一种渔业电子船牌的制作方法

1.本实用新型涉及标识牌，特别是涉及一种渔业电子船牌。


背景技术：

2.船牌是用于船体上，标识船只信息的牌照。电子船牌是基于物联网无源射频识别(rfid)技术的细分、延伸及提高的一种应用。它的基本技术措施是：利用rfid高精度识别、高准确采集、高灵敏度的技术特点，在船舶上装有一枚rfid电子船牌，将该rfid电子船牌作为船舶信息的载体，由设置在渔船监管系统内的射频识别读写器对各船舶电子船牌上的数据进行采集或写入，达到对船舶实施“实时、实效”的管理的目的，尤其是防止渔船进行违规操作。
3.目前的电子船牌一般都是直接通过螺栓固定安装在船体上的，可以直接通过扳手或者螺丝刀等直接将其拆下，防拆卸的效果十分差，存在渔船容易躲避监管实施违规操作的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种渔业电子船牌，能够防止船牌被随意拆卸，确保监管系统能够对渔船实施有效监管，排查“三无”渔船，提高海上执法的时效性和覆盖面。
5.为此，本实用新型提供了以下技术方案：
6.本实用新型提供了一种渔业电子船牌，包括：分别固定在渔船两侧的主船牌和副船牌；
7.所述主船牌包括主船牌报警器、主船牌控制器、主船牌存储器、主船牌rfid射频模块以及主船牌电源模块；主船牌控制器分别与主船牌rfid射频模块、主船牌存储器以及主船牌报警器电连接；主船牌rfid射频模块用于收发射频信号；主船牌电源模块分别为主船牌控制器、主船牌rfid射频模块、主船牌存储器以及主船牌报警器供电；
8.所述副船牌包括副船牌报警器、副船牌控制器、副船牌存储器、副船牌rfid射频模块以及副船牌电源模块；副船牌控制器分别与副船牌rfid射频模块、副船牌存储器以及副船牌报警器电连接；副船牌rfid射频模块用于收发射频信号；副船牌电源模块分别为副船牌控制器、副船牌rfid射频模块、副船牌存储器以及副船牌报警器供电。
9.进一步地，所述主船牌控制器为2.4g射频通信模块；所述副船牌控制器为2.4g射频通信模块。
10.进一步地，所述主船牌通过防伪的防拆螺丝与渔船一侧固定；所述副船牌通过防伪的防拆螺丝与渔船另一侧固定。
11.进一步地，所述主船牌包括金属船牌与底盒，所述金属船牌与底盒之间设置有第一感应电容；
12.所述副船牌包括金属船牌与底盒，所述金属船牌与底盒之间设置有第二感应电容。
13.进一步地，船长大于24米的渔业船舶1400*330mm，船长在12至24米之间渔业船舶1000*300mm，船长小于12米的渔业船舶600*200mm，所述主船牌和所述副船牌的厚度不超过35mm。
14.进一步地，所述主船牌电源模块包括第一太阳能板、第一充电电路和第一可充电电池；所述副船牌电源模块包括第二太阳能板、第二充电电路和第二可充电电池。
15.进一步地，所述主船牌的材质为铝合金；所述副船牌的材质为铝合金。
16.进一步地，所述主船牌为蓝底白字，字体为仿宋体；所述副船牌为蓝底白字，字体为仿宋体。
17.进一步地，所述主船牌内设置有6轴运动传感器。
18.进一步地，所述主船牌还包括定位模块，所述定位模块为北斗gps双模定位模块。
19.进一步地，所述主船牌和所述副船牌上的标识利用稀土元素激活的碱土铝酸盐、硅酸盐材料加工而成。
20.本实用新型的优点和积极效果：
21.本实用新型中的渔业电子船牌包括由主船牌和副船牌共同构成的一套船牌，通过主船牌与副船牌之间的通信连接，确定主副船牌是否被单一拆卸，支持主副船牌单一拆卸报警，防止渔船套牌。
22.本实用新型中的渔业电子船牌支持船牌物理防拆卸，采用防伪的防拆螺丝，一旦破坏，无法用其他螺丝替代；
23.本实用新型中的渔业电子船牌支持电子船牌与渔船固定处的防拆卸，采用焊接+电子铅封技术，一旦拆卸无法复原。
24.本实用新型中的渔业电子船牌支持金属船牌与底盒之间防拆卸，采用电容感应技术，防止私自更换船牌。
