一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)洋船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶電子信息領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)洋船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的終端是可以感知和檢查外部世界的傳感器，傳感器通過(guò)無(wú)線方式產(chǎn)生通信，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活，設(shè)置位置可以隨時(shí)更改，還可以與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線或者無(wú)線的連接，并通過(guò)無(wú)線通訊方式形成一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。
[0003]無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、處理以及傳輸三大功能，所述無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)由部署在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型節(jié)能傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式以自組織的形式形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)同地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，接受命令并與控制中心交換有關(guān)現(xiàn)實(shí)世界的信息。
[0004]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測(cè)包括溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、加速度和方向等信息及周邊環(huán)境?；贛EMS的微傳感技術(shù)和無(wú)線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。在軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域都已經(jīng)有所應(yīng)用。
[0005]伴隨著移動(dòng)通信技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)智能終端已經(jīng)深入尋常百姓家并且逐漸改變著人們的生活習(xí)慣，人們已經(jīng)習(xí)慣于在智能終端上完成越來(lái)越多的工作。
[0006]然而目前并沒(méi)有一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)智能終端實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)船舶安全監(jiān)控的自動(dòng)化和實(shí)時(shí)化的技術(shù)手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有一種較為完善的對(duì)船舶的遠(yuǎn)程監(jiān)控的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)洋船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)洋船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)，至少包括無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、船載終端、移動(dòng)智能終端，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與所述船載終端通信連接，所述船載終端與所述移動(dòng)智能終端通信連接，且所述船載終端還與至少一個(gè)衛(wèi)星通信終端通信連接。
[0009]優(yōu)選地，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)組成，所述傳感器節(jié)點(diǎn)分為終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)以及匯聚節(jié)點(diǎn)，所述終端節(jié)點(diǎn)分別與所述路由節(jié)點(diǎn)以及匯聚節(jié)點(diǎn)通信連接，所述匯聚節(jié)點(diǎn)與所述船載終端通信連接。
[0010]優(yōu)選地，所述終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)以及匯聚節(jié)點(diǎn)均由傳感器單元、處理單元、無(wú)線收發(fā)單元以及電源單元組成，所述電源分別與所述傳感器單元、處理單元、無(wú)線收發(fā)單元電連接，所述處理單元分別與所述傳感器單元以及無(wú)線收發(fā)單元通信連接，所述無(wú)線收發(fā)單元在工作狀態(tài)下提供無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的正常工作以及移動(dòng)智能終端的信息收發(fā)。
[0011]優(yōu)選地，所述傳感器單元包括傳感器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。
[0012]優(yōu)選地，所述處理單元包括處理器以及存儲(chǔ)器。
[0013]優(yōu)選地，所述無(wú)線收發(fā)單元由無(wú)線收發(fā)模塊組成。
[0014]優(yōu)選地，所述電源為微型電源。
[0015]優(yōu)選地，所述傳感器節(jié)點(diǎn)用于采集環(huán)境參數(shù)，所述環(huán)境參數(shù)通過(guò)所述匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸給所述船載終端。
[0016]優(yōu)選地，所述環(huán)境參數(shù)包括溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、加速度或者方向。
[0017]優(yōu)選地，所述傳感器節(jié)點(diǎn)被分布于所述遠(yuǎn)洋船舶的集裝箱、甲板和/或船艙。
[0018]優(yōu)選地，在工作狀態(tài)下，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將環(huán)境參數(shù)發(fā)送給所述船載終端，所述船載終端對(duì)所述環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)，并將其發(fā)送給移動(dòng)智能終端以及所述衛(wèi)星通信終端。
[0019]優(yōu)選地，所述安全監(jiān)控系統(tǒng)還包括至少一個(gè)衛(wèi)星通信終端4，所述衛(wèi)星通信終端4分為衛(wèi)星通信終端船載端41以及衛(wèi)星通信終端地面端42，所述衛(wèi)星通信終端船載端41分別與所述船載終端2以及衛(wèi)星通信終端地面端42通訊連接。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種對(duì)船舶安全進(jìn)行監(jiān)控的控制方法，包括如下步驟:
[0021]a、所述傳感器節(jié)點(diǎn)采集所述環(huán)境參數(shù)；
[0022]b、所述傳感器節(jié)點(diǎn)將所述環(huán)境參數(shù)傳輸給所述船載終端；
[0023]C、所述船載終端處理所述環(huán)境參數(shù)；
[0024]d、若所述船載終端發(fā)現(xiàn)異常參數(shù)，發(fā)出警報(bào)，并斷開(kāi)電源；
[0025]e、所述船載終端將所述異常參數(shù)發(fā)送給移動(dòng)智能終端以及所述衛(wèi)星通信終端；
[0026]f、所述船載終端實(shí)時(shí)采集所述環(huán)境參數(shù)，直到所述環(huán)境參數(shù)恢復(fù)正常，取消警報(bào)。
[0027]優(yōu)選地，在所述步驟a之前，還包括步驟:對(duì)遠(yuǎn)洋船舶作業(yè)區(qū)域進(jìn)行劃分；對(duì)所述傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)；將所述編號(hào)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位處理。
[0028]優(yōu)選地，在所述步驟a中，包括如下步驟:所述終端節(jié)點(diǎn)以及所述路由節(jié)點(diǎn)采集所述環(huán)境信息；所述終端節(jié)點(diǎn)以及所述路由節(jié)點(diǎn)將所述環(huán)境信息轉(zhuǎn)化為環(huán)境參數(shù)；所述終端節(jié)點(diǎn)以及所述路由節(jié)點(diǎn)將所述環(huán)境參數(shù)傳輸給匯聚節(jié)點(diǎn)；所述匯聚節(jié)點(diǎn)將環(huán)境參數(shù)進(jìn)行整入口 ο
