专利名称：船载航行安全监控设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种船载信息处理设备，尤其是指一种具有船舶自动识别、数据记录和电子海图功能的航行安全监控设备。
背景技术：
随着我国船舶制造和航海运输事业的发展，船舶识别系统和安全设备的配置已迫切摆在人们的面前。国际上现有的识别和安全设备一般包括船舶自动识别系统(AIS)、俗称“黑匣子”的船载航行数据记录仪(VDR)和电子海图(ESC)三部分。船舶自动识别系统可以使安装了该装置的船舶实时获取周边同样安装了该装置船舶的船名、货物等静态数据及位置、相对距离等动态数据，以实现海上避让和救助，保证航行安全。船载航行数据记录仪通常由监测系统、记录系统和再现仪构成，监测系统用于采集船舶在航行中的各种数据并进行加工处理，包括航行的位置、速度、风向、风速、通话、船体本身的状态和运行情况等，这些被采集到的动态信息数据被存储在由存储媒体构成的记录系统中，这种记录系统具有多种防护功能，一旦发生海难，“黑匣子”被打捞后可通过再现仪再现存储的实时数据，以便分析鉴定用。电子海图是以数字形式存储原以纸张为载体并能由显示设备展现的海图，它包括航路指南、潮汐表和灯塔等信息。而目前国际和我国的这种船舶识别和安全设备正处于发展和推广阶段，其产品单一、集成性差，不能综合利用所采集的数据或采集的数据不完全，一些产品分析处理能力不足、存储量小、体积大，存在着结构不合理、稳定性差、占用空间大、造价高等缺陷。随着现代化数字处理设备和通讯设备的发展，急需一种集成化程度高、功能完善、运行稳定和便于使用的船载航行安全监控设备。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种具有船舶自动识别、数据记录、电子海图功能的船载航行安全监控设备，其功能齐全、性能稳定、安全可靠、实用性强。
为达到此目的所采取的技术方案是一种船载航行安全监控设备，主要包括接口电路、数据采集器、语音编码器、视频编码器、上位计算机、船舶自动识别系统、记录仪、电子海图，接口电路由传感器、传输线和运算放大器所构成，数路接口电路直接或通过扩展选通电路后与数据采集器的输入端相连，数据采集器的输出端与上位计算机的输入端连接；数路语音通道和数路视频通道分别通过语音编码器和视频编码器与上位计算机的输入端相通；上位计算机的输出端分别与船舶自动识别系统、记录仪和电子海图相连接。
本实用新型的目的还可以通过以下技术方案实现上位计算机的一路输出端可以通过卫星通信设备与地面卫星站的通信设施相通信，地面卫星站的通信设施分别与国际互联网和航运公司的通信设备相连接。
数据采集器为带有开关量接口、模拟量接口和通信接口的可编程控制器。
船舶自动识别系统、记录仪和电子海图可同时或单独与上位计算机的输出端相连接。
数据采集器、语音编码器、视频编码器、上位计算机、船舶自动识别系统、记录仪和电子海图可以采用双机热备份。
与现有技术相比本实用新型的优点是1、功能齐全由于本实用新型通过采用最先进的通信设备和上位计算机将现行具有独立使用功能的识别系统、记录仪和电子海图紧密结合在一起，又通过选用高性能和适宜相互连接的数字化组件重新设计和装配每一种具有特殊使用功能的设备，使总体设备的传播、存储和显示功能相互补充，资源得到充分利用，功能大大加强。
2、可靠性高由于本实用新型选用集成化程度高、质量好的元、器件和部件做为本设备的基本组件，简化了电路结构；又由于本系统改善了通风散热条件，采用了软、硬件抗干扰措施、设置了备用系统，使整体设备的可靠性大大提高。
3、价格低廉由于本实用新型采用整合技术，实现了资源共享，避免了因各独立设备重复采集数据、重复布线和重复配置处理器所造成的浪费，节约了投资成本，减小了占据空间，使设备总体成本大大降低。
图1为本实用新型的结构方块图。
图2为本实用新型接口电路原理图。
图3为本实用新型数据采集器系统方块图。
图4为本实用新型语音录放系统方块图。
图5为本实用新型视频编码和解码系统方块图。
具体实施方式
如图1所示的船载航行安全监控设备，主要包括接口电路(1)、扩展选通电路(2)、数据采集器(3)、语音编码器(4)、视频编码器(5)、上位计算机(6)、船舶自动识别系统(7)、记录仪(8)、电子海图(9)，卫星通信设备(10)和地面卫星站(11)。数路接口电路(1)与数据采集器(3)的输入端相连，由于数据采集器输入端的端口数量有限，可将部分接口电路通过数路扩展选通电路(2)后再与数据采集器的输入端相连，数据采集器的输出端经通信接口与上位计算机的输入端连接。数路语音通道采集的语音信号输入到语音编码器(4)，经模/数转换和数字编码后的压缩信号存储在语音编码器的存储器中，同时传输到上位计算机(6)中。