專利名稱：一種面向港航管理艇的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到電子通信設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及到一種面向港航管理艇的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，港航管理艇在港航相關(guān)業(yè)務(wù)中擔當重要角色，執(zhí)行著許多重要的日常港航業(yè)務(wù)工作，如內(nèi)河水域安全監(jiān)督管理、海事執(zhí)法以及搜索救助等，同時也是港航業(yè)務(wù)中重要的水運信息來源，如水上搜救、事故調(diào)查、航道管制、水上突發(fā)事件處理、內(nèi)河船舶監(jiān)管等等。這些重要的信息往往需要實時與局端服務(wù)平臺進行交互。這些信息存在著多樣化、復(fù)雜化的特點，包括了語音、視頻、設(shè)備數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等多種類型，有的信息需要實時在線傳輸，而有的信息又需要在登岸時候進行同步。特別是在港航管理艇出勤現(xiàn)場在線辦公，同樣也需要保持港航管理艇同局端服務(wù)平臺的實時通信。目前各種港航管理艇主要上配備的信息化設(shè)備主要包括了 GPS/GRPS(CDMA)終端、船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)、船載雷達以及應(yīng)急遠程無線視頻傳輸系統(tǒng)等。由于成本和應(yīng)用方式所限制，目前在內(nèi)河港航管理艇上主要安裝的是GPS/GPRS(CDMA)終端，用于實現(xiàn)指揮中心統(tǒng)一對港航管理艇進行實時監(jiān)控以及雙向呼叫聯(lián)系。但是GPS/GPRS(CDMA)終端卻無法完成在港航管理艇現(xiàn)場在線辦公、實時設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸、視頻遠程監(jiān)控等復(fù)雜的功能，港航管理艇的“信息化”水平較為薄弱。此外，由于目前在我國部分內(nèi)河水域，相關(guān)管理部門都給運營船舶安裝了 RFID有源電子標簽，作為水上日常執(zhí)法和管理的交通工具，港航管理艇也需要一部具有能識別這些船載電子標簽的信息化設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前港航管理艇現(xiàn)有船載信息化設(shè)備的各類不足，提出一種著眼港航管理艇現(xiàn)場在線辦公、遠程視頻監(jiān)控、港航管理艇狀態(tài)實時監(jiān)控、艇載設(shè)備數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)葘嶋H需求的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備，以實現(xiàn)“信息化”的港航管理艇。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種面向港航管理艇的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備內(nèi)部包括電源電路、控制器電路、3G功能模塊電路、WiFi功能模塊電路、GPS功能模塊電路、RFID功能模塊電路、數(shù)據(jù)存儲單元和外部接口電路；所述控制器電路分別與所述其他的模塊和電路相連；所述設(shè)備的外部設(shè)置有電源接口，以太網(wǎng)接口、數(shù)字I/O接口、RS232/RS485接口、 VGA視頻接口、3G天線、WiFi天線、GPS天線、RFID天線；所述外部接口分別與相對應(yīng)的內(nèi)部電路相連接。進一步，所述電源電路分為常規(guī)電源和備用電源，所述備用電源為充電電池。進一步，所述設(shè)備采用實時嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為軟件操作系統(tǒng)核心，采用 Linux2. 6穩(wěn)定內(nèi)核版本，集成外部設(shè)備驅(qū)動程序和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。本發(fā)明的有益效果在于在精簡內(nèi)核的基礎(chǔ)上，用戶程序采用容錯性設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備全面的無人值守式操作模式，提高系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。設(shè)備的使用實現(xiàn)了內(nèi)河港航管理艇的網(wǎng)絡(luò)智能接入、對船舶定位及身份自動識別的功能，提高了港航管理艇的“信息化”辦公水平。


