一种船舶的边界控制方法与流程

本发明涉及船舶设计制造领域，具体涉及一种船舶的边界控制方法。

背景技术：

一般而言，船舶的边界控制系统包括管理平台和船舶终端，船舶终端固接于没有发电设备的小型渔船上；其中，船舶终端包括有太阳能充电模块、定位模块、通讯模块和控制模块。

由于小型渔船上没有发电设备，只能依靠太阳能充电模块将太阳能转化为电能的方式对定位模块、通讯模块和控制模块供电，但由于船舶终端本身体积较小，太阳能电池板面积也有限，且海面情况复杂，气候多变，因此充电效率也易受影响，进而使得各个模块只能在低功耗的环境下运行。

其中，定位模块启动后，调用控制模块存储的定位持续期间参数值以确定其与卫星持续交互期间，进而获取定位信息，并发送定位信息至控制模块；通讯模块启动后，接收控制模块发送的定位信息，并将定位信息转发至管理平台，转发后在人为设定期间内接收管理平台发送的参数设定指令，并将参数设定指令转发至控制模块；控制模块接收通讯模块转发的参数设定指令，并存储参数设定指令中的参数值，其中参数值包括定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值中的至少一个；控制模块按定位期间参数值控制定位模块启动并接收定位信息，按定位信息上报期间参数值控制通讯模块启动并向通讯模块发送定位信息；管理平台用于接收并处理通讯模块发送的定位信息以确定船舶与边界间的距离值，根据所述距离值设定定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值中的至少一个，并形成参数设定指令发送给通讯模块；最后，管理平台根据距离值至判断是否报警。

在基于上述的船舶的边界控制系统的基础上，管理平台在船舶与边界的距离值等于第一距离值时将定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值设定为第一定位期间参数值、第一定位持续期间参数值和第一定位信息上报期间参数值。

在上述技术方案中，当船舶远离边界时，只需考虑定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值对能耗的影响，因此，往往会将定位期间参数值和定位上报期间参数值设置的较大，将定位持续期间参数值设置的较小，以降低能耗；

但是，当船舶靠近边界时，上述的技术方案则可能会存在以下问题：(1)由于定位期间参数值和定位信息上报期间参数值过大，导致船舶在已越过边界或离边界很近时，管理平台还来不及反应的漏报情况；(2)由于定位持续期间参数值过小，导致定位模块所获取的定位信息与船舶当前实际所在的位置存在较大偏差，并且恶劣气候的影响下，则会进一步增大定位信息中的船舶所在的位置和船舶实际所在的位置的差距，如图9所示，定位信息可能显示船舶已经越过边界而船舶实际没有越过边界，这是管理平台就会发出误报。

因此，鉴于上述原因，关于低功耗船舶在靠近边界时如何解决漏报或误报的问题还有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种船舶的边界控制方法，以提高无电源船舶在靠近边界时船舶定位的准确性和及时性，进而避免管理平台误报或漏报情况的发生。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种船舶的边界控制方法(第一技术方案)，用于控制无电源的船舶，并基于船舶的边界控制系统，所述船舶的边界控制系统包括船舶终端和管理平台；所述船舶终端固接于船体，包括太阳能充电模块、定位模块、通讯模块和控制模块；所述太阳能充电模块将太阳能转化为电能，用于对定位模块、通讯模块和控制模块供电；所述定位模块启动后，调用控制模块存储的定位持续期间参数值以确定其与卫星的持续交互期间，进而获取定位信息，并发送定位信息至控制模块；所述通讯模块启动后，接收控制模块发送的定位信息，并将定位信息转发至管理平台，转发后在人为设定期间内接收管理平台发送的参数设定指令，并将参数设定指令转发至控制模块；所述控制模块接收通讯模块转发的参数设定指令，并存储参数设定指令中的参数值，所述参数值包括定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值中的至少一个；所述控制模块按定位期间参数值控制定位模块启动并接收定位信息，按定位信息上报期间参数值控制通讯模块启动并向通讯模块发送定位信息；所述管理平台用于接收并处理通讯模块发送的定位信息以确定船舶与边界间的距离值，根据所述距离值设定定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值中的至少一个，并形成参数设定指令发送给通讯模块；且所述管理平台还根据所述距离值判断是否报警；所述边界控制方法包括：当船舶与边界间的距离值大于第一距离值时，管理平台将定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值设定为第一定位期间参数值、第一定位持续期间参数值和第一定位信息上报期间参数值，并形成参数设定指令发送至通讯模块；当船舶与边界间的距离值小于或等于第一距离值时，管理平台将第一定位期间参数值设定为第二定位期间参数值，并形成参数设定指令发送至通讯模块；所述第二定位期间参数值小于第一定位期间参数值；当船舶与边界间的距离值小于或等于第二距离值时，管理平台发出报警；所述第二距离值小于第一距离值。

