一种船上LRIT数据无线传输装置的制作方法

一种船上lrit数据无线传输装置
技术领域
1.本实用新型涉及船舶通信导航技术领域，尤其涉及一种船上lrit数据无线传输装置。


背景技术：

2.作为联合国框架下处理海上安全事务和发展海运技术方面的专门机构，国际海事组织(international maritime organization，简称imo)为加强海上安全保障、海洋环境保护、遇险搜救等目的，在2006年审议通过国际海上人命安全公约(solas公约)有关建立船舶远程识别与跟踪系统(long range identification and tracking of ships，简称lrit)的修正案，明确要求所有从事国际航行的客船、300总吨及以上的货船、移动式近海钻井装置等船舶必须配备符合imo技术规范要求的专用船载lrit终端，同时要求缔约国建立独立的国家数据中心，实现对船旗下国际航行船舶的远程识别与跟踪。
3.船载lrit终端采用海上卫星通信技术，通过外接或内置的gnss装置将船舶航行动态信息远程传输到指定的国际数据中心，达到lrit系统对船舶的监控目标。lrit终端采取高度集成化的设计方式，射频收发单元、基带处理单元等部件一体化封装，整个终端全部部署在甲板之上，甲板下的设备只需要电源模块，甲板上与甲板下模块通过can总线连接。
4.由于采取了一体化封装设计，船载lrit终端一般不配备显示设备，船上人员无法以直观的方式及时获取终端工作状态，导致终端长时间停止报位等异常情况发生。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种船上lrit数据无线传输装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种船上lrit数据无线传输装置，包括壳体、设置在壳体内部的控制系统以及设置在壳体外壁上的蓝牙天线、led阵列、电源开关、reset按键、显示屏、串行接口和电源接口；所述蓝牙天线的一端与所述壳体外壁铰接连接；所述蓝牙天线、led阵列、电源开关、reset按键、显示屏和串行接口均与所述控制系统相连；所述电源接口与外接电源相连，所述串行接口与船载lrit终端相连，所述蓝牙天线与移动终端相连。
8.优选的，所述led阵列包括位于同一高度处依次间隔设置的基础信息状态指示灯、卫星链路状态指示灯、数据网号状态指示灯和编程位置报告状态指示灯。
9.优选的，所述串行接口为rs232串行接口。
10.优选的，所述壳体呈长方体形，所述led阵列和所述显示屏设置在所述壳体外壁的前侧面，所述led阵列位于所述显示屏的上方；所述串行接口设置在所述壳体外壁的左侧面；所述电源开关和所述reset设置在所述壳体外壁的右侧面；所述蓝牙天线铰接在所述壳体外壁的上侧面；所述电源接口设置在所述壳体外壁的后侧面。
11.优选的，所述控制系统包括主控单元、蓝牙模块、串口i/o接口、电源模块和flash
存储模块；所述蓝牙模块、串口i/o接口、电源模块和flash存储模块均与所述主控单元相连；所述蓝牙模块与所述蓝牙天线相连，所述串口i/o接口与所述串行接口相连，所述电源模块与所述电源接口相连。
12.优选的，所述主控单元为数字信号处理器。
13.优选的，所述蓝牙模块包括集成板载pcb式天线和与集成板载pcb式天线相连的蓝牙发射机，所述集成板载pcb式天线与所述主控单元相连，所述蓝牙发射机与所述蓝牙天线相连。
14.优选的，所述主控单元包括，
15.基础信息模块：用于获取船载lrit终端的基本信息，包括终端型号、类型、序列号码、isn号码、九位码；
16.卫星信道状态模块：用于获取船载lrit终端的信道状态参数，包括信道同步状态、登录状态、tdm信道类型、tdm信道号码、当前信道、当前协议状态、tdm起始帧、信号强度；
17.数据网号信息模块：用于获取船载lrit终端内存储的dnid信息，包括dnid号码的les号码、dnid号码、成员号码、分地址；
18.编程位置报告模块：用于获取船载lrit终端的编程位置报告状态信息，包括位置报告的类型、开启状态、洋区、dnid号码、成员号码、起始时间、报位间隔；
19.日志信息模块：用于获取船载lrit终端收发消息的日志状态，包括命令是否发送成功、登陆洋区记录、登出洋区记录、洋区切换记录、接收信息记录。
