5g模块可根据船舶所在位置的网络状况在4g和5g之间进行切换；
21.所述卫星通信模块用以在没有移动无线网络信号时选用通信卫星进行信息传输。
22.进一步地，所述舱外定位模块包括北斗装置和gps装置。
23.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：基于物联网的船舶安全监控系统，涉及到北斗、gps、可见光定位等定位技术和zigbee、4g/5g、卫星通信、电台等通信技术，具有安全可靠、便于操作、定位精度高、智能化、不在电磁干扰等优点，能够实现对船艇运输物资的远程动态实时可视化管理，保证在多种场合多种复杂条件下船舶运输物资信息获取的实时性、准确性、全面性等需求；
24.基于gps、北斗、zigbee无线网络、可见光通信等多种物联网技术物联网相关技术实现对船舶运输物资的跟踪定位，实现对船艇运输物资的动态实时可视化管理。
附图说明
25.图1为本实用新型示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
ꢀ“
底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指
示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
28.如图1所示，公开了一种基于物联网的船舶物资运输定位装置，包括：
29.舱外定位模块，所述舱外定位模块安装在船舶外部，用以接收船舶的位置信息，所述舱外定位模块包括北斗装置和gps装置；
30.船舶监控中心，所述船舶监控中心采集分析接收舱外定位模块接收到的船舶位置信息，定位出物资在船舶上的精确位置；
31.报警模块，所述报警模块根据船舶监控中心判断的船舶位置发出报警；
32.远程通信模块，所述远程通信模块无线连接有远程监控中心，所述远程通信模块用以实现远程监控中心和船舶监控中心之间的信息交互。
33.北斗或者gps装置以及用于舱内定位的可见光定位装置，这两个模块采集到的数据由zigbee模块传输给船舶监控中心，船舶监控中心对数据进行分析、处理，船舶监控中心输出端通过zigbee模块连接报警模块，还通过远程通信模块与远程监控中心之间进行信息交互，北斗装置/gps装置安装在船舶外部，它接收来自北斗/gps卫星的关于运输工具船舶的位置信息，通过对船舶的定位来实现对运输物资在地理空间中的大致定位。北斗装置/gps装置根据船舶实际工作环境进行切换。
34.在本实施例中，船舶舱内物资定位模块主要包括发射端和接收端；发射端主要包括led光源及附属电路，安装舱内屋顶或者高处等船舱内上多个地点作为物资定位参考点，安装数量根据舱内大小、舱内结构等实际情况而定。接收端主要包括光电检测器及附属电路，安装在各个集装箱或者物资的侧面，主要用来采集和接收发射端led光源发出的可见光。当物资位于led光源下方或者发射端的作用范围时，位于物资上的接收器上的可见光传感器就会接收到led光源发出的带有位置信息的可见光，估算传播时延，经过滤波、解调得到位置信息，测量出接收端与发射端接之间的距离。因为接收器位于以发射端led所在位置为圆心，以接收器与led的距离为半径的球面上，那么只需要同时测量至少四个以上led到一个接收器的距离，就可以把这个接收器的位置确定下来，从而把这个接收器的携带者－物资的位置给确定下来。各个接收器测量的距离信息由spi总线传输到微处理器进行综合计算、分析，定位出舱内物资的位置。
35.船舶监控中心是船舶安全监控系统的中枢，是系统中的主要信息处理部分。它采集分析来自于北斗定位/gps装置接收到到船舶位置信息；它对各个led接收器接收到的信息进行计算，定位出物资在船上精确位置。当它判断有事故发生时，通过zigbee模块通知报警模块启动声音报警和光电报警。
36.报警模块包括声音报警装置和光电报警装置。声音报警装置为蜂鸣器，光电报警装置为led灯，将它们安装在驾驶台和船员所在舱室，便于船员第一时间获取报警信息。
37.远程通信模块的作用是实现远程监控中心和船舶监控中心之间的信息交互，它包括4g/5g模块和卫星通信模块。当船舶在内河航行过程中，一般选用4g/5g模块进行信息传输，同时，4g/5g模块可根据船舶所在位置的网络状况自动在4g和5g之间进行切换，选择适合环境的最佳信息传输模式；当船舶在大海航行过程中或者没有移动无线网络信号的情况下，选用通信卫星、进行信息传输。
38.远程监控中心可以通过远程通信模块控制船舶监控中心。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。