专利名称：渔网定位监控系统及其监控方法
技术领域：
本发明涉及一种海事无线定位技术，具体涉及一种渔网定位监控系统及其监控方法。
背景技术：
在我国，对渔网定位的传统方法是用肉眼观察渔网浮标上的红旗或者指示灯，因此定位效率很低。沿海渔民捕鱼时多使用的大网，多通过固定锚固定在海中。渔船记下各个锚点的GPS数据，之后在某个锚点附近停留，大约十天以后，前往各个锚点收网。因为海水水流太急或锚绳脱落等原因，往往导致渔网漂离原锚点无法找到，给渔民带来很大损失。 现在，渔民多在固定锚的旗杆顶端绑一个电筒，通过电筒的闪烁显示其位置，方便观测和寻找，易受天气影响，且需要人员不断观察。
现有技术中，天津712所研制的AIS网位仪，是在固定锚上安装AIS发射机，使用船上的AIS终端接收固定锚的GPS方位信息，完成渔网定位(专利号CN201010276693. 9)。 该系统利用原有AIS平台(国际专用船舶自动识别系统)接收网位仪发出渔网定位信息，将占用AIS的专用信道，且受现有AIS接收终端限制，渔网监控功能有限。发明内容
本发明提供了一种渔网定位监控系统及其监控方法，接收锚位的方位信息并显示或报警，且采用专用无线信道不影响船上其他设备。
为实现上述目的，本发明提供了一种渔网定位监控系统，该系统包含若干网位标、 以及与该网位标无线连接的渔网监控器；上述的网位标包含网位标控制模块，与网位标控制模块电路连接的网位标无线电模块，与网位标无线电模块电路连接的网位标天线； 其特点是，该网位标还包含网位标GPS接收模块，其输出端电路连接网位标控制模块； 网位标GPS接收天线，其输出端电路连接网位标GPS接收模块； 电源管理模块，其输出端分别电路连接网位标控制模块、网位标GPS接收模块和网位标无线电模块；以及，网位标电源模块，其电路连接电源管理模块。
上述的网位标还包含与网位标控制模块输出端电路连接的发光装置。
上述的渔网监控器包含 渔网监控器控制模块；渔网监控器GPS接收模块，其输出端电路连接渔网监控器控制模块； 渔网监控器GPS接收天线，其输出端电路连接渔网监控器GPS接收模块； 渔网监控器无线电模块，其电路连接渔网监控器控制模块； 渔网监控器天线，其电路连接渔网监控器无线电模块；显示模块，其输入端电路连接渔网监控器控制模块； 报警模块，其输入端电路连接渔网监控器控制模块； 输入模块，其输出端电路连接渔网监控器控制模块；以及，渔网监控器电源模块，其输出端分别电路连接渔网监控器控制模块、渔网监控器GPS 接收模块、渔网监控器无线电接收模块、报警模块和输入模块。
该监控系统还无线连接外接的海救系统的信标机，若干信标机无线连接渔网监控器；该信标机包含 信标机控制模块；信标机无线电模块，其电路连接信标机控制模块；信标机发射天线，其电路连接信标机无线电模块；以及，信标机电源模块，其分别电路连接信标机控制模块和信标机无线电模块。
一种用于渔网定位监控系统的监控方法，其特点是，该方法包含以下步骤 步骤1、渔网定位监控系统进行初始化；步骤1. 1、输入模块向渔网监控器设置本船的渔网定位监控系统的接入密码、网位标编号、网位标与本船之间的距离阈值、网位标的移动速度阈值、网位标与其原固定位置的距离阈值，以及设定渔网监控器是否接收显示非本船的网位标的信息；步骤1. 2、渔网监控器将接入密码和网位标编号信息无线发送至本船的渔网定位监控系统的各个网位标；步骤1. 3、各个网位标无线接收渔网监控器的接入密码信息和网位标编号信息，完成其初始化设置并保存；步骤2、网位标发射无线信号，该信号包含接入密码信息、该网位标的编号信息、网位标的移动速度信息和网位标的位置信息；步骤3、渔网监控器接收网位标发射的无线信号；步骤4、渔网监控器判断其接入密码信息是否通过验证，若是，则确认该信号来自本船的渔网定位监控系统的网位标，并跳转到步骤5，若否，则该信号来自非本船的渔网定位监控系统的网位标，则跳转到步骤4. 1 ；步骤4. 