20.本实用新型的有益效果是：1、将船载lrit终端的业务数据以无线方式进行船上数据转发，通过利用无线传输所具有的覆盖范围广、支持多点广播、布线便利等特点，有效解决了当前船载lrit终端的业务数据无法有效共享的突出问题。2、优化船载lrit终端硬件配置模式，将本装置与lrit通信终端共同部署，能以无线播发方式将lrit业务信息进行自动传输，避免之前需要外接连线等方式进行终端故障诊断、状态检查的问题。3、提升船载lrit终端正常稳定工作的可靠性，船上人员可以通过支持蓝牙功能的移动终端及时获取船载lrit终端的工作状态，便于及时发现可能存在的故障，有效监控船载lrit终端的正常工作状态。4、为基于船载lrit终端的增值产品开发提供无线链路层的支撑，将为lrit产品生态发展提供硬件层基础。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例中装置的结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例中装置的原理结构示意图；
23.图3是本实用新型实施例中基础信息模块与其他部件的连接示意图；
24.图4是本实用新型实施例中卫星信道状态模块与其他部件的连接示意图；
25.图5是本实用新型实施例中数据网号信息模块与其他部件的连接示意图；
26.图6是本实用新型实施例中编程位置报告模块与其他部件的连接示意图；
27.图7是本实用新型实施例中装置与船载lrit终端通信的流程示意图。
28.图中：1、壳体；2、显示屏；3、串行接口；4、蓝牙天线；5、基础信息状态指示灯；6、卫星链路状态指示灯；7、数据网号状态指示灯；8、编程位置报告状态指示灯；9、电源开关；10、reset按键。
具体实施方式
29.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，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方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.如图1所示，本实施例中提供了一种船上lrit数据无线传输装置，包括壳体1、设置在壳体1内部的控制系统以及设置在壳体1外壁上的蓝牙天线4、led阵列、电源开关9、reset按键10、显示屏2、串行接口3和电源接口；所述蓝牙天线4的一端与所述壳体1外壁铰接连接；所述蓝牙天线4、led阵列、电源开关9、reset按键10、显示屏2和串行接口3均与所述控制系统相连；所述电源接口与外接电源相连，所述串行接口3与船载lrit终端相连，所述蓝牙天线4与移动终端相连。
31.其中，所述led阵列包括位于同一高度处依次间隔设置的基础信息状态指示灯5、卫星链路状态指示灯6、数据网号状态指示灯7和编程位置报告状态指示灯8。当控制系统侦测到船载lrit终端发生诸如登录洋区错误、dnid错误、编程位置报告错误等关键异常时，能够通过led阵列进行故障提醒。led阵列由四个插件型led发光二极管构成，即基础信息状态指示灯5、卫星链路状态指示灯6、数据网号状态指示灯7和编程位置报告状态指示灯8，分别对应船载lrit终端供电状态指示、卫星登录状态指示、dnid状态指示、编程位置报告状态指示四项功能。正常状态下指示灯常亮显示，对应模块检测到异常情况时相应的指示灯闪烁。
32.本实施例中，所述串行接口3为rs232串行接口。该串行接口3用于将控制系统与外部船载lrit终端进行通讯连接，实现无线传输装置与船载lrit终端之间的信息交互。
33.壳体1外壁上的各个构件的功能如下：
34.(1)显示屏2：采用lcd液晶显示屏2，支持展示警告信息、gps时间、动态经纬度、卫星信号强度、登录洋区、蓝牙连接状态等信息，能够显示lrit相关业务信息，包括船载lrit终端信道状态、洋区登录状态、dnid、编程位置报告状态、收发信息日志等内容；显示屏2通过rgbttl接口与控制系统(主控单元)进行连接。
35.(2)电源开关9：采用按压开关控制电源回路，按下接通电源，再次按压关闭电源。
36.(3)rs232串行接口：采用rs232c标准九针接口，支持以直连方式与外部船载lrit终端进行连接，串行线路通信参数为波特率4800位/秒，校验位无，数据位8，停止位1。
37.(4)蓝牙天线4：为提高蓝牙通信增益，采用外置可折叠2.4g蓝牙天线4，为内部蓝牙模块提供发射、接受电磁波的功能。蓝牙天线4用于连接外部的移动终端；移动终端中设置有相关的显示程序，使工作人员能够通过移动终端及时获知船载lrit终端的相关信息。
38.(5)reset按键10：采用自复位式四脚按钮开关，按下后将重置各指示灯为正常状态，复位处于警告状态的指示灯。
39.(6)基础信息状态指示灯5：采用发光led二极管作为基础信息状态指示灯5，基础信息状态正常情况下指示灯常亮，监测到异常将以频闪方式进行提示，按下reset按键10后复位警告指示灯。
40.(7)卫星链路状态指示灯6：采用发光led二极管作为卫星链路状态指示灯6，卫星链路状态正常情况下指示灯常亮，监测到异常将以频闪方式进行提示，按下reset按键10后复位警告指示灯。
41.(8)数据网号状态指示灯7：采用发光led二极管作为数据网号状态指示灯7，数据
网号状态正常情况下指示灯常亮，监测到异常将以频闪方式进行提示，按下reset按键10后复位警告指示灯。
