基于物聯(lián)網的無人水面艇航行監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無人艇航行監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及基于物聯(lián)網的無人水面艇航行監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]無人水面艇(USV，Unmanned Surface Vehicle)也稱為水面機器人，為海洋開發(fā)和航運發(fā)展提供了一種在危險情況下代替人工進行作業(yè)的安全途徑，主要用于執(zhí)行危險以及不適于載人船只執(zhí)行的任務。目前，國際上無人水面艇的研宄和應用正向智能化方向發(fā)展，而我國對無人水面艇的研宄和應用還處于起步階段，在無人水面艇的智能化方面，很多關鍵技術還很薄弱，且多數(shù)處于遙控階段。當前國內的無人水面艇有些也可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控，但大都存在著結構復雜、成本高、可靠性與人性化低等缺陷，且還不能實現(xiàn)通過個人手持移動監(jiān)控終端等設備隨時隨地遠程監(jiān)控無人艇自主航行狀態(tài)。
[0003]隨著工業(yè)4.0概念的提出，國家加快了邁向智能化的步伐，物聯(lián)網技術越來越受到社會各界的重視，其中作為其核心技術的Zigbee無線通信技術呈現(xiàn)出了迅猛發(fā)展的勢頭，Zigbee技術因其低功耗、易實現(xiàn)、可靠性高等優(yōu)點正被廣泛應用于各個方面，例如智能家居、智能大棚、醫(yī)療傳感設備等控制領域。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于物聯(lián)網的無人水面艇航行監(jiān)控系統(tǒng)，能夠利用物聯(lián)網技術有效提升無人水面艇航行的智能化水平，便于隨時隨地的對無人艇執(zhí)行水面任務時的各艇載模塊的運行狀態(tài)進行遠程監(jiān)測與控制。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是提供一種基于物聯(lián)網的無人水面艇航行監(jiān)控系統(tǒng)，包含:無人艇艇載監(jiān)控設備以及無人艇遠程監(jiān)控終端；
其中，所述無人艇艇載監(jiān)控設備設有ARM中央處理器模塊和分別與之連接的Zigbee無線通信傳輸模塊、若干傳感器及驅動設備；
若干傳感器各自采集實時的無人艇工作狀態(tài)信息并發(fā)送給ARM中央處理器模塊，通過ARM中央處理器模塊傳送給Zigbee無線通信傳輸模塊，并經由Zigbee無線通信傳輸模塊發(fā)送給所述無人艇遠程監(jiān)控終端；
所述Zigbee無線通信傳輸模塊還向ARM中央處理器，發(fā)送來自無人艇遠程監(jiān)控終端的控制指令，所述ARM中央處理器根據(jù)控制指令，控制各傳感器及驅動設備執(zhí)行調整無人艇工作狀態(tài)的相應動作。
[0006]優(yōu)選地，所述無人艇遠程監(jiān)控終端設有岸基數(shù)據(jù)處理單元，接收所述無人艇艇載監(jiān)控設備的Zigbee無線通信傳輸模塊發(fā)送的無人艇工作狀態(tài)信息，以及向所述Zigbee無線通信傳輸模塊發(fā)送控制指令。
[0007]優(yōu)選地，所述無人艇遠程監(jiān)控終端還設有與岸基數(shù)據(jù)處理單元連接的GPRS/GSM無線網關模塊，將接收到的無人艇工作狀態(tài)信息發(fā)送給與所述GPRS/GSM無線網關模塊連接的個人移動監(jiān)控終端上顯示，以及接收個人移動監(jiān)控終端發(fā)送的控制指令并傳輸給岸基數(shù)據(jù)處理單元。
[0008]優(yōu)選地，所述無人艇遠程監(jiān)控終端還設有與岸基數(shù)據(jù)處理單元連接的岸基人機交互顯示界面，對接收到的無人艇工作狀態(tài)信息進行顯示，以及向岸基數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送控制指令。
[0009]優(yōu)選地，所述無人艇遠程監(jiān)控終端還設有與岸基數(shù)據(jù)處理單元連接的Internet互聯(lián)網模塊，將接收到的無人艇工作狀態(tài)信息傳輸?shù)絀nternet云服務器，網絡終端通過接入Internet云服務器來獲知無人艇工作狀態(tài)。