数路视频通道采集的视频信号输入到视频编码器(5)，经模/数转换和数字编码后的压缩信号存储在视频编码器的存储器中，同时传输到上位计算机(6)中。上位计算机的输出端分别与船舶自动识别系统(7)、记录仪(8)和电子海图(9)相连接，其中船舶自动识别系统(7)可以通过无线电台与邻船或陆地的通信设备相通信；记录仪(8)作为“黑匣子”存储船舶的动态信息，以备发生不测后通过再现仪分析、鉴定事故原因；电子海图(9)将航路指南、潮汐表和灯塔等静态信息和由雷达和传感器采集的图象、船位、航向、航速、风向、风速等导航与安全信息与数字化海图组合在一起显示在屏幕上或打印在打印机上。上位计算机(6)的另一路输出端通过卫星通信设备(10)与地面卫星站(11)的通信设施相通，地面卫星站的通信设施分别与国际互联网(12)和航运公司通信设备(13)相连接并构成信息系统。
如图2所示，接口电路(1)由传感器(14)、屏蔽传输线(15)和运算放大器(16)所构成，传感器(15)用于检测温度、压力、流量、电压等模拟量和水密、防火和仓库门等开关量。运算放大器(16)选用型号为AD624的集成运放，其具有输入阻抗高、频带宽、噪声小和精度高等特点。
如图3所示，数据采集器(3)为带有开关量接口、模拟量接口和通信接口的可编程控制器，其型号为西门子公司的Simatc-S可编程控制器，其中各类传感器和开关(17)与数据采集器(3)的输入端相连，其输出端经传输设备(18)与上位计算机(6)的输入端连接，上位计算机(6)的输出端连接所需外设。它有可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、扩展方便和控制功能强等优点。
语音编码器(4)选用朗讯公司型号为Ambe1000的语音编码器，并由它组成如图4所示的语音录放系统。轮船机舱电话线及麦克风输入的语音信号等经高阻放大器汇接成一路信号，通过电力线载波传输到滤波器，经A/D转换后变成串行码，然后压缩存储，所存储的压缩信号可以逆向放音或传输到上位计算机(6)。
如图5所示，视频编码器(5)选用NPL公司生产的NP501可视电话专用芯片，其具有兼容视频编码、可同时编码和解码、帧率范围宽、显示模式广等特点。以NP501可视电话专用芯片为核心可以构成视频编码和解码系统。
船舶自动识别系统(7)、记录仪(8)和电子海图(9)还可以单独与上位计算机的输出端相连接，构成单一功能的船载航行安全监控设备。
该设备可以通过海事卫星、海事卫星地面站和通信电路把船舶与航运公司连接起来，使航运业进一步信息化、自动化和安全化。
权利要求1.一种船载航行安全监控设备，主要包括接口电路、数据采集器、语音编码器、视频编码器、上位计算机、船舶自动识别系统、记录仪和电子海图，其特征在于接口电路由传感器、传输线和运算放大器所构成，数路接口电路直接或通过扩展选通电路后与数据采集器的输入端相连，数据采集器的输出端与上位计算机的输入端连接；数路语音信号通道和数路视频信号通道分别通过语音编码器和视频编码器与上位计算机的输入端连接在一起；上位计算机的输出端分别与船舶自动识别系统、记录仪和电子海图相接。
2.根据权利要求1所述的船载航行安全监控设备，其特征在于上位计算机的一路输出端可以通过卫星通信设备与地面卫星站的通信设施通信，地面卫星站的通信设施分别与国际互联网和航运公司通信设备相连接。
3.根据权利要求1所述的船载航行安全监控设备，其特征在于数据采集器为带有开关量接口、模拟量接口和通信接口的可编程控制器。
4.根据权利要求1所述的船载航行安全监控设备，其特征在于船舶自动识别系统、记录仪和电子海图可同时或单独与上位计算机的输出端相连接。
5.根据权利要求1所述的船载航行安全监控设备，其特征在于所述数据采集器、语音编码器、视频编码器、上位计算机、船舶自动识别系统、记录仪和电子海图可以采用双机热备份。
专利摘要一种船载航行安全监控设备,它由船舶自动识别系统、记录仪和电子海图所构成,数据采集器通过接口电路和传感器采集船舶上的各种开关和模拟量数据,语音编码器和视频编码器采集、变换、压缩、存储船舶上的各种语音信号和视频信号,数据采集器、语音编码器和视频编码器通过上位计算机与船舶自动识别系统、记录仪、电子海图和卫星通信设备联结成船载航行安全监控系统,卫星通信设备通过地面卫星站与国际互联网和航运公司构成数字通信系统,它采用高可靠性、高集成度的组件和现代化的微机技术将分散设备有机结合在一起,通过资源共享使其结构简化、功能齐全、性能稳定、造价低廉,可广泛应用于船舶做航行安全监控、导航、报警、救援和事故分析用。
文档编号G06F19/00GK2519345SQ0127907
公开日2002年10月30日 申请日期2001年12月24日 优先权日2001年12月24日
发明者郭柏林 申请人:郭柏林