1、渔网监控器判断是否设定为显示非本船的渔网定位监控系统的网位标信息， 若是，则跳转到步骤5，若否，则不接收显示其位置信息；步骤5、渔网监控器根据网位标的无线信号获得并显示其位置信息； 步骤6、渔网监控器判断网位标与本船之间的距离是否超过阈值，若是，则跳转到步骤 6.1，若否，则跳转到步骤7;步骤6. 1、渔网监控器的报警模块发出告警，并跳转到步骤7 ；步骤7、渔网监控器判断网位标的移动速度是否超过阈值，若是，则跳转到步骤7. 1，若否，则跳转到步骤8;步骤7. 1、渔网监控器的报警模块发出告警，并跳转到步骤8 ； 步骤8、渔网监控器判断网位标与其原固定位置的距离是否超过阈值，若是，则跳转到步骤8. 1，若否，则跳转到步骤2 ；步骤8. 1、渔网监控器的报警模块发出告警，并跳转到步骤2。
本发明渔网定位监控系统及其监控方法和现有技术相比，其优点在于，本发明通过在固定锚上安装网位标，使用专用无线信道将固定锚的GPS定位信息发出，本系统的信道自成回路，不会影响船上其他设备；本发明通过在渔船上安装本系统的渔网监控器，接收全部渔网锚位的方位信息并将其显示，当渔网锚位信息超出预先设定的警戒值时，渔网监控器发出报警声，并显示报警原因，信息全面；本发明设有无线电模块，在GPS失灵时，可通过无线电测向和测距，保障能实时监测渔网的位置；本发明的渔网定位监控系统能与现有的海救系统的信标机兼容，使本系统既有船载搜索监测渔网，也能与海救系统联合具有搜救功能。
图1为本发明渔网定位监控系统的网位标的结构示意图； 图2为本发明渔网定位监控系统的渔网监控器的结构示意图； 图3为本发明用于渔网定位监控系统的监控方法的流程图； 图4为本发明用于渔网定位监控系统的初始化的方法流程图。
具体实施方式
以下结合
本发明的具体实施例。
本发明所公开的渔网定位监控系统的一种实施例，该渔网定位监控系统包含若干网位标1、以及与若干该网位标1无线连接的渔网监控器2。各个网位标1分别安装在本系统所在渔船所监控的各个固定锚上。渔网监控器2作为监控设备，设置在本系统所在的渔船上，实时监控安装在各固定锚上的网位标1的位置信息。
如图1所示，网位标1，即渔网定位跟踪器，其包含有网位标控制模块11，与网位标控制模块11电路连接的网位标无线电模块14，与网位标无线电模块14电路连接的网位标天线15，与网位标控制模块11输出端电路连接的发光装置16，以及网位标电源模块18，与现有技术海救系统的信标机类似。
本发明的网位标1的发明点在于，本网位标1还包含有网位标GPS接收模块12、网位标GPS接收天线13和电源管理模块17。网位标GPS接收模块12的输出端电路连接网位标控制模块11。网位标GPS接收天线13的输出端电路连接网位标GPS接收模块12。电源管理模块17的输出端分别电路连接上述的网位标控制模块11、网位标GPS接收模块12和网位标无线电模块14。上述网位标电源模块18电路连接该电源管理模块17。
网位标GPS接收天线13使用GPS有源天线，可稳定接收卫星GPS信号，本系统使用市面通用GPS有源陶瓷天线。
网位标GPS接收模块12对网位标GPS接收天线13接收的无线信号进行解扩解调， 得到GPS位置信息，本系统的网位标GPS接收模块12使用UBLOX LEA-5S模块。
网位标控制模块11接收网位标GPS接收模块12通过串口发送的GPS位置信息， 并将其按照协议进行编码组帧，等待发送时隙的到来。当发送时隙到来时，将数据送给网位标无线电模块14，本系统中网位标控制模块11使用AVR公司的ATMEGA48单片机，完成控制功能。
网位标无线电模块14接收网位标控制模块11的位置信息数据，将数据进行调制后转换无线电信号送给网位标天线15，本系统中网位标无线电模块14采用ADF7020-1，完成无线电发射功能。
网位标天线15接收网位标无线电模块14发出的有关位置信息的无线电信号，并完成无线电信号的对外辐射，本系统中网位标天线15使用自制天线。
发光装置16由LED组成，网位标控制模块11通过GPS信息判断当前时刻是否为晚上，为晚上则固定间隔控制LED进行闪烁，便于渔船夜间发现网位标1和渔网。