[0029]優(yōu)選地，在所述步驟c之后，還包括如下步驟:所述船載終端將所述環(huán)境參數(shù)發(fā)送給所述衛(wèi)星通信終端；所述衛(wèi)星通信終端接收所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；所述衛(wèi)星通信終端處理所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；所述衛(wèi)星通信終端將所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送給控制信息中心。
[0030]優(yōu)選地，在所述步驟c之后，還包括如下步驟:移動(dòng)智能終端發(fā)出請(qǐng)求信息；移動(dòng)智能終端與所述船載終端產(chǎn)生通信；船載終端將實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)發(fā)送給所述移動(dòng)智能終端；移動(dòng)智能終端接收所述實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)。
[0031]優(yōu)選地，在所述e之后，還包括如下步驟:所述移動(dòng)智能終端接收所述異常參數(shù)，同時(shí)向所述船載終端發(fā)出控制指令。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)智能終端的遠(yuǎn)洋船舶安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)由無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、船載終端、移動(dòng)智能終端和衛(wèi)星通信終端等組成。船舶無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過(guò)遍布于船舶集裝箱、甲板、船艙的傳感器采集與船舶安全有關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)。船載終端用以匯集、分析、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并且可以向傳感器節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行傳感器下發(fā)控制命令，從而在突發(fā)情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的控制。移動(dòng)智能終端用以和船載終端交互，可以讓工作人員在移動(dòng)作業(yè)中獲取傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)以及下發(fā)控制命令。衛(wèi)星通信終端負(fù)責(zé)船舶與地面間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收發(fā)。
[0033]優(yōu)選地，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用的是分層體系，在這種結(jié)構(gòu)體系中節(jié)點(diǎn)被劃分在不同級(jí)別的子網(wǎng)絡(luò)中，各子網(wǎng)絡(luò)分別對(duì)應(yīng)不同的作業(yè)區(qū)域；在船舶集裝箱、甲板、船艙的檢測(cè)部位安置相應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)并通過(guò)編號(hào)的方式以供定位；在各子網(wǎng)絡(luò)中分為終端節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)路徑層層傳輸給路由節(jié)點(diǎn)，經(jīng)路由節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給匯聚節(jié)點(diǎn)后，由匯聚節(jié)點(diǎn)傳遞給船載終端。
[0034]優(yōu)選地，所述移動(dòng)智能終端為常用的智能手機(jī)、平板電腦等搭載有操作系統(tǒng)的電子產(chǎn)品。
[0035]優(yōu)選地，所述衛(wèi)星通信終端根據(jù)實(shí)際需求將船載終端上匯聚的部分或者全部傳感器數(shù)據(jù)以及船舶的GPS信息發(fā)送給地面上的衛(wèi)星通信終端，以供陸上管理人員實(shí)時(shí)掌握船舶的狀態(tài)。
[0036]優(yōu)選地，所述船載終端可以對(duì)傳感網(wǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)環(huán)境的某些關(guān)鍵參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，船載智能終端會(huì)發(fā)出報(bào)警。
[0037]優(yōu)選地，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)不僅具有數(shù)據(jù)采集功能，傳感器節(jié)點(diǎn)配置的傳感執(zhí)行單元還可以根據(jù)終端下發(fā)的命令做出控制操作。
[0038]優(yōu)選地，所述傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器單元、處理單元、無(wú)線收發(fā)單元和電源單元組成；傳感器單元由傳感器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊組成；處理單元由處理器、存儲(chǔ)器等嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成；無(wú)線收發(fā)單元由無(wú)線收發(fā)模塊組成；電源采用微型電池。
[0039]優(yōu)選地，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和匯聚節(jié)點(diǎn)組成，終端節(jié)點(diǎn)將負(fù)責(zé)控制傳感器并將數(shù)據(jù)發(fā)送給路由節(jié)點(diǎn)或匯聚節(jié)點(diǎn)，路由節(jié)點(diǎn)除具有終端節(jié)點(diǎn)的功能外還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)，匯聚節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將終端節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)傳輸給船載終端。
[0040]本發(fā)明采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)智能終端實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了船舶安全監(jiān)控的自動(dòng)化和實(shí)時(shí)化。本發(fā)明能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控船舶狀態(tài)、實(shí)時(shí)獲取監(jiān)控區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)可以在遠(yuǎn)程作出應(yīng)急操作。這樣既能減少不必要的人員傷亡又能夠讓管理人員實(shí)時(shí)掌握關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，大大減小了危害發(fā)生的可能性，提高船舶安全管理水平。
[0041]本發(fā)明的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)使用基于分層的體系結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正好適合船舶的環(huán)境特點(diǎn)，以作業(yè)區(qū)域的劃分來(lái)確定子網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，從而可以根據(jù)區(qū)域的不同來(lái)配置不同類型的傳感器，進(jìn)而降低部署的成本。在船舶控制室配置本系統(tǒng)的船載終端用以接收處理從網(wǎng)絡(luò)傳來(lái)的信息，并且進(jìn)行分析、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)某些參數(shù)超過(guò)一定的限值時(shí)能夠自動(dòng)報(bào)警。衛(wèi)星通信終端可以將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合后發(fā)送給陸上安全、控制部門，這對(duì)于船舶的駕駛安全、消防安全、貨物安全都具有十分重要的意義。本發(fā)明能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控船舶狀態(tài)、實(shí)時(shí)獲取監(jiān)控區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而及早發(fā)現(xiàn)船舶隱患，采取措施以防患于未然，從而可以極大地提高船舶的