本發(fā)明涉及智能控制及通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種無人艇群多層集控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水面無人艇在安防巡邏、水域測繪、水質(zhì)監(jiān)測、反潛反水雷、通信中繼等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，可以全天候、高效的工作于危險、污染等水域，能顯著提高水面作業(yè)的效率和安全性。但當(dāng)前對無人艇的控制手段與模式單一，不具備大規(guī)模群體控制能力，當(dāng)無人艇群協(xié)同完成復(fù)雜任務(wù)時，其控制要求、安全要求大幅提高。本發(fā)明設(shè)計的多層集控系統(tǒng)可提供無人艇大規(guī)模集中控制功能，提供多種通訊和控制手段，利于協(xié)同作業(yè)，提供安全保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種無人艇群多層集控系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種無人艇群多層集控系統(tǒng)，采用三級結(jié)構(gòu)或兩級結(jié)構(gòu)，其中，三級結(jié)構(gòu)包括岸基指揮中心、移動監(jiān)控系統(tǒng)和無人艇群，兩級結(jié)構(gòu)包括岸基指揮中心和無人艇群或包括移動監(jiān)控系統(tǒng)和無人艇群；所述移動監(jiān)控系統(tǒng)包括車載移動監(jiān)控系統(tǒng)、艦載移動監(jiān)控系統(tǒng)和便攜式監(jiān)控系統(tǒng)；所述無人艇群配置有無人艇控制系統(tǒng)；所述岸基指揮中心、移動監(jiān)控系統(tǒng)和無人艇群配備多種無線通訊設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備，所述無線通訊設(shè)備包括數(shù)字電臺、寬帶電臺及衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，所述網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備包括防火墻及網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備，實(shí)現(xiàn)岸基指揮中心與移動監(jiān)控系統(tǒng)或與無人艇群通訊以及移動監(jiān)控系統(tǒng)與無人艇群通訊。

在上述方案中，所述岸基指揮中心包括通訊服務(wù)子系統(tǒng)、web服務(wù)子系統(tǒng)、實(shí)時/歷史數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)展示服務(wù)子系統(tǒng)、控制服務(wù)子系統(tǒng)、信息搜集服務(wù)子系統(tǒng)、app服務(wù)云平臺，各子系統(tǒng)通過岸基指揮中心的內(nèi)部局域網(wǎng)通訊；所述岸基指揮中心的內(nèi)部局域網(wǎng)為雙網(wǎng)冗余配置，與公共網(wǎng)絡(luò)無物理通路；所述通訊服務(wù)子系統(tǒng)包括寬帶電臺、數(shù)字電臺、衛(wèi)星通訊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備；所述通訊服務(wù)子系統(tǒng)、web服務(wù)子系統(tǒng)通過虛擬局域網(wǎng)服務(wù)連接公共網(wǎng)絡(luò)；所述控制服務(wù)子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)挖掘及智能計算制定移動監(jiān)控系統(tǒng)和無人艇群控制策略；所述信息搜集服務(wù)子系統(tǒng)通過公共網(wǎng)絡(luò)搜集所需輔助信息數(shù)據(jù)；所述app服務(wù)云平臺響應(yīng)岸基指揮中心的app客戶端請求。

在上述方案中，所述車載移動監(jiān)控系統(tǒng)、艦載移動監(jiān)控系統(tǒng)和便攜式監(jiān)控系統(tǒng)包括通訊控制子系統(tǒng)、無線通訊設(shè)備、信息處理及分析子系統(tǒng)、智能控制策略子系統(tǒng)、顯示屏及操作臺；所述通訊控制子系統(tǒng)通過無線通訊設(shè)備與岸基指揮中心及無人艇群進(jìn)行信息交互，實(shí)時上送無人艇群的位置、環(huán)境、航行狀態(tài)信息和接收岸基指揮中心控制指令；所述信息處理及分析子系統(tǒng)用于對無線通訊設(shè)備獲得的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理并分析；所述智能控制策略子系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前無人艇群狀態(tài)和協(xié)同要求，通過智能計算制定所控?zé)o人艇群控制策略；所述顯示屏實(shí)時顯示無人艇群的位置、環(huán)境、航行狀態(tài)、健康狀態(tài)信息；所述操作臺提供遠(yuǎn)程遙控功能。