42.(9)编程位置报告状态指示灯8：采用发光led二极管作为编程位置报告状态指示灯8，编程位置报告状态正常情况下指示灯常亮，监测到异常将以频闪方式进行提示，按下reset按键10后复位警告指示灯。
43.本实施例中，所述壳体1呈长方体形，所述led阵列和所述显示屏2设置在所述壳体1外壁的前侧面，所述led阵列位于所述显示屏2的上方；所述串行接口3设置在所述壳体1外壁的左侧面；所述电源开关9和所述reset设置在所述壳体1外壁的右侧面；所述蓝牙天线4铰接在所述壳体1外壁的上侧面；所述电源接口设置在所述壳体1外壁的后侧面。相关部件的具体设置位置可以根据实际情况进行选择，以便更好的满足实际需求。
44.如图2所示，本实施例中，所述控制系统包括主控单元、蓝牙模块、串口i/o接口、电源模块和flash存储模块；所述蓝牙模块、串口i/o接口、电源模块和flash存储模块均与所述主控单元相连；所述蓝牙模块与所述蓝牙天线4相连，所述串口i/o接口与所述串行接口3相连，所述电源模块与所述电源接口相连。
45.船载lrit终端包括lrit终端和与lrit终端相连的卫星天线，所述卫星天线用于接收卫星信号，所述lrit终端与串行接口3相连通过串口i/o接口与主控单元进行信息交互。
46.壳体1内部的各个构件的功能如下：
47.(1)主控单元：采用数字信号处理器dsp为主处理器，作为整个装置的核心嵌入式控制器，通过其内置的专用算数计算逻辑单元、片内存储单元以及特定的命令指令集，控制装置主体业务逻辑，实现硬件设备的初始化、数据接收、业务处理、协议交互、数据发送等功能。
48.(2)蓝牙模块：集成板载pcb式天线与蓝牙发射机，两者之间通过接地馈点及rf馈点进行焊接，所述集成板载pcb式天线与所述主控单元相连，所述蓝牙发射机与所述蓝牙天线4相连。蓝牙模块能够在主控单元控制下，将通过串口获取的业务数据，通过主板总线连接至主控单元，在主控单元指令控制下与移动智能终端等蓝牙设备建立通信链路、实现数据无线通信。
49.(3)串口路i/o接口：作为主控单元外设接口，通过rs232串行接口与外部船载lrit终端进行数据传送，包括从外部lrit终端获取相关业务信息以及向lrit终端发送控制指令等功能。
50.(4)电源模块：实现对整个装置供电的功能，还能够通过电源接口与外接电源相连，存储一定的电量，使装置在无外电源供给的状态下仍然能够正常工作一段时间。
51.(5)flash存储模块：支持数据和程序存储功能，包括对日志信息导出、保存等功能。flash存储模块中的数据可以通过蓝牙模块进行传输。
52.本实施例中，所述主控单元包括，
53.(1)基础信息模块：用于获取船载lrit终端的基本信息，包括终端型号、类型、序列号码、isn号码、九位码；基础信息模块硬件上与串口i/o接口通过总线进行连接，获取外部船载lrit终端的基本业务信息；如图3所示，该模块与显示屏2、led阵列、flash存储模块、蓝牙模块等通过总线连接，实现业务信息展示、led状态提示、业务数据存储、无线数据传输等功能。
54.(2)卫星信道状态模块：用于获取船载lrit终端的信道状态参数，包括信道同步状态(synchronisation)、登录状态(login status)、tdm信道类型(tdm type)、tdm信道号码(tdm channel number)、当前信道(current channel)、当前协议状态(current protocol activity)、tdm起始帧(tdm origin)、信号强度(signal strength)等信息。卫星信道状态模块硬件上与串口i/o接口通过总线进行连接，获取外部船载lrit终端的卫星信道状态信息；如图4所示，该模块与显示屏2、led阵列、flash存储模块、蓝牙模块等通过总线连接，实现卫星信道状态信息展示、led状态提示、卫星信道状态数据存储、无线数据传输等功能。
55.(3)数据网号信息模块：用于获取船载lrit终端内存储的dnid信息，包括dnid号码的les号码(les id)、dnid号码、成员号码、分地址(sub-address)等信息。数据网号信息模块硬件上与串口i/o接口通过总线进行连接，获取外部船载lrit终端的数据网号信息；如图5所示，该模块与显示屏2、led阵列、flash存储模块、蓝牙模块等通过总线连接，实现数据网号dnid信息展示、led状态提示、dnid数据存储、无线数据传输等功能。
56.(4)编程位置报告模块：用于获取船载lrit终端的编程位置报告状态信息，包括位置报告的类型、开启状态、洋区(ocean region)、dnid号码、成员号码、起始时间、报位间隔等参数信息。编程位置报告模块硬件上与串口i/o接口通过总线进行连接，获取外部船载lrit终端编程位置报告状态信息；如图6所示，该模块与显示屏2、led阵列、flash存储模块、蓝牙模块等通过总线连接，实现编程位置报告状态信息展示、led状态提示、数据存储、无线数据传输等功能。