25.综上，本实用新型中的渔业电子船牌能够防止船牌被随意拆卸，确保监管系统能够对渔船实施有效监管，排查“三无”渔船，提高海上执法的时效性和覆盖面。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例中渔业电子船牌的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例中主船牌的结构示意图；
29.图3为本实用新型实施例中主船牌的内部组成结构示意图；
30.图4为本实用新型实施例中2.4g射频通信模块的电路原理图；
31.图5为本实用新型实施例中蓝牙低功耗cpu电路原理图；
32.图6为本实用新型实施例中太阳能充电电路原理图；
33.图7为本实用新型实施例中锂电池入口电路原理图；
34.图8为本实用新型实施例中船牌姿态检测芯片的电路原理图；
35.图9为本实用新型实施例中全网通数据通信模块的电路原理图。
具体实施方式
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都应当属于本实用新型保护的范围。
37.如图1-3所示，本实用新型公开的渔业电子船牌包括主船牌和副船牌，主船牌和副船牌的外形结构相同，均由金属船牌和底盒组成，材质为铝合金，通过冲压技术形成。底盒，也就是外框箱体，为1.0mm镀锌板焊接长方体烤漆正面带20mm折边内框骨架，2.0镀锌管焊接方形框。背板用镀锌板和方框内侧焊接，留出部分管体，方便与船体焊接；整体外框、内框部分表面烤漆，外框上方带斜面，最高点为330mm。金属船牌为蓝底白字，字体为仿宋体。金属船牌上的标志(包括数字和文字)是利用稀土元素激活的碱土铝酸盐、硅酸盐材料加工而成，具有蓄光-发光功能，即亮处吸收日光、灯光、环境杂散光等各种可见光，黑暗处即可自动持续发光，给人们黑暗中更多的信息指示。蓄光自发光型标志，它无需电源，经中国计量科学院检测，该产品无毒、无放射、化学性能稳定。激发条件低：蓄光自发光标志对激发光源要求特别低，当普通荧光灯作为光源时，光强为25lx即可作为激发光源，而一般建筑里的光强可达到500-600lx，因此，阳光、普通照明、环境杂光都可作为激发光源。船牌的尺寸具体为：船长大于24米的渔业船舶1400*330mm，船长在12至24米之间渔业船舶1000*300mm，船长小于12米的渔业船舶600*200mm，主船牌和副船牌的厚度不超过35mm。
38.主船牌的内部主要包括主船牌报警器、主船牌控制器、主船牌存储器、主船牌rfid射频模块以及主船牌电源模块；主船牌控制器分别与主船牌rfid射频模块、主船牌存储器以及主船牌报警器电连接。主船牌rfid射频模块可以采用如图4所示的2.4g射频通信模块，其中采用的2.4g无线射频rfid射频芯片为si24r1，用于实现rfid射频信号的传输。当然，也可以采用现有技术中的其他rfid射频模块作为通信模块，还可以增设与rfid射频模块连接的rfid射频天线，从而实现rfid射频信号的传输，rfid射频天线可以由射频线圈构成。主船牌存储器采用现有的存储芯片，用于存储rfid编号。主船牌控制器可以采用如图5所示的蓝牙低功耗cpu，该cpu通过spi接口与2.4g射频通信模块连接，确定副船牌是否在附近，失联则通过报警器报警。当然，也可以采用现有技术中的其他cpu作为控制器，如stc15w200s系列单片机及其外围电路。主船牌电源模块包括第一太阳能板、第一充电电路和第一可充电电池，优选地，第一可充电电池为锂电池，太阳能充电和锂电池入口的电路原理图如图6和图7所示，利用太阳能为可充电电池进行充电，从而为主船牌控制器、主船牌rfid射频模块、主船牌存储器以及主船牌报警器供电，实现主船牌的自供电，太阳能板与锂电池结合供电模式，能够实现无光照续航时间大于1个月。进一步地，主船牌还包括如图9所示4g全网通模块，cpu通过串口与4g全网通模块连接，通过协议与服务器收发数据，可以实现将报警信号发送至服务器。其中，4g全网通模块的工作参数如表1所示：
