本發(fā)明涉及船舶監(jiān)管技術(shù)領(lǐng)域，特指一種基于射頻的船舶身份自動(dòng)識(shí)別與執(zhí)法巡檢系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

船舶管理系統(tǒng)是在一定水域內(nèi)用以保證航行船舶安全和效率的管理系統(tǒng)，隨著水運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，船舶交通量不斷增加,為使船舶能順暢通航于有限水域或擁擠水域，如港口，還有江河、海峽，各海運(yùn)國(guó)家逐漸建立起岸船之間合作的船舶交通管理系統(tǒng)，現(xiàn)有的船舶管理系統(tǒng)還存在一下缺陷：

1、執(zhí)法部門人為巡檢，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；

2、沒(méi)有利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)線上巡檢；

3、巡檢數(shù)據(jù)不可追溯。

為了提高船舶巡檢的工作效率，本發(fā)明人對(duì)此進(jìn)行深入研究，提出一種基于射頻的船舶身份自動(dòng)識(shí)別與執(zhí)法巡檢系統(tǒng)，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于射頻的船舶身份自動(dòng)識(shí)別與執(zhí)法巡檢系統(tǒng)及方法，結(jié)合局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的，實(shí)現(xiàn)單通道巡檢通訊與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)上報(bào)的獨(dú)立化，巡檢數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)管理可追溯，有效提高執(zhí)法效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

基于射頻的船舶身份自動(dòng)識(shí)別與執(zhí)法巡檢系統(tǒng)，包括執(zhí)法船終端機(jī)、作業(yè)船終端和后臺(tái)服務(wù)器；

所述執(zhí)法船終端包括CPU及分別與CPU連接的定位模塊、移動(dòng)通訊模塊、電子海圖設(shè)備和433MHz射頻通訊模塊；

所述作業(yè)船終端包括CPU及分別與CPU連接的定位模塊、433MHz射頻通訊模塊及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；

所述執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端的定位模塊分別用于獲取各自船舶的定位數(shù)據(jù)，所述執(zhí)法船終端的433MHz射頻通訊模塊與作業(yè)船終端的433MHz射頻通訊模塊相互之間可按照單通道通訊協(xié)議進(jìn)行局域通訊；所述執(zhí)法船終端的移動(dòng)通訊模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)服務(wù)器建立連接；所述作業(yè)船的存儲(chǔ)模塊用于暫存其定位數(shù)據(jù)；所述后臺(tái)服務(wù)器存儲(chǔ)有船舶和執(zhí)法數(shù)據(jù)，執(zhí)法船終端與各作業(yè)船終端均存儲(chǔ)有各自唯一識(shí)別的ID編碼；所述執(zhí)法船中的電子海圖設(shè)備用于在海圖上實(shí)時(shí)顯示作業(yè)船終端和執(zhí)法船終端定位數(shù)據(jù)。

所述電子海圖設(shè)備為一臺(tái)工業(yè)級(jí)平板電腦。

所述執(zhí)法船終端的移動(dòng)通訊模塊為GPRS移動(dòng)通訊模塊。

所述執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端的定位模塊均采用BDS/GPS雙模定位模塊。

基于射頻的船舶身份自動(dòng)識(shí)別與執(zhí)法巡檢方法，包括上述執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端在周期T內(nèi)，采用單通道協(xié)議并按照該協(xié)議規(guī)定的時(shí)序進(jìn)行局域通訊，該時(shí)序含通訊的最小間隔時(shí)間t，該方法具體包括以下步驟：

包括權(quán)利要求1所述的執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端在周期T內(nèi)，采用單通道協(xié)議并按照該協(xié)議規(guī)定的時(shí)序進(jìn)行局域通訊，該時(shí)序含通訊的最小間隔時(shí)間t，該方法具體包括以下步驟：

步驟一、從通訊的起始時(shí)刻開始，在規(guī)定的時(shí)間t₁內(nèi)每隔時(shí)間t執(zhí)法船終端廣播一次查詢指令，t＜t₁，執(zhí)法船終端的433MHz射頻通訊模塊將該查詢指令廣播出去，執(zhí)法船通訊范圍內(nèi)的作業(yè)船終端從起始時(shí)刻開始通過(guò)其433MHz射頻通訊模塊接收廣播信息；

步驟二、從規(guī)定時(shí)間t₁結(jié)束后的某一時(shí)刻開始，作業(yè)船終端在規(guī)定的時(shí)間t₂內(nèi)每隔時(shí)間t通過(guò)其433MHz射頻通訊模塊發(fā)送一次該作業(yè)船終端的ID編碼，t＜t₂，發(fā)送次數(shù)為n₁，此時(shí)執(zhí)法船終端接收作業(yè)船終端發(fā)送的ID編碼；

步驟三、從規(guī)定時(shí)間t₂結(jié)束后的某一時(shí)刻開始，執(zhí)法船終端在規(guī)定的時(shí)間t₃內(nèi)每間隔時(shí)間t向?qū)?yīng)的作業(yè)船終端發(fā)送一次確認(rèn)ID編碼，t＜t₃，發(fā)送次數(shù)為n₂，若該作業(yè)船終端接收確認(rèn)ID編碼則作業(yè)船終端停機(jī)至某一時(shí)刻，否則此步驟結(jié)束后返回步驟2；