57.(5)日志信息模块：用于获取船载lrit终端收发消息的日志状态，包括命令是否发送成功、登陆洋区记录、登出洋区记录、洋区切换记录、接收信息记录。
58.如图7所示，本实施例中，无线传输装置通过串行接口3连接外部船载lrit终端；两者的数据通信过程如下：
59.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送ti-u指令，获取终端gnss utc时间信息，并将utc时间信息存储在flash存储内，同时对utc时间进行校验，若存在时间误差，触发告警信息进行展示。
60.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送id指令，获取船载lrit终端的基础标识参数信息，将船载lrit终端的标识进行存储并展示，若检测到标识信息格式错误将发出告警提示，相应指示灯闪烁。
61.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送st-i指令，获取船载lrit终端的序列号码、类型、移动设备号码等信息，对相关信息进行存储并展示。
62.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送dn-d指令，获取船载lrit终端内所存储的数据网号及配置参数信息，并对数据网号信息进行存储展示，若未找到lrit关联的数据网号dnid将进行告警提示，相应指示灯闪烁。
63.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送st-c指令，获取船载lrit终端的信道参数并进行展示，同时对船载lrit终端的信道登录状态进行校验，发现信道登录异常将发出告警提示，相应指示灯闪烁。
64.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送st-s指令，获取信号强度信息并进行显示，若信号强度低于3将进行告警提示，相应指示灯闪烁。
65.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送st-w指令，获取船载lrit终端的硬件
状态信息，包括登录洋区等信息，并将登录信息进行展示；若发现登录洋区异常，将进行告警提示，相应指示灯闪烁。
66.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送pg-d指令，获取船载lrit终端的编程位置报告状态信息，提取lrit业务所用dnid的编程报告状态，进行信息存储及展示。如果编程间隔参数未设置将进行告警提示，相应指示灯闪烁。
67.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送st-l指令，获取历史收发数据的状态报告信息，对信息进行存储并展示。
68.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送st-r指令，获取接收日志信息，进行显示。
69.装置通过主控单元向外部船载lrit终端发送st-t指令，获取发送日志信息，进行存储并展示，对发现的异常发送日志将进行告警提示，相应指示灯闪烁。
70.装置通过蓝牙模块与外部移动终端进行匹配连接、数据接收、数据广播、连接关闭等功能，能够将通过串行接口3获得的船载lrit终端的信息进行数据转发，并接收来自外部移动终端的控制指令向船载lrit终端进行传输。
71.通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
72.本实用新型提供了一种船上lrit数据无线传输装置，本装置将船载lrit终端的业务数据以无线方式进行船上数据转发，通过利用无线传输所具有的覆盖范围广、支持多点广播、布线便利等特点，有效解决了当前船载lrit终端的业务数据无法有效共享的突出问题。本装置能够优化船载lrit终端硬件配置模式，将本装置与lrit通信终端共同部署，能以无线播发方式将lrit业务信息进行自动传输，避免之前需要外接连线等方式进行终端故障诊断、状态检查的问题。本装置能够提升船载lrit终端正常稳定工作的可靠性，船上人员可以通过支持蓝牙功能的移动终端及时获取船载lrit终端的工作状态，便于及时发现可能存在的故障，有效监控船载lrit终端的正常工作状态。本装置能够为基于船载lrit终端的增值产品开发提供无线链路层的支撑，将为lrit产品生态发展提供硬件层基础。
73.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原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。