39.表1
[0040][0041]
副船牌内部包括副船牌报警器、副船牌控制器、副船牌存储器、副船牌rfid射频模块以及副船牌电源模块；副船牌控制器分别与副船牌rfid射频模块、副船牌存储器以及副船牌报警器电连接。与主船牌中结构相类似，副船牌rfid射频模块可以采用如图4所示的2.4g射频通信模块，其中采用的2.4g无线射频rfid射频芯片为si24r1，用于实现rfid射频信号的传输。当然，也可以采用现有技术中的其他rfid射频模块作为通信模块，还可以增设与rfid射频模块连接的rfid射频天线，从而实现rfid射频信号的传输，rfid射频天线可以由射频线圈构成。副船牌存储器采用现有的存储芯片，用于存储rfid编号。副船牌控制器可以采用如图5所示的蓝牙低功耗cpu，该cpu通过spi接口与2.4g通信模块连接，确定副船牌是否在附近，失联则通过报警器报警，并向服务器发送报警信息。当然，也可以采用现有技术中的其他cpu作为控制器，如stc15w200s系列单片机及其外围电路。副船牌电源模块包括第二太阳能板、第二充电电路和第二可充电电池，优选地，第二可充电电池为锂电池，太阳能充电和锂电池入口的电路原理图如图6和图7所示，利用太阳能为可充电电池进行充电，从而为副船牌控制器、副船牌rfid射频模块、副船牌存储器以及副船牌报警器供电，实现副船牌的自供电，太阳能板与锂电池结合供电模式，能够实现无光照续航时间大于1个月。
[0042]
本实用新型公开的渔业电子船牌在使用时，将主船牌通过焊接和电子铅封技术固定于渔船左侧，将副船牌通过焊接和电子铅封技术固定于渔船右侧，主船牌和副船牌在启动后，由主船牌控制器、主船牌rfid射频模块、副船牌rfid射频模块以及副船牌控制器构成相互通信的通信电路结构。
[0043]
由副船牌控制器通过副船牌rfid射频模块定期发送带有rfid卡号的数据信息；主船牌控制器通过主船牌rfid射频模块实时接收带有rfid卡号的数据信息；主船牌控制器在接收到带有rfid卡号的数据信息后，解析获得rfid卡号，并与主船牌存储器中存储的rfid
卡号进行比对，若比对结果相一致，则判定副船牌还在通信范围内(如20米)，同时由主船牌控制器通过主船牌rfid射频模块向副船牌反馈确认信息；副船牌控制器通过副船牌rfid射频模块接收到确认信息后，进入定时休眠状态3秒钟；在休眠唤醒后再由副船牌控制器通过副船牌rfid射频模块发送带有rfid卡号的数据信息，进入下一轮通信；若副船牌控制器一直未收到确认信息，则主船牌设备保持唤醒状态，每间隔1秒发送一次带有rfid卡号的数据信息，若在10秒后还未收到确认信息，则由副船牌控制器控制副船牌报警器发出声光报警。
[0044]
若主船牌控制器在设定的时间间隔内未接收到带有rfid卡号的数据信息，例如设定的时间间隔为10秒，则判定副船牌设备已不在通信范围内，即表明副船牌已经与主船牌失联；若主船牌控制器在设定的时间间隔(10秒)接收到的各个带有rfid卡号的数据信息中解析获得rfid卡号与主船牌存储器中存储的rfid卡号不一致，则同样判定副船牌已不在通信范围内(如20米)，即表明副船牌已经与主船牌失联；在确认副船牌失联后，由主船牌控制器控制主船牌报警器发出声光报警，并向服务器发送报警信号。
[0045]
本实用新型中的渔业电子船牌包括由主船牌和副船牌共同构成的一套船牌，通过主船牌与副船牌之间的通信连接，确定主副船牌是否被单一拆卸，支持主副船牌单一拆卸报警。
[0046]