步驟四、從作業(yè)船終端停機(jī)結(jié)束的時(shí)刻開始，執(zhí)法船終端在規(guī)定的時(shí)間t₄內(nèi)每間隔時(shí)間t’向所有作業(yè)船終端依次發(fā)送巡檢輪詢指令，要求各作業(yè)船上報(bào)巡檢信息；作業(yè)船終端接收巡檢輪詢指令后立刻回復(fù)執(zhí)法船終端，未接收該指令則不響應(yīng)，作業(yè)船終端確認(rèn)巡檢輪詢指令有效則在等待時(shí)間T后發(fā)送巡檢信息至執(zhí)法船終端；

步驟五、執(zhí)法船終端在其發(fā)送巡檢輪詢指令時(shí)刻開始，等待時(shí)間t后開始接收作業(yè)船的巡檢信息，并再經(jīng)過(guò)時(shí)間t后向作業(yè)船終端發(fā)送接收確認(rèn)信息，并通知作業(yè)船終端進(jìn)行休眠指定的時(shí)間t₄；

步驟6、作業(yè)船終端按照?qǐng)?zhí)法船終端的指令進(jìn)行休眠。

上述T＝1min,t＝200ms，t₁＝2s、t₂＝10s、t₃＝1s、t₄＝40s、n₂＝10，t’＝500ms。

采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果有：

一、利用433MHz射頻通訊模塊使執(zhí)法船終端和作業(yè)船終端之間建立基于單通道協(xié)議的局域通訊，執(zhí)法船可快速和準(zhǔn)確地對(duì)其局域范圍內(nèi)的所以作業(yè)船進(jìn)行執(zhí)法巡檢、提高執(zhí)法效率，降低執(zhí)法難度。

二、通過(guò)作業(yè)船終端獲取作業(yè)船定位數(shù)據(jù)，執(zhí)法船可的有效判斷漁船是否合法捕撈，加強(qiáng)作業(yè)船舶合法性，且通過(guò)電子海圖設(shè)備實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位和監(jiān)控。

三、作業(yè)船和執(zhí)法船的數(shù)據(jù)可在后頭服務(wù)器進(jìn)行永久保存，對(duì)執(zhí)法船和漁船的巡檢信息可查詢。

四、通過(guò)構(gòu)建局域網(wǎng)和接入廣域網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)督執(zhí)法，不受時(shí)空限制查詢執(zhí)法情況。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明基于射頻的船舶身份自動(dòng)識(shí)別與執(zhí)法巡檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明基于射頻的船舶身份自動(dòng)識(shí)別與執(zhí)法巡檢方法流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示本發(fā)明揭示的基于射頻的船舶身份自動(dòng)識(shí)別與執(zhí)法巡檢系統(tǒng)，包括執(zhí)法船終端機(jī)、作業(yè)船終端和后臺(tái)服務(wù)器；

執(zhí)法船終端包括CPU及分別與CPU連接的定位模塊、移動(dòng)通訊模塊、電子海圖設(shè)備和433MHz射頻通訊模塊；電子海圖設(shè)備為一臺(tái)工業(yè)級(jí)平板電腦。

作業(yè)船終端包括CPU及分別與CPU連接的定位模塊、433MHz射頻通訊模塊及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述＝＝執(zhí)法船終端的移動(dòng)通訊模塊為GPRS移動(dòng)通訊模塊；執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端的定位模塊均采用BDS/GPS雙模定位模塊；

執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端的定位模塊分別用于獲取各自定位數(shù)據(jù)，所述執(zhí)法船終端的433MHz射頻通訊模塊與作業(yè)船終端的433MHz射頻通訊模塊相互之間可按照單通道通訊協(xié)議進(jìn)行局域通訊；所述執(zhí)法船終端的移動(dòng)通訊模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)服務(wù)器建立連接；所述作業(yè)船的存儲(chǔ)模塊用于暫存其定位數(shù)據(jù)；后臺(tái)服務(wù)器存儲(chǔ)有船舶和執(zhí)法數(shù)據(jù)，執(zhí)法船終端與各作業(yè)船終端均存儲(chǔ)有各自唯一識(shí)別的ID編碼；所述執(zhí)法船中的電子海圖設(shè)備用于實(shí)時(shí)顯示作業(yè)船終端和執(zhí)法船終端定位數(shù)據(jù)。

如圖2所示，本發(fā)明揭示的一種基于射頻的船舶身份自動(dòng)識(shí)別與執(zhí)法巡檢方法，包括上述執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端在周期T內(nèi)，采用單通道協(xié)議并按照該協(xié)議規(guī)定的時(shí)序進(jìn)行局域通訊，該時(shí)序含通訊的最小間隔時(shí)間t，該方法具體包括以下步驟：

包括權(quán)利要求1所述的執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端在周期T內(nèi)，采用單通道協(xié)議并按照該協(xié)議規(guī)定的時(shí)序進(jìn)行局域通訊，該時(shí)序含通訊的最小間隔時(shí)間t，該方法具體包括以下步驟：

