述传感器节点由传感器单元、处理单元、无线收发单元和电源单元组成；传感器单元由传感器和模/数转换模块组成；处理单元由处理器、存储器等嵌入式系统构成；无线收发单元由无线收发模块组成；电源采用微型电池。
[0118]本领域技术人员理解，所述无线传感器网络由终端节点、路由节点和汇聚节点组成，终端节点将负责控制传感器并将数据发送给路由节点或汇聚节点，路由节点除具有终端节点的功能外还可以对数据进行路由转发，汇聚节点负责将终端节点和路由节点收集的数据传输给船载终端。
[0119]进一步地，本发明通过采用无线传感器网络和移动智能终端实现对船舶的远程监控，实现了船舶安全监控的自动化和实时化。本发明能够远程监控船舶状态、实时获取监控区域的相关数据，当出现异常情况时可以在远程作出应急操作。这样既能减少不必要的人员伤亡又能够让管理人员实时掌握关键的数据，大大减小了危害发生的可能性，提高船舶安全管理水平。
[0120]进一步地，所述无线传感器网络使用基于分层的体系结构，这种网络结构正好适合船舶的环境特点，以作业区域的划分来确定子网络的结构，从而可以根据区域的不同来配置不同类型的传感器，进而降低部署的成本。在船舶控制室配置本系统的船载终端用以接收处理从网络传来的信息，并且进行分析、存储和转发，当某些参数超过一定的限值时能够自动报警。卫星通信终端可以将无线传感器网络获取的数据进行整合后发送给陆上安全、控制部门，这对于船舶的驾驶安全、消防安全、货物安全都具有十分重要的意义。本发明能够远程监控船舶状态、实时获取监控区域的相关数据，从而及早发现船舶隐患，采取措施以防患于未然，从而可以极大地提高船舶的安全系数，更好地保证船舶的人员和财产安全。
[0121]进一步地，所述系统的传感器网络使用分层的网络结构，在这种体系结构中每个子传感网分别负责一个作业区域(集装箱、甲板、舱室)的监测工作。各个子网络的数据经路由节点和汇聚节点后汇集到船载终端。具体的工作流程如下:
[0122](I)终端传感器节点采集所在区域的水温、空气温湿度、可燃性气体等环境参数，经路由节点和汇聚节点转发到船载终端；
[0123](2)船载终端对环境数据进行分析、存储，并根据需求决定是否向移动智能终端和卫星通信终端转发数据；
[0124](3)若船载终端发现环境参数出现异常，如可燃性气体超标，则发出警报，并可以做出远程断开可燃性气体超标区域的电源，防止火灾的发生。
[0125](4)若船载终端向移动智能终端开放权限，则船载终端具有与船载终端一样的功能(连接卫星终端功能除外)。
[0126](5)若船载终端通过船上的卫星通信终端转发数据，则远方的卫星通信终端持有者也可以在第一时间获取船上的第一手数据。
[0127]这里，所述传感器网络采用Zigbee通信协议，汇聚节点与船载终端采用USB接口进行通信，船载终端与移动智能终端采用ISM频段进行通信，船载终端与卫星通信终端通过ISDN接口与卫星通信终端相连接，卫星通信终端则可以选用海事卫星的通信终端。
【主权项】
1.一种基于无线传感器网络的远洋船舶安全监控系统，其特征在于，至少包括无线传感器网络(I)、船载终端(2)、移动智能终端(3)，所述无线传感器网络(I)与所述船载终端(2)通信连接，所述船载终端(2)与所述移动智能终端(3)通信连接，且所述船载终端(2)还与至少一个卫星通信终端(4)通信连接。2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述无线传感器网络(I)由多个传感器节点(11)组成，所述传感器节点(11)分为终端节点(111)、路由节点(112)以及汇聚节点(113)，所述终端节点(111)分别与所述路由节点(112)以及汇聚节点(113)通信连接，所述汇聚节点(113)与所述船载终端(2)通信连接。3.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述终端节点(111)、路由节点(112)以及汇聚节点(113)均由传感器单元(12)、处理单元(13)、无线收发单元(14)以及电源单元(15)组成，所述电源(15)分别与所述传感器单元(12)、处理单元(13)、无线收发单元(14)电连接，所述处理单元(13)分别与所述传感器单元(12)以及无线收发单元(14)通信连接，所述无线收发单元(14)在工作状态下提供无线传感器网络(I)的正常工作以及移动智能终端(3)的信息收发。4.根据权利要求3所述的安全监控系统，其特征在于，所述传感器单元(12)包括传感器(121)以及模数转换模块(122)。