圖1為本發(fā)明所述的智能接入設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明所述的智能接入設(shè)備的外部接口示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明的設(shè)備內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)，其主要包括電源電路、控制器電路、3G 功能模塊電路、WiFi功能模塊電路、GPS功能模塊電路、RFID功能模塊電路、以及數(shù)據(jù)存儲單元和外部接口電路等。電源電路由兩個部分組成，一部分負責電壓轉(zhuǎn)換，將220V外接電源轉(zhuǎn)換為適合各電路的工作電壓，并確保電源穩(wěn)定；另一部分為備用可充電電池，確保設(shè)備掉電時應(yīng)急使用。控制器電路采用基于嵌入式X86平臺作為硬件核心平臺，各種外部設(shè)備通過系列標準接口接入到核心硬件上。四個功能模塊，采用模塊化的電路設(shè)計，即可以根據(jù)實際需求選配功能模塊。其中3G功能模塊負責設(shè)備與3G網(wǎng)絡(luò)的鏈路連接與數(shù)據(jù)交換； WiFi功能模塊負責在港航管理艇上建立無線局域網(wǎng)絡(luò)，滿足港航管理艇上在線辦公和船載網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的與公網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換的要求；GPS功能模塊提供實時的定位信息，可以將采集到的定位信息通過3G模塊實時傳輸?shù)骄侄朔?wù)器，并在港航管理艇上通過電腦查詢；RFID功能模塊負責實時對附近水域的船舶實施有效身份識別，識別結(jié)果可以通過在線辦公電腦顯示或查詢，這樣加了大艇上辦公執(zhí)法力度，提供工作效率。數(shù)據(jù)存儲單元采用移動硬盤式存儲設(shè)備，負責用戶儲存數(shù)據(jù)，可根據(jù)管理部門實際需求選配。如圖2所示，本發(fā)明的設(shè)備外部接口，(1)為設(shè)備電源接口，支持220V交流點輸入。
(2)為兩個以太網(wǎng)接口，即RJ45接口，用于滿足船載電腦上網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。
(3)為數(shù)字I/O口，主要用于采集港航管理艇上傳感器信號。(4)為外部RS232/RS485接口， 主要用于管理艇上某些串口設(shè)備與本發(fā)明所述設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。(5)為VGA視頻接口，主要用于外接顯示器其他顯示設(shè)備。(6)為3G天線，(7)為WiFi天線，(8)為GPS天線，(9) 為RFID天線。(10)為設(shè)備狀態(tài)指示燈，紅燈為電源指示燈，該燈亮是表示設(shè)備處于通電狀態(tài)；綠燈為3G網(wǎng)絡(luò)指示燈，當該燈常亮?xí)r表示3G模塊供電正常但3G網(wǎng)絡(luò)未能聯(lián)通，當該燈不停閃爍時，表明3G模塊正常工作；藍燈為WiFi指示燈，當該燈常亮?xí)r表示W(wǎng)iFi模塊供電正常但WiFi網(wǎng)絡(luò)尚未建立，當該燈不停閃爍時，表明WiFi模塊正常工作。(11)為設(shè)備散熱孔。本發(fā)明采用實時嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為軟件操作系統(tǒng)核心，采用Linux2. 6穩(wěn)定內(nèi)核版本，集成外部設(shè)備驅(qū)動程序和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在精簡內(nèi)核的基礎(chǔ)上，用戶程序采用容錯性設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備全面的無人值守式操作模式，提高系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。設(shè)備所有配置通過以太網(wǎng)接口(2)連接一臺電腦進行配置。本發(fā)明可以實現(xiàn)如下功能
1)通過3G網(wǎng)絡(luò)保持港航管理艇與局端服務(wù)平臺的連接鏈路船載網(wǎng)絡(luò)接入本發(fā)明中的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備通過3G無線網(wǎng)絡(luò)，接入局端服務(wù)平臺所在的計算機網(wǎng)絡(luò)(包括Internet/Intranet)，保持通信鏈路可靠、平穩(wěn)、不掉線， 數(shù)據(jù)通信帶寬滿足港航管理艇業(yè)務(wù)需求。2)支持港航管理艇工作艙內(nèi)的無線以太網(wǎng)接入本發(fā)明中的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備支持港航管理艇工作艙的無線以太網(wǎng)接入，利用船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備在港航管理艇構(gòu)建無線以太網(wǎng)(WiFi)，支持現(xiàn)場辦公作業(yè)的計算機(筆記本型計算機)接入無線以太網(wǎng)，同時也可以在等岸時與安裝在船塢的無線以太網(wǎng)絡(luò)接入點連接，直接聯(lián)入到局端網(wǎng)絡(luò)。3)提供多種數(shù)據(jù)總線接口，支持多種類型的艇載設(shè)備為了能夠滿足多種類型艇載設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸，船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備支持以太網(wǎng)接口(RJ45)、RS232接口、RS485/RS422接口以及數(shù)字IO 口接口等。另外船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備還可以連接港航管理艇發(fā)動機等關(guān)鍵設(shè)備的監(jiān)控數(shù)據(jù)總線，支持巡邏艇的狀態(tài)信息采集功能。