这里需要说明的是，利用主从设备中的控制器、存储器、通信模块以及报警器形成的电路结构实现对主从设备的通信失联报警，属于现有技术，本实用新型的创新在于：将单一结构的电子船牌设计为包括主船牌和副船牌的一套船牌，将主船牌对应为主设备，将副船牌对应为从设备，分别在主船牌和副船牌内布置实现对主从设备的通信失联报警的各硬件模块，利用这些硬件模块实现主副船牌的单一拆卸报警，并未对实现主从设备的失联报警的具体控制过程进行改进。
[0047]
为了进一步实现电子船牌防拆卸，本实用新型提供的渔业电子船牌，支持船牌物理防拆卸，安装时要求采用防伪的防拆螺丝，一旦破坏，无法用其他螺丝替代。
[0048]
为了进一步实现电子船牌防拆卸，本实用新型提供的渔业电子船牌，还支持电子船牌与渔船固定处的防拆卸，主船牌内设置有超高频rfid防伪标签，该防伪标签为耐高温陶瓷标签，并采用焊接+电子铅封技术，超高频rfid防伪标签使得船牌具备唯一电子身份识别号，高频标签id号具有全球唯一性，不可复制无法破解，无法找到具有同一id的铅封进行替换，保证施封的可靠性。耐高温陶瓷标签的工作参数如下：
[0049]
工作温度：-40℃～+85℃；
[0050]
存储温度：-40℃～+150℃；
[0051]
工作频率:860-960mhz；
[0052]
符合标准：iso18000-6c；
[0053]
材质：陶瓷；
[0054]
存储容量：epc 96bits；
[0055]
产品特性：抗金属、耐高温；
[0056]
使用期限：读写大于10万次，数据保存50年以上；
[0057]
加密：支持用户区读写加密。
[0058]
为了进一步实现电子船牌防拆卸，本实用新型提供的渔业电子船牌，还支持金属船牌与底盒之间防拆卸，在金属船牌和底盒之间设置有感应电容，当贴在底盒的金属船牌
离开底盒框架，会触动由感应电容形成的防拆触点，发生报警。采用电容感应技术，防止私自更换船牌，并支持自动记录拆卸动作回传报警。
[0059]
进一步地，本实用新型提供的渔业电子船牌还能够自主进行渔船姿势检测，主船牌内设置有6轴运动传感器和船牌姿态检测模块，船牌姿态检测模块如图7所示，cpu通过i2c接口与6轴运动传感器连接，读取数据解析判别船牌姿态，从而判定船体姿态，当发生倾角超限时主动向服务器发送报警信息。
[0060]
进一步地，本实用新型提供的渔业电子船牌中，主船牌还包括用于确定渔船位置的定位模块，优选地，定位模块为北斗gps双模定位模块，北斗、gps双模定位模块的技术指标：
[0061]
频段l1，1575.42mhz；b1，1561.098mhz；
[0062]
通道数目：32通道；
[0063]
gps only、bds only、gps&bds冷启动捕获灵敏度：-148dbm；
[0064]
gps only、bds only、gps&bds跟踪灵敏度：-160dbm；
[0065]
gps&bds定位精度：2.5m(cep50％，开阔地)；
[0066]
gps only定位精度：3m(cep50％，开阔地)；
[0067]
bds only定位精度：5m(cep50％，开阔地)；
[0068]
gps only、bds only、gps&bds速度精度：0.1m/s(50％@10m/s)；
[0069]
gps only、bds only、gps&bds冷启动首次定位时间：《32s(开阔地)；
[0070]
gps only、bds only、gps&bds热启动首次定位时间：《1s(开阔地)；
[0071]
gps only、bds only、gps&bds重捕获首次定位时间：《1s(开阔地)；
[0072]
定位更新率1hz(默认)：最高10hz；
[0073]
gps only、bds only、gps&bds的授时精度：20ns。
[0074]
cpu通过串口与北斗gps双模定位模块连接，获取船牌定位信息。
[0075]
综上，本实用新型公开的渔业电子船牌中，主船牌支持的功能如下：
