本实用新型涉及航行灯技术领域，尤其是涉及一种智能航行灯及智能航行灯系统。
背景技术：
目前，现有船舶的航行灯中，除了配置COLREG(Convention on the International Regulations for Preventing Collisions at Sea，国际海上避免抵触规则公约)第21条定义的桅灯、舷灯、尾灯外，还会配置COLREG第21条中定义的环照灯，包括失控灯、操纵能力受限制灯、限制吃水灯和锚灯。其中，失控灯、操纵能力受限制灯和限制吃水灯按照COLREG的规定，不同船舶避碰情况下所要亮起的灯的数量和颜色也是不同的。因此为了适应不同船舶避碰情况，在现有设计中需要设置数量较多的航行灯，且灯桅结构复杂，电缆敷设困难，后期维护成本高，甚至存在航行灯通过换灯罩颜色来适应当前海上避碰需要的情况，这无疑增加了船员在有大风大浪时爬上高高的灯桅换灯罩的危险性。
针对现有技术中航行灯数量较多、灯桅结构复杂的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种智能航行灯及智能航行灯系统，可以在满足法规以及规范的前提下，减少航行灯数量并且简化灯桅结构。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种智能航行灯，包括：控制器和至少三盏航行灯；至少三盏航行灯上下垂直设置；处于中间位置的航行灯为可变色航行灯；控制器与各个航行灯之间通过电力线和通讯线连接；控制器用于监控航行灯的工作状态。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，处于中间位置的航行灯为红白双色航行灯；处于上下位置的航行灯为红色航行灯。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，电力线通过闭环回路连接各个航行灯，并分别与控制器连接；控制器与电源连接。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，航行灯包括三盏，自上至下依次是红色航行灯、红白双色航行灯和红色航行灯。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，航行灯为360°环照灯。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，航行灯包括对称的三盏左舷航行灯和三盏右舷航行灯；三盏左舷航行灯，自上至下依次是红色航行灯、红白双色航行灯和红色航行灯；三盏右舷航行灯，自上至下依次是红色航行灯、红白双色航行灯和红色航行灯。
结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，航行灯为180°环照灯。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，控制器包括失控灯、操纵能力受限制灯和限制吃水灯一键控制模块，用于分别控制航行灯显示为失控灯、操纵能力受限制灯或限制吃水灯。
结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，控制器包括用户输入控制模块，用于接收用户输入的指令并控制航行灯显示为失控灯、操纵能力受限制灯或限制吃水灯。
第二方面，本实用新型实施例还提供一种智能航行灯系统，包括灯桅、电源和上述第一方面及其各可能的实施方式任一项提供的智能航行灯；航行灯设置于灯桅上，电源与控制器连接，用于向控制器和航行灯供电。
本实用新型实施例带来了以下有益效果：
本实用新型实施例提供的智能航行灯及智能航行灯系统，包括控制器和至少上下垂直设置的三盏航行灯，其中处于中间位置的航行灯为可变色航行灯，控制器可以监测并控制航行灯的工作状态，可以使用少量的航行灯即可以组合出表示多种信号，从而在满足法规以及规范要求情况下，减少了航行灯数量以及电缆长度，简化了灯桅结构。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种智能航行灯的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种智能航行灯的分布示意图；
图3为本实用新型实施例提供的另一种智能航行灯的分布示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种智能航行灯系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
COLREG第27条中定义失控灯需要满足：在最易见处，垂直两盏环照红灯；COLREG第27条中定义操纵能力受限制灯需要满足：在最易见处，垂直三盏环照灯，最上和最下者应是红色，中间一盏应是白色；COLREG第28条中定义限制吃水灯需要满足：在最易见处垂直显示三盏环照红灯。
为满足COLREG要求，通常在设计时将以上3种航行灯组工况所有需要的灯和颜色全部列出，或者通过更换当中一盏灯的灯罩把操纵能力受限制灯和限制吃水兼做。然而上述方式会导致灯桅结构复杂，航行灯的数量较多，电缆敷设困难，后期维护成本高，甚至有些航行灯通过换灯罩颜色来改变当前需要的海上避碰情况，这无疑又增加了船员在有大风大浪时爬上高高的灯桅换灯罩的危险性。
基于此，本实用新型实施例提供的一种智能航行灯及智能航行灯系统，在满足法规以及船级社(Classification society，或称验船协会、验船机构)的规范要求下，减少航行灯数量以及船厂所需要敷设的电缆长度，并且简化雷达桅结构和减轻重量，保障船员的安全性。