步驟一、從通訊的起始時(shí)刻開始，在規(guī)定的時(shí)間t₁內(nèi)每隔時(shí)間t執(zhí)法船終端廣播一次查詢指令，t＜t₁，執(zhí)法船終端的433MHz射頻通訊模塊將該查詢指令廣播出去，執(zhí)法船通訊范圍內(nèi)的作業(yè)船終端從起始時(shí)刻開始通過(guò)其433MHz射頻通訊模塊接收廣播信息；

步驟二、從規(guī)定時(shí)間t₁結(jié)束后的某一時(shí)刻開始，作業(yè)船終端在規(guī)定的時(shí)間t₂內(nèi)每隔時(shí)間t通過(guò)其433MHz射頻通訊模塊發(fā)送一次該作業(yè)船終端的ID編碼，t＜t₂，發(fā)送次數(shù)為n₁，此時(shí)執(zhí)法船終端接收作業(yè)船終端發(fā)送的ID編碼；

步驟三、從規(guī)定時(shí)間t₂結(jié)束后的某一時(shí)刻開始，執(zhí)法船終端在規(guī)定的時(shí)間t₃內(nèi)每間隔時(shí)間t向?qū)?yīng)的作業(yè)船終端發(fā)送一次確認(rèn)ID編碼，t＜t₃，發(fā)送次數(shù)為n₂，若該作業(yè)船終端接收確認(rèn)ID編碼則作業(yè)船終端停機(jī)至某一時(shí)刻，否則此步驟結(jié)束后返回步驟2；

步驟四、從作業(yè)船終端停機(jī)結(jié)束的時(shí)刻開始，執(zhí)法船終端在規(guī)定的時(shí)間t₄內(nèi)每間隔時(shí)間t’向所有作業(yè)船終端依次發(fā)送巡檢輪詢指令，要求各作業(yè)船上報(bào)巡檢信息；作業(yè)船終端接收巡檢輪詢指令后立刻回復(fù)執(zhí)法船終端，未接收該指令則不響應(yīng)，作業(yè)船終端確認(rèn)巡檢輪詢指令有效則在等待時(shí)間T后發(fā)送巡檢信息至執(zhí)法船終端；

步驟五、執(zhí)法船終端在其發(fā)送巡檢輪詢指令時(shí)刻開始，等待時(shí)間t后開始接收作業(yè)船的巡檢信息，并再經(jīng)過(guò)時(shí)間t后向作業(yè)船終端發(fā)送接收確認(rèn)信息，并通知作業(yè)船終端進(jìn)行休眠指定的時(shí)間t₄；

步驟6、作業(yè)船終端按照?qǐng)?zhí)法船終端的指令進(jìn)行休眠。

本發(fā)明執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端均含有一433MHz射頻通訊模塊，通過(guò)該通訊模塊采用單通道協(xié)議通訊進(jìn)行局域通信，實(shí)現(xiàn)作業(yè)船與執(zhí)法船之間的信息互傳，單通道協(xié)議(上行與下行數(shù)據(jù)均通過(guò)同一433MHz射頻通訊模塊的同一通訊通道)是基于硬件和一定參數(shù)設(shè)定的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，通訊時(shí)間間隔最小單位T＝200ms,即兩條信息發(fā)送間隔需要在200ms以上才可以避免兩條信息的碰撞錯(cuò)誤，但通道通訊上行是指作業(yè)船終端向執(zhí)法船終端發(fā)送信息，下行是指執(zhí)法船終端向作業(yè)船終端發(fā)送信息；執(zhí)法船終端和作業(yè)船終端必須通過(guò)各自BDS/GPS定位模塊的北斗授時(shí)系統(tǒng)統(tǒng)一授時(shí)；時(shí)間間隔單位在200ms下，單通道協(xié)議的433MHz射頻通訊模塊必須滿足以下條件：

信號(hào)帶寬設(shè)置取值：500KHZ

前置FEC糾碼率取值：CR 4/5

擴(kuò)頻因子取值：9

信道設(shè)置取值：4

發(fā)射功率取值：20dBm

串口波特率取值：38400

以下為一執(zhí)法船巡檢實(shí)例，作業(yè)船為漁船，單通道協(xié)議執(zhí)法周期時(shí)間T為1分鐘，協(xié)議各時(shí)區(qū)段任務(wù)明細(xì)如表1：

單通道通訊協(xié)議是基于執(zhí)法船終端與作業(yè)船終端分別帶有一個(gè)433MHz射頻通訊模塊，上行與下行數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)433MHz射頻通訊模塊的同一通訊通道，上行時(shí)執(zhí)法船終端的433MHz射頻通訊模塊作為發(fā)送端，作業(yè)船終端的433MHz射頻通訊模塊作為接收端，此時(shí)信息只能是有執(zhí)法船向信息船發(fā)送，下行時(shí)則相反，這樣能避免信息相互碰撞，依照協(xié)議的時(shí)序進(jìn)行通訊，所以作業(yè)船終端依次向執(zhí)法船報(bào)道，井然有序，而相對(duì)用時(shí)稍長(zhǎng)。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。