网位标电源模块18为可充电电池，为网位标1工作提供电源。
电源管理模块17将网位标电源模块18提供的电源转换成各模块需要的电源为各模块供电，并检测电池电量，当电池电量不足时通知控制模块将该信息通过无线信号发送给渔网监控器2。同时电源管理模块17还具有充电电路，当外接电源时对电池进行充电，并保护充电电池以免产生过度充电和过度放电现象。
如图2所示，渔网监控器2包含渔网监控器控制模块21、渔网监控器GPS接收模块 22、渔网监控器GPS接收天线23、渔网监控器无线电模块M、渔网监控器天线25、显示模块 26、报警模块27、输入模块28和渔网监控器电源模块四。
渔网监控器GPS接收天线23的输出端电路连接渔网监控器GPS接收模块22，该渔网监控器GPS接收天线23使用GPS有源天线，可稳定接收卫星GPS信号，本系统中使用市面通用GPS有源室外防水天线。
渔网监控器GPS接收模块22的输出端电路连接渔网监控器控制模块21，该渔网监控器GPS接收模块22对渔网监控器GPS接收天线23接收的无线信号进行解扩解调，得到本船当前GPS位置信息、船速、航向等信息，本系统中渔网监控器GPS接收模块22使用UBLOX LEA-5S 模块。
渔网监控器控制模块21通过串口接收渔网监控器GPS接收模块22的GPS位置信息、船速、航向等，并将该信息与无线接收到的网位标GPS位置信息进行对比计算，得到网位标相对本船的距离、方位等，将信息以统一的形式显示在显示模块沈，本系统中渔网监控器控制模块21采用ARMl 1。
渔网监控器天线25电路连接渔网监控器无线电模块对，该渔网监控器天线25用于接收网位标1发射的无线电信号，渔网监控器天线25采用自制玻璃钢天线。
渔网监控器无线电模块M电路连接渔网监控器控制模块21，该渔网监控器无线电模块M用于处理渔网监控器天线25接收的无线电信号，解调后将数据送给渔网监控器控制模块21，本系统中渔网监控器无线电模块M采用ADF7020-1，完成无线电接收功能。
显示模块沈的输入端电路连接渔网监控器控制模块21，该显示模块沈采用液晶显示器，其接收渔网监控器控制模块21的信息，将网位标信息和本船信息以图形和文字的方式显示在屏幕上，并通过颜色、亮度等区分正常的网位标1和异常的网位标1。
报警模块27的输入端电路连接渔网监控器控制模块21，该报警模块27接收渔网监控器控制模块21控制命令工作，当渔网监控器控制模块21接收的对于网位标1的检测信号达到预定报警条件时，控制报警模块27发出蜂鸣报警声音。报警模块27的报警功能主要有以下几种A)距离报警当网位标1与本船之间的距离超过某一设定的阈值时报警。B)移动报警当网位标1漂离其原固定位置的距离超过设定的阈值时报警。C)超速报警 当某网位标1漂流速度过快超过设定的阈值时报警。
输入模块观的输出端电路连接渔网监控器控制模块21，该输入模块观采用键盘输入，通过键盘结合显示信息可对以上所有报警条件进行设置并选择关闭某项报警功能。 通过输入模块观还可以对本系统进行接入密码的设定。
渔网监控器电源模块四的输出端分别电路连接渔网监控器控制模块21、渔网监控器GPS接收模块22、渔网监控器无线电接收模块M、报警模块27和输入模块观。该渔网监控器电源模块四为渔网监控器2提供工作电源。
本渔网定位监控系统还可以兼容现有技术的海救系统，海救系统下包含有的若干个信标机，该信标机与网位标1 一样，可以与本系统的渔网监控器2建立无线连接。信标机包含信标机控制模块，电路连接信标机控制模块的信标机无线电模块，电路连接信标机无线电模块的信标机发射天线，以及信标机电源模块，信标机电源模块分别电路连接信标机控制模块和信标机无线电模块。
此外，为了区分本船和其他船的网位标1，本系统还可通过简单操作完成网位标的本船初始化，来实现区分本船和其他船的网位标1。
如图3并结合图4所示，一种用于渔网定位监控系统的监控方法，该方法包含以下步骤步骤1、本船的渔网定位监控系统进行初始化。