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种智能航行灯进行详细介绍。
实施例一
本实用新型实施例提供了一种智能航行灯，包括：控制器和至少三盏航行灯。参见图1所示的智能航行灯的结构示意图，示出了控制器11和多个航行灯12连接。
其中，至少三盏航行灯可以上下垂直设置，三盏航行灯可以自上而下排成一列，垂直于水平面设置。处于中间位置的航行灯为可变色航行灯，从而与上下的航行灯组成指示不同船舶避碰情况的指示灯。
控制器与各个航行灯之间通过电力线和通讯线连接，用于监控航行灯的工作状态，例如可以采用总线通信技术，将监控、巡检、报障工作全面实现信息化。
上述智能航行灯处于中间位置的航行灯为红白双色航行灯，处于上下位置的航行灯为红色航行灯，可以按照用户的控制组成失控灯、操纵能力受限制灯或者限制吃水灯。
电力线通过闭环回路连接各个航行灯，电力线任意一点故障均不会影响整个环状回路的正常工作，各个航行灯分别与控制器连接，且控制器与电源连接。环形回路的供电方式是双向的，一头一尾分别接入电源进行供电，可以最大限度地保障系统正常运行。为提高供电可靠性，使航行灯可以从两个方向获得电源，通常将电源和用电器通过电力线路联结成环形。环形供电能提高供电可靠性，当环内任一段线路发生故障时，不致影响对其他用电器的供电，并可减少电压损耗和功率损耗，提高电能质量和供电的经济性。通讯线可以通过总线技术连接各个航行灯与控制器，以使控制器可以控制航行灯的工作状态。
本实用新型实施例提供的智能航行灯，包括控制器和至少上下垂直设置的三盏航行灯，其中处于中间位置的航行灯为可变色航行灯，控制器可以监测并控制航行灯的工作状态，可以使用少量的航行灯即可以组合出表示多种信号，从而在满足法规以及规范要求情况下，减少了航行灯数量以及电缆长度，简化了灯桅结构。
在本实施例中以航行灯包括三盏为例，自上至下可以依次是红色航行灯、红白双色航行灯和红色航行灯。上述航行灯可以是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)、荧光灯、氖灯等具有一种或多种发光颜色的发光器件，本实施例对此不做限制。上述红白双色航行灯可以发出红色或白色的光。为了满足环照要求，航行灯为360°环照灯。
上述智能航行灯，还可以为六盏，包括对称的三盏左舷航行灯和三盏右舷航行灯。三盏左舷航行灯，自上至下依次是红色航行灯、红白双色航行灯和红色航行灯；三盏右舷航行灯，自上至下依次是红色航行灯、红白双色航行灯和红色航行灯。由于灯桅及其附属结构的阻挡，使用360°环照灯的指示效果并不好，可以采用上述在灯桅的左右舷方向均设置三盏航行灯的方式，航行灯则选择180°环照灯。
为了方便用户控制航行灯的显示信号种类，该控制器包括失控灯、操纵能力受限制灯和限制吃水灯一键控制模块，用于分别控制航行灯显示为失控灯、操纵能力受限制灯或限制吃水灯。或者，控制器包括用户输入控制模块，用于接收用户输入的指令，并控制航行灯显示为失控灯、操纵能力受限制灯或限制吃水灯。
参见图2所示的智能航行灯的分布示意图，其中以3盏LED灯为例。在灯桅上设置有3盏LED灯，位置依次按照上中下排列，中间为可变色LED灯。根据法规以及规范的要求，该可变色LED灯的颜色包括红色和白色即可。图2中的3盏LED灯可以显示为失控灯、操纵能力受限制灯或限制吃水灯，且满足环照要求。该失控灯模式为：上下亮红灯，中间不亮；该操纵能力受限制灯模式为：上下亮红灯，中间亮白灯；限制吃水灯为：上中下均亮红灯。由于失控灯、操纵能力受限制灯或限制吃水灯的上下两盏等均为红色，仅中间灯有红白颜色及亮暗的区别，将该中间灯设置为红白颜色可变的灯，即能使用3盏灯组成失控灯、操纵能力受限制灯和限制吃水灯。上述失控灯、操纵能力受限制灯和限制吃水灯并不会同时亮起，因此3盏灯进行复用，可以有效降低航行灯的数量，进而电缆布线也更加简单，灯桅也无需设置复杂的支撑结构，从而降低重量。
上述每盏航行灯与控制器的连线均为电力线加通讯线。通讯线可以采用总线通信技术，实现监控、巡检、报障工作全面信息化。航行灯控制器上有失控灯，操纵能力受限制灯，限制吃水灯三种工况的一键模式和手动切换模式，该一键模式启动时，自动将航行灯切换为对应的信号模式，方便用户操作。由于用户可以在控制器处对信号模式进行控制，无需在攀登到灯桅处操作，降低了操作的危险性，可以保障船员的人身安全。
参见图3所示的智能航行灯的分布示意图，其中以6盏LED灯为例，6盏灯左右环照角度相加以满足环照要求。灯桅上的失控灯，操纵能力受限制灯，限制吃水灯共6盏灯左右角度相加满足环照要求。6盏灯均为LED灯，当中为可变色LED灯(红、白切换)。
在图2和图3中还示出了控制器与其他航行灯连接，连接方式可以参照上述内容中的连接方式，用户还可以通过该控制器控制该其他航行灯。
本实用新型实施例提供的智能航行灯，在满足法规以及船级社的规范要求下，可以减少航行灯数量以及船厂所需要敷设的电缆长度，并且简化雷达桅结构和减轻重量，保障船员的安全。
实施例二：
本实用新型实施例提供了一种智能航行灯系统，包括灯桅、电源和上述实施例提供的智能航行灯，其中航行灯设置于灯桅上，电源与控制器连接，用于向控制器和航行灯供电。
参见图4所示的智能航行灯系统的结构示意图，其中示出了电源41、控制器11和多个航行灯12，电源41通过控制器11向航行灯12供电。
本实用新型实施例提供的智能航行灯系统，与上述实施例提供的智能航行灯具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。