專利名稱：船載綜合信息一體化應(yīng)用終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及船舶信息處理領(lǐng)域，尤其是一種船載綜合信息一體化應(yīng)用終端。
背景技術(shù)：
隨著信息技術(shù)、通導(dǎo)技術(shù)在船舶上的不斷應(yīng)用，導(dǎo)致船舶上配備的導(dǎo)航設(shè)備日益增多(如:AIS、GPS、雷達、羅經(jīng)、測深儀、計程儀、風(fēng)向風(fēng)速儀、電子海圖導(dǎo)航系統(tǒng)等等)，這些設(shè)備各自獨立，使得駕駛?cè)藛T在航行期間要觀看多個屏幕，給駕駛?cè)藛T帶來很大麻煩，影響駕駛?cè)藛T瞭望和注意力。同時造成設(shè)備之間的連接混亂，非常容易出現(xiàn)各種連接故障，影響設(shè)備的正常使用，對設(shè)備維護和管理帶來很大困難。正是在這樣的情況下，因此，繼續(xù)進行各設(shè)備之間的信息集成技術(shù)研究，研制高集成度的綜合信息一體化應(yīng)用終端。本實用新型涉及的引用標(biāo)準(zhǔn)如下:1、《信息技術(shù)設(shè)備抗擾度測試標(biāo)準(zhǔn)》GB/T17618 ；2、《船用導(dǎo)航設(shè)備通用要求和試驗方法》GB12267-1990 ；3、《信息技術(shù)設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)》GB 4943—2001 ；4、中國海事局《船載電子海圖系統(tǒng)(ECS)功能、性能和測試要求(暫行)》；5、IEC 60945海上導(dǎo)航和無線電設(shè)備及系統(tǒng)一通用要求一測試方法和要求的測試結(jié)果；6、IEC 61162-3海上導(dǎo)航和無線電設(shè)備及系統(tǒng)-數(shù)字接口-第3部分:串行數(shù)據(jù)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)； 7、IEC61174 海上導(dǎo)航和無線電設(shè)備及系統(tǒng)一電子海圖顯示和信息系統(tǒng)一工作和性能要求、測試方法和要求的測試結(jié)果；8、IEC 61993-2海上導(dǎo)航和無線電通信設(shè)備及系統(tǒng)一自動識別系統(tǒng)(AIS) —第二部分:通用自動識別系統(tǒng)(AIS) A類船載設(shè)備一工作和性能要求、測試方法和要求的測試結(jié)果；9、NMEA 2000航海電子設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)。本實用新型涉及的術(shù)語如下:(I) VIN:Vessel Intelligengt Navigator (船載智能導(dǎo)航儀)(2) IEC:1nternational Electro technical Commission (國際電工委員會)(3) NMEA:National Marine Electronics Association (國際海洋電子協(xié)會)(4) AIS !Automatic identification System (船舶自動識別系統(tǒng))(5) ARPA:Automatic Radar Plotting Aid (自動雷達標(biāo)繪儀)(6) MTBF:Mean Time Between Failure (平均無故障時間)(7) 3G:3rd Generation (第三代數(shù)字通信)(8) CDMA:Code Division Multiple Access (碼分多址)，在擴頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種無線通信技術(shù)。(9) GPRS:General Packet Radio Service (通用分組無線業(yè)務(wù))發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種船載綜合信息一體化應(yīng)用終端，以克服上述弊端。