5.根据权利要求3或4所述的安全监控系统，其特征在于，所述处理单元(13)包括处理器(131)以及存储器(132)。6.根据权利要求3至5中任一项所述的安全监控系统，其特征在于，所述无线收发单元(14)由无线收发模块组成。7.根据权利要求3至6中任一项所述的安全监控系统，其特征在于，所述电源(15)为微型电源。8.根据权利要求2至7中任一项所述的监控系统，其特征在于，所述传感器节点(11)用于采集环境参数，所述环境参数通过所述汇聚节点(113)传输给所述船载终端(2)。9.根据权利要求8所述的安全监控系统，其特征在于，所述环境参数包括如下种类中的任一种或任多种: -温度； -湿度； -噪声； -光强度； -压力； -加速度；或者 -方向。10.根据权利要求2至9中任一项所述的安全监控系统，其特征在于，所述传感器节点(11)被分布于所述远洋船舶的集装箱、甲板和/或船舱。11.根据权利要求1至10中任一项所述的安全监控系统，其特征在于，在工作状态下，所述无线传感器网络(I)将环境参数发送给所述船载终端(2)，所述船载终端(2)对所述环境参数进行分析、存储，并将其发送给移动智能终端(3)以及所述卫星通信终端(4)。12.根据权利要求1至11中任一项所述的监控系统，其特征在于，还包括至少一个卫星通信终端(4)，所述卫星通信终端(4)分为卫星通信终端船载端(41)以及卫星通信终端地面端(42)，所述卫星通信终端船载端(41)分别与所述船载终端(2)以及卫星通信终端地面端(42)通讯连接。13.一种用于根据权利要求1至12中任一项所述的远洋船舶安全监控系统中对船舶安全进行监控的控制方法，其特征在于，包括如下步骤: a、所述传感器节点采集所述环境参数； b、所述传感器节点将所述环境参数传输给所述船载终端； C、所述船载终端处理所述环境参数； d、若所述船载终端发现异常参数，发出警报，并断开电源； e、所述船载终端将所述异常参数发送给移动智能终端以及所述卫星通信终端； f、所述船载终端实时采集所述环境参数，直到所述环境参数恢复正常，取消警报。14.根据权利要求13所述的安全监控系统，其特征在于，在所述步骤a之前，还包括步骤: 1、对远洋船舶作业区域进行划分； i1、对所述传感器节点进行编号； i i 1、将所述编号传感器节点进行定位处理。15.根据权利要求14所述的安全监控系统，其特征在于，在所述步骤a中，包括如下步骤: al、所述终端节点以及所述路由节点采集所述环境信息； a2、所述终端节点以及所述路由节点将所述环境信息转化为环境参数； a3、所述终端节点以及所述路由节点将所述环境参数传输给汇聚节点； a4、所述汇聚节点将环境参数进行整合。16.根据权利要求13所述的安全监控系统，其特征在于，所述步骤c还包括如下步骤: c 1、所述船载终端将所述环境参数发送给所述卫星通信终端； c2、所述卫星通信终端接收所述环境参数数据； c3、所述卫星通信终端处理所述环境参数数据； c4、所述卫星通信终端将所述环境参数数据发送给控制信息中心。17.根据权利要求10或11所述的安全监控系统，其特征在于，在所述步骤c之后，还包括如下步骤: 1、移动智能终端发出请求信息； I1、移动智能终端与所述船载终端产生通信； II1、船载终端将实时环境参数发送给所述移动智能终端； IV、移动智能终端接收所述实时环境参数。18.根据权利要求12所述的安全监控系统，其特征在于，在所述e之后，还包括如下步骤: er、所述移动智能终端接收所述异常参数，同时向所述船载终端发出控制指令。
【专利摘要】本发明提供了一种基于无线传感器网络的远洋船舶安全监控系统，至少包括无线传感器网络(1)、船载终端(2)、移动智能终端(3)，所述无线传感器网络(1)与所述船载终端(2)通信连接，所述船载终端(2)与所述移动智能终端(3)通信连接，且所述船载终端(2)还与至少一个卫星通信终端(4)通信连接。本发明采用无线传感器网络和移动智能终端实现对船舶的远程监控，实现了船舶安全监控的自动化和实时化，减少了不必要的人员伤亡又能够让管理人员实时掌握关键的数据，大大减小了危害发生的可能性，提高船舶安全管理水平。
【IPC分类】H04W84/18, G08C17/02
【公开号】CN105046915
【申请号】CN201510500256
【发明人】王洋, 梁旭文, 叶周
【申请人】王洋
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月14日