步骤1. 1、输入模块28向渔网监控器2设置本船的渔网定位监控系统与网位标1 之间的接入密码、本船若干网位标1各自的网位标1编号、网位标1与本船之间的距离阈值、网位标1的移动速度阈值，网位标1与其原固定位置的距离阈值，以及设定渔网监控器 2是否接收显示非本船的网位标1的信息。
步骤1.2、渔网监控器2将接入密码信息与各个网位标1的编号信息无线发送至各个本船的渔网定位监控系统下的若干个网位标1。
步骤1.3、各个网位标1无线接收渔网监控器2发送的接入密码信息和相应的网位标(1)编号信息，根据该接入密码信息和网位标1编号信息，完成其网位标1的初始化设置并保存设置。
步骤2、在定位监控工作中，网位标1向外发射无线信号，该信号中包含上述设定接入密码信息、该网位标1的编号信息、网位标1的移动速度信息，以及网位标1的位置信肩、O
步骤3、本船的渔网监控器2无线接收到网位标1发射的无线信号。
步骤4、渔网监控器2判断该信号中所包含的接入密码信息是否通过验证，若是， 则确认该信号来自本船的渔网定位监控系统的网位标1，并跳转到步骤5，若否，则该信号来自非本船的渔网定位监控系统的网位标1，则跳转到步骤4. 1。
步骤4. 1、渔网监控器2判断是否设定为显示非本船的渔网定位监控系统的网位标1信息，若是，则跳转到步骤5，若否，则不接收显示非本船网位标1的位置信息，更方便渔船监控本船的渔网。
步骤5、渔网监控器2根据网位标1向外发射的无线信号获得并显示网位标1位置 fn息ο
步骤6、渔网监控器2判断网位标1与本船之间的距离是否超过阈值，若是，则跳转到步骤6. 1，若否，则跳转到步骤7。
步骤6. 1、渔网监控器2的报警模块27发出告警，并跳转到步骤7。
步骤7、渔网监控器2判断网位标1的移动速度是否超过阈值，若是，则跳转到步骤 7.1，若否，则跳转到步骤8。
步骤7. 1、渔网监控器2的报警模块27发出告警，并跳转到步骤8。
步骤8、渔网监控器2判断网位标1与其原固定位置的距离是否超过阈值，若是，则跳转到步骤8. 1，若否，则继续进行监控，跳转到步骤2。
步骤8. 1、渔网监控器2的报警模块27发出告警，并跳转到步骤2。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种渔网定位监控系统，该系统包含若干网位标(1)、以及与所述网位标(1)无线连接的渔网监控器(2)；所述的网位标(1)包含网位标控制模块(11)，与所述的网位标控制模块(11)电路连接的网位标无线电模块(14)，与所述的网位标无线电模块(14)电路连接的网位标天线(15)； 其特征在于，该网位标(1)还包含网位标GPS接收模块(12)，其输出端电路连接所述的网位标控制模块(11)； 网位标GPS接收天线(13)，其输出端电路连接所述的网位标GPS接收模块(12)； 电源管理模块(17)，其输出端分别电路连接所述的网位标控制模块(11)、网位标GPS 接收模块(12)和网位标无线电模块(14)；以及，网位标电源模块(18 )，其电路连接所述的电源管理模块(17)。
2.如权利要求1所述的渔网定位监控系统，其特征在于，所述的网位标(1)还包含与所述的网位标控制模块(11)输出端电路连接的发光装置(16)。
3.如权利要求1所述的渔网定位监控系统，其特征在于，所述的渔网监控器(2)包含 渔网监控器控制模块(21);渔网监控器GPS接收模块(22)，其输出端电路连接所述的渔网监控器控制模块(21)； 渔网监控器GPS接收天线(23)，其输出端电路连接所述的渔网监控器GPS接收模块 (22)；渔网监控器无线电模块(24 )，其电路连接所述的渔网监控器控制模块(21); 渔网监控器天线(25 )，其电路连接所述的渔网监控器无线电模块(24 )； 显示模块(26 )，其输入端电路连接所述的渔网监控器控制模块(21); 报警模块(27 )，其输入端电路连接所述的渔网监控器控制模块(21); 输入模块(28 )，其输出端电路连接所述的渔网监控器控制模块(21)；以及， 渔网监控器电源模块(29)，其输出端分别电路连接所述的渔网监控器控制模块(21)、 渔网监控器GPS接收模块(22)、渔网监控器无线电接收模块(24)、报警模块(27)和输入模块⑶。