[0010]優(yōu)選地，所述無人艇艇載監(jiān)控設備的傳感器，包含GPS傳感器定位模塊和雷達測距豐旲塊。
[0011]優(yōu)選地，所述無人艇艇載監(jiān)控設備的驅動設備，包含繼電器組；所述繼電器組與螺旋槳電機驅動模塊連接，根據(jù)ARM中央處理器傳送的控制指令，來驅動無人艇螺旋槳的轉動速度。
[0012]優(yōu)選地，所述無人艇艇載監(jiān)控設備的Zigbee無線通信傳輸模塊與所述無人艇遠程監(jiān)控終端之間雙向通信的信息，通過自組網中若干節(jié)點轉發(fā)。
[0013]本發(fā)明提供所述基于物聯(lián)網的無人水面艇航行監(jiān)控系統(tǒng)，來解決國內現(xiàn)有無人水面艇多數(shù)無法實現(xiàn)可靠的智能遠程監(jiān)控功能，更不具備使用個人移動監(jiān)控終端以及其他網絡終端對無人艇的艇載模塊進行隨時隨地實時監(jiān)控功能的問題。
[0014]本發(fā)明的所述基于物聯(lián)網的無人水面艇航行監(jiān)控系統(tǒng)，其優(yōu)點在于:
當無人水面艇在水面自主航行執(zhí)行特定任務時，本發(fā)明的艇載監(jiān)控設備會利用Zigbee無線通信傳輸模塊將當前時刻無人艇各部分的工作狀態(tài)信息，發(fā)送給自組網內的無人艇智能遠程監(jiān)控終端，無人艇智能遠程監(jiān)控終端接收到數(shù)據(jù)信息，經過岸基數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送至人機交互界面上顯示當前狀態(tài)，并連接GPRS/GSM模塊與Internet互聯(lián)網模塊，將無人艇實時狀態(tài)信息傳入云服務器，方便個人手持移動監(jiān)控終端以及其他網絡終端隨時隨地接收實時信息。
[0015]手持移動監(jiān)控終端與岸基人機交互界面可以根據(jù)接收到的相關信息把控制指令經過Zigbee無線通信傳輸模塊和GPRS/GSM無線網關發(fā)送給艇載監(jiān)控設備中的ARM中央處理器，ARM中央處理器然后根據(jù)指令控制，改變無人艇當前時刻的相應狀態(tài)。個人移動監(jiān)控終端可通過GPRS/GSM無線網關模塊與無人艇艇載監(jiān)控設備中的Zigbee無線通信傳輸模塊實現(xiàn)一對一的雙向實時通信，達到監(jiān)測與控制無人艇狀態(tài)的目的。
[0016]本發(fā)明能夠將物聯(lián)網技術應用到無人水面艇，不僅可以充分利用當前發(fā)達的互聯(lián)網技術實現(xiàn)無人艇遠程信息監(jiān)測，還可以對艇載設備實現(xiàn)遠程控制，大大提高了智能化監(jiān)控水平，且系統(tǒng)簡單，成本低廉，易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明所述基于物聯(lián)網的無人水面艇航行監(jiān)控系統(tǒng)的結構框圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明所述基于物聯(lián)網的無人水面艇航行監(jiān)控系統(tǒng)，主要包含無人艇艇載監(jiān)控設備10及無人艇遠程監(jiān)控終端20。本發(fā)明將物聯(lián)網技術應用到無人艇智能監(jiān)控領域，可以實時監(jiān)測與控制無人艇航行過程中各部分的狀態(tài)信息，大大提高無人水面艇航行監(jiān)控的實時性和高效性。
[0019]其中，無人艇艇載監(jiān)控設備10包含ARM中央處理器模塊IUZigbee無線通信傳輸模塊12、雷達測距傳感器模塊13、GPS傳感器定位模塊14、繼電器組15、螺旋槳電機驅動模塊16。
[0020]所述Zigbee無線通信傳輸模塊12、雷達測距傳感器模塊13、GPS傳感器定位模塊14、繼電器組15，分別連接ARM中央處理器模塊11的不同管腳，并與ARM中央處理器實現(xiàn)雙向信息傳輸。所述雷達測距傳感器模塊13、GPS傳感器定位模塊14，根據(jù)ARM中央處理器向其各自發(fā)送的控制指令，對無人艇的實時航行速度、所處位置的經瑋度信息、雷達測距信息以及所執(zhí)行任務的進度信息等，進行采集并向ARM中央處理器發(fā)送。如需要采集無人艇的其他工作狀態(tài)信息，還可以根據(jù)實際應用需要在無人艇艇載監(jiān)控設備10中配置其他的傳感器。
[0021]所述Zigbee無線通信傳輸模塊12用于向無人艇智能遠程監(jiān)控終端，發(fā)送來自A