另外可以將硬盤錄像機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備中，這樣在3G網(wǎng)絡(luò)或者WiFi網(wǎng)絡(luò)與局端中心保持連接的時候，在局端就可以實時遠程監(jiān)控和查看錄像歷史記錄。4)支持數(shù)據(jù)存儲功能，實現(xiàn)離線數(shù)據(jù)的備份功能為了實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)離線狀態(tài)下，重要的設(shè)備信息和數(shù)據(jù)能夠保存并適應(yīng)船舶形式顛簸狀況，船載無線智能接入設(shè)備采用內(nèi)置SD存儲器的形式，將出勤工作中所有離線數(shù)據(jù)保存在存儲設(shè)備中，當港航管理艇回到船塢的時候，通過船塢安裝無線接入點直接將離線數(shù)據(jù)傳輸回局端服務(wù)平臺。5)內(nèi)置GPS接收機，實現(xiàn)GPS遠程監(jiān)控功能船載無線智能接入設(shè)備內(nèi)置GPS接收機，這樣可以完全實現(xiàn)現(xiàn)有的GPS/ GPRS(CDMA)終端港航管理艇的遠程監(jiān)控功能。6)內(nèi)置2. 45GHz有源RFID讀寫器，實現(xiàn)對船舶身份識別的功能。船載無線智能接入設(shè)備內(nèi)置RFID讀寫器，這樣在已經(jīng)安裝船載電子標簽的內(nèi)河水域?qū)嵭写吧矸菡J證管理，有效治理目前運營船舶中存在的控牌、套牌等不良行為。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種面向港航管理艇的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備內(nèi)部包括電源電路、控制器電路、3G功能模塊電路、WiFi功能模塊電路、GPS功能模塊電路、RFID功能模塊電路、數(shù)據(jù)存儲單元和外部接口電路；所述控制器電路分別與所述其他的模塊和電路相連；所述設(shè)備的外部設(shè)置有電源接口，以太網(wǎng)接口、數(shù)字I/O接口、RS232/RS485接口、VGA 視頻接口、3G天線、WiFi天線、GPS天線、RFID天線；所述外部接口分別與相對應(yīng)的內(nèi)部電路相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種面向港航管理艇的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備，其特征在于， 所述電源電路分為常規(guī)電源和備用電源，所述備用電源為充電電池。
3.如權(quán)利要求1所述的一種面向港航管理艇的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備，其特征在于， 所述設(shè)備包括如下功能1)支持3G/3.5G無線接入功能，支持WIFI AP功能，實現(xiàn)WIFI和3G/3. 5G公用網(wǎng)絡(luò)的無縫連接；2)支持4個10/100M以太網(wǎng)接口，支持PPPOE協(xié)議；3)支持無線視頻監(jiān)控和動態(tài)圖像傳輸；4)上電即可進入數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，并且智能防掉線，設(shè)備支持在線檢測，在線維持，掉線自動重撥，確保設(shè)備永遠在線；5)支持IPTABLES防火墻，包過濾功能；6)支持多種協(xié)議，包括TCP/IP，UDP, I CMP, SMTP, HTTP, P0P3, OICQ, TELNET, FTP ；7)支持動態(tài)路由和靜態(tài)路由，并支持DHCP功能；8)支持RFID監(jiān)控和GPS定位功能。
4.如權(quán)利要求1所述的一種面向港航管理艇的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備，其特征在于， 所述設(shè)備采用實時嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為軟件操作系統(tǒng)核心，采用LinuX2. 6穩(wěn)定內(nèi)核版本，集成外部設(shè)備驅(qū)動程序和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面向港航管理艇的船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備，所述設(shè)備包括電源電路、控制器電路、3G功能模塊電路、WiFi功能模塊電路、GPS功能模塊電路、RFID功能模塊電路、數(shù)據(jù)存儲單元和外部接口電路。所述控制器電路采用基于嵌入式X86平臺作為硬件核心平臺，各種外部設(shè)備通過系列標準接口接入到核心硬件上；四個功能模塊，采用模塊化的電路設(shè)計，即可以根據(jù)實際需求選配功能模塊。本發(fā)明的有益效果在于實現(xiàn)了船載網(wǎng)絡(luò)接入智能設(shè)備全面的無人值守式操作模式，提高系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。設(shè)備的使用實現(xiàn)了內(nèi)河港航管理艇的網(wǎng)絡(luò)智能接入、對船舶定位及身份自動識別的功能，提高了港航管理艇的“信息化”辦公水平。
文檔編號H04L12/28GK102307127SQ201110234989
公開日2012年1月4日 申請日期2011年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者姜東明, 徐明華, 董麗華, 董耀華 申請人:上海海事大學(xué)