基于第一技术方案，还设有第二技术方案，在第二技术方案中，当船舶与边界间的距离值小于或等于第一距离值时，管理平台还将第一定位持续期间参数值设定为第二定位持续期间参数值，并形成参数设定指令发送至通讯模块；所述第二定位持续期间参数值大于第一定位持续期间参数值。

基于第二技术方案，还设有第三技术方案，在第三技术方案中，当船舶与边界间的距离值小于或等于第一距离值时，管理平台还将第一定位信息上报期间参数值设定为第二定位信息上报期间参数值；所述第二定位信息上报期间参数值小于第一定位信息上报期间参数值。

基于第一、第二或第三技术方案，还设有第四技术方案，在第四技术方案中，管理平台在收到定位信息后，判断收到的定位信息是否可信，只有可信的定位信息才可用于计算船舶与边界间的距离值，具体判定定位信息是否可信的步骤如下：步骤1：如连续人为设定次数的定位信息均相同，则为可信的定位信息；如不满足此条件则进行步骤2；步骤2：如待判断的定位信息的定位时间与上一可信的定位信息的定位时间的时差与船舶的最大航速的乘积大于上一可信定位信息中船舶所在位置与待判断的定位信息中船舶所在位置的距离值，则该待判断的定位信息为可信的定位信息，反之，则为不可信的定位信息。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：

1、通过设置管理平台在船舶与边界间的距离值大于第一距离值时，将定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值设定为第一定位期间参数值、第一定位持续期间参数值和第一定位信息上报期间参数值，在船舶与边界间的距离值小于或等于第一距离值时，将第一定位期间参数值设定为第二定位期间参数值，且第二定位期间参数值小于第一定位期间参数值，以使得船舶在靠近边界时定位模块与卫星之间的交互变得更加频繁，较远离边界时相比，船舶在靠近边界时同样的时间段内能够获取更多的定位信息，如此一来，则可有效避免船舶已越过边界但因定位期间过长，定位模块还未与卫星进行交互获取定位信息的漏报情况，还可避免因定位期间过长导致所获取的定位信息与船舶实际情况存在较大偏差，进而造成船舶还未到达边界就发出报警的误报情况；

因此，此在船舶靠近边界时缩短定位期间参数值的设置，不仅有利于提高船舶的定位精度，且符合船舶在低功耗的前提下减少船舶误报和漏报问题的需求。

2、通过进一步设置管理平台在船舶与边界间的距离值小于或等于第一距离值时，将第一定位持续期间参数值设定为第二定位持续期间参数值，且第二定位持续期间参数值大于第一定位持续期间参数值，以使定位模块能够与卫星进行更长时间的交互，进而获取更准确的定位信息；

因此，此在船舶靠近边界时延长定位持续期间参数值的设置，有利于进一步提高船舶的定位精度。

3、通过进一步设置管理平台在船舶与边界间的距离值小于或等于第一距离值时，将第一定位信息上报期间参数值设定为第二定位信息上报期间参数值，且第二定位信息上报期间参数值小于第一定位信息上报期间参数值，以使得通讯模块能够更加及时地将定位信息上报至管理平台，进而避免控制模块中存储的部分定位信息在上报时，其存储的部分定位信息已经失去了时效性，即等到定位信息上报期间到来时，船舶已越过边界的情况；

因此，此在船舶靠近边界时缩短定位信息上报期间的设置，有利于提高船舶边界报警的及时性，进而减少漏报和误报情况的发生。

4、通过设置只有可信的定位信息才可用于计算船舶与边界间的距离值，并设定如连续人为设定次数的定位信息均相同时，才为可信的定位信息，不满足此条件的待判断的定位信息只有在其定位时间与上一可信的定位信息的定位时间的时差与船舶的最大航速的乘积大于上一可信定位信息中船舶所在位置与待判断的定位信息中船舶所在位置的距离值时，才为可信的定位信息，并且设置只有可信的定位信息才可用于船舶与边界间的距离值，以滤除不可信的定位信息；

因此，此判定定位信息是否可信方法，进一步提高了船舶的定位精度，有效地防止了对于误报和漏报情况的发生有一定的帮助。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例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发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，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为本发明实施例的关系示意图；