[0076]
1、支持gps+北斗融合定位技术实时获取渔船定位数据，定位精度高、报位密度高，可达到秒级报位。为渔船轨迹分析提供更为精确的数据基础。同时还可根据渔船的特殊场景、特殊需求，可更密集发送(如进出港连续定位)或智能判断报位间隔(如船舶海上停航或进港停泊)；
[0077]
2、支持移动、联通、电信的4g数据通讯，移动和联通的2g数据通讯；通过宽带通讯技术，数据高频次快速上传至服务器。不能造成丢点、丢轨迹、跳点现象；
[0078]
3、开机后首次定位捕获时间5分钟以内，定位捕获间隔支持自定义，默认时间为2分钟。支持最小捕获间隔达到秒级；
[0079]
4、支持渔船定位数据离线存储3年以上；
[0080]
5、支持船牌物理防拆卸，要求采用防伪的防拆螺丝，一旦破坏，无法用其他螺丝替代；
[0081]
6、支持电子船牌与渔船固定处的防拆卸，采用焊接+电子铅封技术，一旦拆卸无法复原；
[0082]
7、支持金属船牌与底盒之间防拆卸，采用电容感应技术，防止私自更换船牌。支持自动记录拆卸动作回传报警；
[0083]
8、支持倾斜报警，误报率要低；支持自动记录拆卸动作回传报警；
[0084]
9、支持主副船牌单一拆卸报警，当主副牌之间距离超过20米，判定为非法拆卸，支持自动记录拆卸动作回传报警；
[0085]
10、船牌具备唯一电子身份识别号，高频标签id号具有全球唯一性，不可复制无法破解，无法找到具有同一id的铅封进行替换，保证施封的可靠性；
[0086]
11、支持太阳能、蓄电池联合供电，至少满足连续阴天30天以上的供电能力；
[0087]
12、船牌尺寸：船长大于24米的渔业船舶1400*330mm，船长在12至24米之间渔业船舶1000*300mm，船长小于12米的渔业船舶600*200mm，船牌厚度不超过35mm，圆角矩形；
[0088]
13、船牌材质使用铝合金的冲压技术；
[0089]
14、船牌蓝底白字，字体为仿宋体；
[0090]
15、船牌防反光、抗紫外线，具备自发光、夜光模式，蓄光自发光型船牌标志对激发光源要求特别低，当普通荧光灯作为光源时，光强为25lx即可作为激发光源，而-般建筑里的光强可达到500-600lx，因此，阳光、普通照明、环境杂光都可作为激发光源；
[0091]
16、要求适应海上恶劣环境，防腐蚀、防碰撞；
[0092]
17、要求防护等级：ip56或以上；
[0093]
18、船牌上能够记录船牌物理信息，包括船牌号、渔船名称、北斗id、通讯id、安装日期等，同时提供船牌申请报修审批流程和维修记录功能，方便管理系统对渔船进行全面有效管理。
[0094]
副船牌支持的功能如下：
[0095]
1、支持船牌物理防拆卸，要求采用防伪的防拆螺丝，一旦破坏，无法用其他螺丝替代；
[0096]
2、支持电子船牌与渔船固定处的防拆卸，采用焊接+电子铅封技术，一旦拆卸无法复原；
[0097]
3、支持金属船牌与底盒之间防拆卸，采用电容感应技术，防止私自更换船牌。支持自动记录拆卸动作回传报警；
[0098]
4、支持主副船牌单一拆卸报警，当主副牌之间距离超过10米，判定为非法拆卸，支持自动记录拆卸动作回传报警；
[0099]
5、要求蓄电池满足至少5年连续供电能力；
[0100]
6、船牌尺寸：船长大于24米的渔业船舶1400*330mm，船长在12至24米之间渔业船舶1000*300mm，船长小于12米的渔业船舶600*200mm，船牌厚度不超过35mm，圆角矩形；
[0101]
7、船牌蓝底白字，字体为仿宋体；
[0102]
8、船牌防反光、抗紫外线，具备夜光模式；
[0103]
9、要求适应海上恶劣环境，防腐蚀、防碰撞；
[0104]
10、要求防护等级：ip56或以上。
[0105]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。