4.如权利要求1所述的渔网定位监控系统，其特征在于，该监控系统还无线连接外接的海救系统的信标机，若干信标机无线连接所述的渔网监控器(2)；所述的信标机包含 信标机控制模块；信标机无线电模块，其电路连接所述的信标机控制模块； 信标机发射天线，其电路连接所述的信标机无线电模块；以及， 信标机源模块，其分别电路连接所述信标机控制模块和信标机无线电模块。
5.一种用于渔网定位监控系统的监控方法，其特征在于，该方法包含以下步骤 步骤1、渔网定位监控系统进行初始化；步骤2、网位标(1)发射无线信号，该信号包含接入密码信息、该网位标(1)的编号信息、网位标(1)的移动速度信息和网位标(1)的位置信息； 步骤3、渔网监控器(2)接收网位标(1)发射的无线信号；步骤4、渔网监控器(2)判断其接入密码信息是否通过验证，若是，则确认该信号来自本船的渔网定位监控系统的网位标(1)，并跳转到步骤5，若否，则该信号来自非本船的渔网定位监控系统的网位标(1)，则跳转到步骤4. 1 ；步骤4. 1、渔网监控器(2)判断是否设定为显示非本船的渔网定位监控系统的网位标 (1)信息，若是，则跳转到步骤5，若否，则不接收显示其位置信息；步骤5、渔网监控器(2)根据网位标(1)的无线信号获得并显示其位置信息； 步骤6、渔网监控器(2)判断网位标(1)与本船之间的距离是否超过阈值，若是，则跳转到步骤6. 1，若否，则跳转到步骤7 ；步骤6. 1、渔网监控器(2)的报警模块(27)发出告警，并跳转到步骤7 ； 步骤7、渔网监控器(2)判断网位标(1)的移动速度是否超过阈值，若是，则跳转到步骤 7.1，若否，则跳转到步骤8;步骤7. 1、渔网监控器(2)的报警模块(27)发出告警，并跳转到步骤8 ； 步骤8、渔网监控器(2)判断网位标(1)与其原固定位置的距离是否超过阈值，若是，则跳转到步骤8. 1，若否，则跳转到步骤2 ；步骤8. 1、渔网监控器(2)的报警模块(27)发出告警，并跳转到步骤2。
6.如权利要求5所述的用于渔网定位监控系统的监控方法，其特征在于，所述步骤1包含以下步骤步骤1. 1、输入模块(28)向渔网监控器(2)设置本船的渔网定位监控系统的接入密码、 网位标(1)编号、网位标(1)与本船之间的距离阈值、网位标(1)的移动速度阈值、网位标 (1)与其原固定位置的距离阈值，以及设定渔网监控器(2)是否接收显示非本船的网位标 (1)的信息；步骤1. 2、渔网监控器(2)将接入密码和网位标(1)编号信息无线发送至本船的渔网定位监控系统的各个网位标(1)；步骤1.3、各个网位标(1)无线接收渔网监控器(2)的接入密码信息和网位标(1)编号信息，完成其初始化设置并保存。
全文摘要
本发明公开了一种渔网定位监控系统，该系统包含若干网位标、以及与网位标无线连接的渔网监控器；网位标包含网位标控制模块，与网位标控制模块电路连接的网位标无线电模块，与网位标无线电模块电路连接的网位标天线；该网位标还包含网位标GPS接收模块，其输出端电路连接网位标控制模块；网位标GPS接收天线，其输出端电路连接网位标GPS接收模块；电源管理模块，其输出端分别电路连接网位标控制模块、网位标GPS接收模块和网位标无线电模块；以及，网位标电源模块，其电路连接电源管理模块。本发明使用专用无线信道将固定锚的GPS定位信息发出，本系统的信道自成回路，不会影响船上其他设备；渔网监控器接收全部锚位的方位信息并将其显示，信息全面。
文档编号G01S19/17GK102495421SQ20111038976
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者严小商, 严鹏, 梁懿 申请人:上海无线电设备研究所