图2为第一处理器电连接关系示意图；

图3为第二处理器电连接关系示意图；

图4为高性能处理器唤醒电路示意图；

图5为太阳能板充电电路示意图；

图6为锂电池充电电路示意图；

图7为定位模块电路示意图；

图8为通讯模块电路示意图；

图9为船舶的定位轨迹和边界的关系示意图。

主要附图标记说明：

船舶终端1、太阳能充电模块11、定位模块12、通讯模块13、控制模块14、管理平台2。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

如图1所示，本发明实施例基于一种船舶的边界控制系统实现，该船舶的边界控制系统包括船舶终端1和管理平台2；其中，船舶终端1固接于船体，而管理平台2则一般设置于岸上的渔业监督部门或边防部门；这里所说的船舶，是指无电源的船舶，即不带发电设备的低功耗渔船，例如舢板等。

所述的船舶终端1包括控制模块14、太阳能充电模块11、定位模块12和通讯模块13；

所述的控制模块14包括第一处理器和第二处理器，其中，所述的第一处理器属于小功耗处理器，如图2所示，在本实施例中，采用芯片u6，具体型号为nrf51822；第二处理器2属于高性能处理器，如图3所示，在本实施例中，采用芯片u1，具体型号为stm32f107vct6，且第一处理器的功耗小于第二处理器2。

第一处理器通过控制太阳能充电模块11向第二处理器供电来唤醒第二处理器。具体的电路如图4所示。在图4中，第一处理器的第41管脚发出控制信号cpu_3v3_en，该控制信号用于控制太阳能充电模块11的一个芯片u4使能，芯片u4的具体型号为rt8008。在芯片u4工作时，电池电源vbat转换为供第二处理器2工作的电源cpu_3v3。通过这种方式，第一处理器得以唤醒第二处理器2。

所述太阳能充电模块11将太阳能转化为电能，用于对定位模块12、通讯模块13和控制模块14的供电。

在本实施例中，太阳能充电模块11包括太阳能板充电电路和锂电池充电电路，其中，太阳能为锂电池充电的电路如图5和图6所示，需要指出的是，在图6中，锂电池充电电路向第一处理器的第14管脚发送信号bat_adc，以使第一处理器能够实时监测锂电池的电压。电压信息又在第一处理器唤醒第二处理器后，由第一处理器的第20管脚发出信号tx_2.4g至第二处理器的第79管脚，供第二处理器进一步处理。

所述的定位模块12和第二处理器电连接，用于处理并存储定位模块12发送的定位信息。图7示出了定位模块12电路图，定位模块12中芯片u7采用max-m8型号，其第2管脚通过信号cpu_rx_gps发送定位信息至第二处理器的第83管脚。

所述的通讯模块13和第二处理器电连接，如图8所示，通讯模块13采用gprs通信芯片cm180，通信芯片的第11、12、13、14和16管脚分别接第二处理器的第55、56、59、58和54管脚，以实现第二处理器和管理平台2的信息互通。

在实际工作时，控制模块14接收通讯模块13转发的参数设定指令，并存储参数设定指令中的参数值，其中，参数值包括定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值中的至少一个；

控制模块14按定位期间参数值控制定位模块12启动并接收定位信息，按定位信息上报期间参数值控制通讯模块13启动并向通讯模块13发送定位信息。

定位模块12启动后，调用控制模块14存储的定位持续期间参数值以确定其与卫星的持续交互期间，进而获取定位信息，并发送定位信息至控制模块14。

通讯模块13启动后，接收控制模块14发送的定位信息，并将定位信息转发至管理平台2，转发后在人为设定期间内接收管理平台2发送的参数设定指令，并将参数设定指令转发至控制模块14，在本实施例中，此处所指的人为设定时间为5s；

管理平台2用于接收并处理通讯模块13发送的定位信息以确定船舶与边界间的距离值，根据所述距离值设定定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值中的至少一个，并形成参数设定指令发送给通讯模块13；且所述管理平台2还根据所述距离值判断是否报警。

在本发明中，基于上述的船舶的边界控制系统的边界控制的方法包括：

管理平台2根据通讯模块13发送的定位信息以确定船舶与边界间的距离值，并在接收到定位信息后，判断收到的定位信息是否可信，只有可信的定位信息才可用于计算船舶与边界间的距离值，具体判定步骤如下：

步骤1：如连续人为设定次数的定位信息均相同，则为可信的定位信息；如不满足此条件则进行步骤2；在本实施例中，此处所指的人为设定次数为3次；

步骤2：如待判断的定位信息的定位时间与上一可信的定位信息的定位时间的时差与船舶的最大航速的乘积大于上一可信定位信息中船舶所在位置与待判断的定位信息中船舶所在位置的距离值，则该待判断的定位信息为可信的定位信息，反之，则为不可信的定位信息，在本实施例中，船舶的最大航速为10海里/小时。