在上述方案中，所述無人艇控制系統(tǒng)包括無人艇通訊控制子系統(tǒng)、協(xié)同控制器、主控制器、動力子系統(tǒng)、能源管理子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、安全管理子系統(tǒng)、無人機(jī)子系統(tǒng)；所述無人艇通訊控制子系統(tǒng)與岸基指揮中心或移動監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，實(shí)時上送無人艇的位置、環(huán)境、航行狀態(tài)信息、健康狀態(tài)信息和接收岸基指揮中心或移動監(jiān)控系統(tǒng)控制指令，實(shí)現(xiàn)無人艇群自組網(wǎng)通信以及自主協(xié)同作業(yè)。

在上述方案中，所述岸基指揮中心的通訊服務(wù)子系統(tǒng)及信息搜集子系統(tǒng)均通過網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備與防火墻設(shè)備連接公共網(wǎng)絡(luò)，所述防火墻設(shè)備用于提供虛擬局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)所述通訊服務(wù)子系統(tǒng)只接受通過驗(yàn)證的移動監(jiān)控系統(tǒng)和web客戶端加入虛擬局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊；所述網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備為單向隔離，僅接受信息輸入通訊服務(wù)子系統(tǒng)及信息搜集子系統(tǒng)。

在上述方案中，所述岸基指揮中心的app服務(wù)云平臺通過網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備與防火墻設(shè)備連接公共網(wǎng)絡(luò)，接收app客戶端服務(wù)請求；所述網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備為單向隔離，僅向所述岸基指揮中心的app客戶端輸出數(shù)據(jù)。

實(shí)施本發(fā)明一種無人艇群多層集控系統(tǒng)，具有以下有益效果：

1、本發(fā)明通過多層集控模式，實(shí)現(xiàn)對大規(guī)模的無人艇群進(jìn)行集中管控；

2、本發(fā)明通過配置多模冗余通道，實(shí)現(xiàn)了可靠通訊保障，保障無人艇控制安全；

3、本發(fā)明通過岸基指揮中心和多種移動監(jiān)控模式的可選配置，提高了靈活性和易用性；

4、本發(fā)明通過建立物理隔離的通訊網(wǎng)絡(luò)、配置信息安全防護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)信息安全保障，提高無人艇信息安全防護(hù)能力。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1為本發(fā)明一種無人艇群多層集控系統(tǒng)的框架圖；

圖2為本發(fā)明中岸基指揮中心和移動監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種無人艇群多層集控系統(tǒng)，采用三級結(jié)構(gòu)或兩級結(jié)構(gòu)，其中，三級結(jié)構(gòu)包括岸基指揮中心、移動監(jiān)控系統(tǒng)和無人艇群，兩級結(jié)構(gòu)包括岸基指揮中心和無人艇群或包括移動監(jiān)控系統(tǒng)和無人艇群。移動監(jiān)控系統(tǒng)包括車載移動監(jiān)控系統(tǒng)、艦載移動監(jiān)控系統(tǒng)和便攜式監(jiān)控系統(tǒng)。無人艇群配置有無人艇控制系統(tǒng)。岸基指揮中心、移動監(jiān)控系統(tǒng)和無人艇群配備多種無線通訊設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備，無線通訊設(shè)備包括數(shù)字電臺、寬帶電臺及衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備包括防火墻及網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備，實(shí)現(xiàn)岸基指揮中心與移動監(jiān)控系統(tǒng)或與無人艇群通訊以及移動監(jiān)控系統(tǒng)與無人艇群通訊。

在本實(shí)施例中，岸基指揮中心包括通訊服務(wù)子系統(tǒng)、web服務(wù)子系統(tǒng)、實(shí)時/歷史數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)展示服務(wù)子系統(tǒng)、控制服務(wù)子系統(tǒng)、信息搜集服務(wù)子系統(tǒng)、app服務(wù)云平臺，各子系統(tǒng)通過岸基指揮中心的內(nèi)部局域網(wǎng)通訊；岸基指揮中心的內(nèi)部局域網(wǎng)為雙網(wǎng)冗余配置，與公共網(wǎng)絡(luò)無物理通路。

