[发明专利]基于蜂窝窄带物联网的船联网系统和船联网方法

说明书

本发明公开了一种基于蜂窝窄带物联网的船联网系统，它包括船舶信息采集传感器、船舶自动识别模块、主控模块、蜂窝窄带物联网通信模块、应用服务器、客户端和机舱参数采集模块，在本发明中，客户端与应用服务器连接，船员通过电脑、手机、平板等客户端不仅可以对船舶进行监控而且可以发送指令信息至主控模块。通过这种实时的船舶信息监控系统可以让船员及远程工作人员及时掌握船舶运行状态，使信息的获取更加方便，提高了船员和远程工作人员的工作效率，极大的增强了船联网的适用性。蜂窝窄带物联网具有广覆盖、低成本、大容量、低功耗、连接点多、传输速率快的特点。

技术领域

本发明涉及船舶自动识别和通信技术领域，具体地指一种基于蜂窝窄带物联网(NB-IOT，Narrow Band Internet of Things)的船联网系统和船联网方法。

背景技术

现有的船联网系统一般基于船舶自动识别系统(AIS)构建，船舶自动识别系统(AIS)可实时传递和接收船舶和船舶、船舶和港口之间航行以及安全相关的数据和消息。为港岸管理、船舶监管以及船舶告警碰撞提供了相关的AIS数据信息。但现有的AIS设备具有传输速率慢、信号接收灵敏度差、不能随时随地查看控制等问题。使得船联网系统不能通过客户端远程实时控制查询，广覆区域窄，系统的信息容量小、收灵敏度差、价格高、网络连接点少导致港口等船舶多的地方无法接入。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种广覆盖、大容量、低功耗、连接多、传输速率快、客户端远程监控的基于蜂窝窄带物联网的船联网系统和船联网方法。

为实现此目的，本发明所设计的一种基于蜂窝窄带物联网的船联网系统，其特征在于：它包括船舶信息采集传感器、船舶自动识别模块(Automatic IdentificationSystem,简称AIS系统)、主控模块、蜂窝窄带物联网通信模块、应用服务器、客户端和机舱参数采集模块，其中，所述船舶自动识别模块包括无线信号收发器、通信控制器、内置卫星定位接收器，所述船舶信息采集传感器的信号输出端连接通信控制器的数传感器数据接口，通信控制器的无线通信接口连接无线信号收发器的数据通信端，通信控制器的定位信号通信端连接内置卫星定位接收器的定位信号通信端，主控模块的第一串口通信端连接通信控制器的串口通信接口，主控模块的第二串口通信端连接蜂窝窄带物联网通信模块的串口通信端，蜂窝窄带物联网通信模块的服务器通信端连接应用服务器的蜂窝窄带物联网通信端，应用服务器的客户端接口连接客户端，主控模块的机舱参数通信端连接机舱参数采集模块的机舱参数通信端；

所述船舶信息采集传感器用于采集陀螺罗经输出的航向信号、卫星导航仪输出的船舶定位和导航信号、计程仪输出的航速和航程信号、转向仪输出的转向率信号、引航设备输出的航行环境数据；

通信控制器用于将航向信号、船舶定位、导航信号、航速、航程信号、转向率信号、航行环境数据、本船静态信息、航行状态信息、在船人数信息、船舶吃水深度信息、危险物类型信息和预计抵达港口时间信息通过无线信号收发器由甚高频频道向岸台广播；

通信控制器还用于将上述航向信号、船舶定位、导航信号、航速、航程信号、转向率信号、航行环境数据、本船静态信息、航行状态信息、在船人数信息、船舶吃水深度信息、危险物类型信息和预计抵达港口时间信息通过串口传至主控模块；

主控模块用于将上述航向信号、船舶定位、导航信号、航速、航程信号、转向率信号、航行环境数据、本船静态信息、航行状态信息、在船人数信息、船舶吃水深度信息、危险物类型信息和预计抵达港口时间信息按IP(Internet Protocol，网络协议)协议或UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)协议或CoAP(Constrained ApplicationProtocol)协议通过蜂窝窄带物联网通信模块传至应用服务器。

一种上述系统的船联网方法，它包括如下步骤：