当船舶与边界间的距离值大于第一距离值时，管理平台2将定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值设定为第一定位期间参数值、第一定位持续期间参数值和第一定位信息上报期间参数值，并形成参数设定指令发送至通讯模块13；

当船舶与边界的距离值小于或等于第一距离值时，管理平台2将第一定位期间参数值、第一定位持续期间参数值和第一定位信息上报期间参数值分别对应设定为第二定位期间参数值，第二定位持续期间参数值和第二定位信息上报期间参数值，并形成参数设定指令发送至通讯模块13，需要指出的是，此处的第二定位期间参数值小于第一定位期间参数值，第二定位持续期间参数值大于第一定位持续期间参数值，第二定位期间上报信息参数值小于第一定位信息上报期间参数值；当船舶与边界间的距离值小于或等于第二距离值时，管理平台2发出报警；此处所指的第二距离值小于第一距离值；

当船舶与边界间的距离值小于或等于第二距离值时，管理平台2发出报警，且第二距离值小于第一距离值，在本实施例中，第一距离值为20公里，第二距离值为5公里，第一定位期间参数值为15min，第二定位期间参数值为5min，第一定位持续期间参数值为10s，第二定位持续期间参数值为20s，第一定位信息上报期间为5min，第二定位信息上报期间为2min；

以下以一具体实施例为例进行说明：

当船舶与边界的距离值大于20公里时，管理平台2根据该距离值将定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值分别设定为15min，10s和5min,并形成参数设定指令通过通讯模块13转发至控制模块14；

控制模块14在接收通讯模块13转发的参数设定指令后，对参数设定指令中的定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值进行存储，并按定位期间参数值控制定位模块12每隔15min启动一次，按定位信息上报期间控制通讯模块13每隔5min启动一次；

定位模块12启动后，调用控制模块14的定位持续期间参数值，进而与卫星的持续交互期间10s，以获取定位信息，并将所获取的定位信息发送至控制模块14；

通讯模块13启动后，接收控制模块14发送的定位信息，并将定位信息转发至管理平台2，并待机5s，以接收管理平台2发送的参数设定指令；

管理平台2在收到定位信息后，对收到定位信息是否可信进行判断，并只将可信的定位信息用于计算船舶与边界的距离值，如连续3次收到的定位信息均相同，则为可信的定位信息，如不满足此条件，则将待判断的定位信息的定位时间与上一可信的定位信息的定位时间的时差与船舶的最大航速的乘积大于上一可信定位信息中船舶所在位置与待判断的定位信息中船舶所在位置的距离值，则该待判断的定位信息为可信的定位信息，反之，则为不可信的定位信息；如此一来，则可有效滤除不可信的定位信息，以提高船舶的定位精度；

其中，当管理平台2根据通讯模块13发送的定位信息，计算出船舶与边界的距离值小于或等于20公里时，管理平台2根据该距离值将定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值分别设定为5min，20s和2min,并形成参数设定指令发送至通讯模块13，通讯模块13将接收的参数设定指令转发至控制模块14；

控制模块14在接收通讯模块13转发的参数设定指令后，对参数设定指令中的定位期间参数值、定位持续期间参数值和定位信息上报期间参数值进行存储，并按定位期间参数值控制定位模块12每隔5min启动一次，按定位信息上报期间控制通讯模块13每隔2min启动一次；此时，由于定位期间参数值变小了，因此船舶在靠近边界时，定位模块12与卫星之间的交互变得更加频繁，较远离边界时相比，船舶在靠近边界时同样的时间段内能够获取更多的定位信息，如此一来，则可有小避免船舶则可有效避免船舶已越过边界但因定位期间过长，定位模块12还未与卫星进行交互获取定位信息的漏报情况，还可避免因定位期间过长导致所获取的定位信息与船舶实际情况存在较大偏差，进而造成船舶还未到达边界就发出报警的误报情况，此设置提高了船舶定位的准确性；由于定位信息上报期间变小了，因此通讯模块13能过更加及时地将定位信息上报至管理平台2，进而进而避免控制模块14中存储的部分定位信息在上报时，其存储的部分定位信息已经失去了时效性，即等到定位信息上报期间到来时，船舶已越过边界的情况，此设置提高了船舶定位的及时性。

定位模块12启动，调用控制模块14存储的定位持续期间参数值，进而与卫星的持续交互期间10s，以获取定位信息，并将所获取的定位信息发送至控制模块14；此时，由于定位模块12与持续交互的时间变长了，使得定位模块12所获取的定位信息更加的准确，此设置进一步提高了船舶定位的准确性。

当船舶与边界间的距离值小于或等于5公里时，管理平台2发出报警。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。