通訊服務(wù)子系統(tǒng)包括寬帶電臺、數(shù)字電臺、衛(wèi)星通訊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備，用于獲得無人艇、移動監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)后傳輸至實(shí)時/歷史數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)。信息搜集服務(wù)子系統(tǒng)通過公共網(wǎng)絡(luò)搜集氣象、地理環(huán)境等所需輔助信息數(shù)據(jù)，傳輸至實(shí)時/歷史數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)。控制服務(wù)子系統(tǒng)利用實(shí)時/歷史數(shù)據(jù)服務(wù)子系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)時/歷史數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)挖掘及智能計算制定移動監(jiān)控系統(tǒng)和無人艇群控制策略，系統(tǒng)用戶通過控制臺對控制策略進(jìn)行調(diào)整。數(shù)據(jù)展示服務(wù)子系統(tǒng)將數(shù)據(jù)及控制策略展示在組合顯示屏。控制策略由通訊服務(wù)子系統(tǒng)發(fā)送至被控的移動監(jiān)控系統(tǒng)或無人艇群。web服務(wù)子系統(tǒng)響應(yīng)web客戶端請求；app服務(wù)云平臺響應(yīng)岸基指揮中心的app客戶端請求。通訊服務(wù)子系統(tǒng)、web服務(wù)子系統(tǒng)通過虛擬局域網(wǎng)服務(wù)連接公共網(wǎng)絡(luò)。

在本實(shí)施例中，車載移動監(jiān)控系統(tǒng)、艦載移動監(jiān)控系統(tǒng)和便攜式監(jiān)控系統(tǒng)包括通訊控制子系統(tǒng)、無線通訊設(shè)備、信息處理及分析子系統(tǒng)、智能控制策略子系統(tǒng)、顯示屏及操作臺，各子系統(tǒng)與設(shè)備采用局域網(wǎng)絡(luò)雙網(wǎng)冗余連接。通訊控制子系統(tǒng)通過無線通訊設(shè)備與岸基指揮中心及無人艇群進(jìn)行信息交互，接收無人艇群發(fā)來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過信息處理及分析子系統(tǒng)處理為壓縮數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)至岸基指揮中心，接收岸基指揮中心的控制策略，通過智能控制策略子系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為控制指令，發(fā)送至所控制的各無人艇或具有自協(xié)同功能的無人艇群。信息處理及分析子系統(tǒng)用于對無線通訊設(shè)備獲得的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理并分析。智能控制策略子系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前無人艇群狀態(tài)和協(xié)同要求，通過智能計算制定所控?zé)o人艇群控制策略。顯示屏實(shí)時顯示無人艇群的位置、環(huán)境、航行狀態(tài)、健康狀態(tài)信息。操作臺提供遠(yuǎn)程遙控功能。

本實(shí)施實(shí)例中，無人艇控制系統(tǒng)包括無人艇通訊控制子系統(tǒng)、協(xié)同控制器、主控制器、動力子系統(tǒng)、能源管理子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)、人機(jī)交互子系統(tǒng)、安全管理子系統(tǒng)、無人機(jī)子系統(tǒng)。無人艇通訊控制子系統(tǒng)與岸基指揮中心或移動監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，實(shí)時上送無人艇的位置、環(huán)境、航行狀態(tài)信息、健康狀態(tài)信息和接收岸基指揮中心或移動監(jiān)控系統(tǒng)控制指令，實(shí)現(xiàn)無人艇群自組網(wǎng)通信以及自主協(xié)同作業(yè)。

優(yōu)選的，岸基指揮中心的通訊服務(wù)子系統(tǒng)及信息搜集子系統(tǒng)均通過網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備與防火墻設(shè)備連接公共網(wǎng)絡(luò)，防火墻設(shè)備用于提供虛擬局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)通訊服務(wù)子系統(tǒng)只接受通過驗(yàn)證的移動監(jiān)控系統(tǒng)和web客戶端加入虛擬局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊；網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備為單向隔離，僅接受信息輸入通訊服務(wù)子系統(tǒng)及信息搜集子系統(tǒng)。

優(yōu)選的，岸基指揮中心的app服務(wù)云平臺通過網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備與防火墻設(shè)備連接公共網(wǎng)絡(luò)，接收app客戶端服務(wù)請求；網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備為單向隔離，僅向岸基指揮中心的app客戶端輸出數(shù)據(jù)。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。