本實用新型的船載綜合信息一體化應(yīng)用終端，在一體化終端的屏幕上可以獲得各種航行信息，最大限度地方便駕駛?cè)藛T了解船舶航行過程中得各種信息，保證航行安全和航行效率。本實用新型的船載綜合信息一體化應(yīng)用終端通過高集成度的綜合信息一體化應(yīng)用終端研制，將大大提升電子海圖(江圖)導(dǎo)航系統(tǒng)的使用效率，帶動電子海圖(江圖)導(dǎo)航系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。同時為數(shù)字航道項目技術(shù)成果的推廣奠定良好的基礎(chǔ)。本實用新型的技術(shù)方案是:—種船載綜合信息一體化應(yīng)用終端，包括主板、電源模塊、硬盤、船舶自動識別系統(tǒng)和3G模塊，所述電源模塊分別連接硬盤、船舶自動識別系統(tǒng)和3G模塊，硬盤通過串口連接主板，船舶自動識別系統(tǒng)通過串行通訊端口連接主板，3G模塊通過USB接口連接主板，3G模塊與3G天線連接，船舶自動識別系統(tǒng)連接有AIS天線和GPS天線。所述電源模塊連接有電池。電池通過DC24V輸入電能，電池同時可以通過適配器接收市電AC220V輸入的電能。所述船載綜合信息一體化應(yīng)用終端還包括多口串卡，所述多口串卡通過PCI總線連接主板。本實用新型的有益效果是:目前市場上的電子海圖導(dǎo)航系統(tǒng)往往是一臺電子海圖機與其他導(dǎo)航設(shè)備(如GPS )連接，采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)在海圖上顯示，完成導(dǎo)航功能。在此基礎(chǔ)上，本實用新型將GPS、AIS、通信機全部在計算機內(nèi)部，實現(xiàn)計算機與這些常用導(dǎo)航設(shè)備之間真正意義下的系統(tǒng)集成，提高穩(wěn)定性、可靠性和安裝維護的簡易性。本實用新型將各種導(dǎo)航設(shè)備(如:GPS、AIS、ARPA,電羅經(jīng)、測深儀、計程儀、風(fēng)向風(fēng)速儀以及CCTV監(jiān)控系統(tǒng))的信息接入一體機中，實現(xiàn)綜合信息導(dǎo)航。(I) 一體化應(yīng)用終端應(yīng)用軟件系統(tǒng)采用三層架構(gòu)，具有多人同時開發(fā)、維護容易、升級簡單和運行穩(wěn)定的性能。(2)采用了自主研發(fā)的特殊的海圖數(shù)據(jù)格式，使得海圖界面的刷新速度高于國內(nèi)同類軟件的刷新速度。(3)外設(shè)信息的顯示采用圖像模擬顯示和數(shù)字顯示兩種方式，即直觀又具體，具有非常友好的用戶界面。(4)除了能夠連接各種導(dǎo)航設(shè)備外，還能夠在海圖界面上嵌入CCTV監(jiān)控系統(tǒng)的視頻圖像，并對該圖像可以縮放和移動以及關(guān)閉。(5)—體化應(yīng)用終端采用軍工標(biāo)準(zhǔn)和船用計算機標(biāo)準(zhǔn)進行工業(yè)生產(chǎn)，其可靠性高、穩(wěn)定性好、完全適應(yīng)船舶和水上環(huán)境。(6)—體化應(yīng)用終端集成性強，配備了 8個C0M，可以同時集成GPS、AIS、ARPA、電羅經(jīng)、測深儀、計程儀、風(fēng)向風(fēng)速儀和CCTV監(jiān)控系統(tǒng)。為了方便使用，在一體化應(yīng)用終端內(nèi)部集成了 GPS、AIS和通信機，硬件安裝和維護十分方便。[0039](7)雙電源設(shè)計，支持DC24V，AC220V，可以滿足不同環(huán)境需求。(8)帶沖級電流過大、電壓過高，欠壓等保護功能.待機時間，60W/1.5小時。(9)帶有液晶顯示屏亮度調(diào)節(jié)和屏幕開/關(guān)功能，以適應(yīng)船舶夜航的需要。高亮度顯示屏的配置，減少了陽光直射帶來的影響(10) GPS、AIS和通信機不需要外接電源，全部由主機電源供電。(11) 一體化應(yīng)用終端具有防水、防潮濕、防霧、抗電磁干擾、抗震動、抗高溫的能力。

圖1是本實用新型的電氣鏈接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述:如圖1，一種船載綜合信息一體化應(yīng)用終端，包括主板、電源模塊、硬盤、船舶自動識別系統(tǒng)和3G模塊，所述電源模塊分別連接硬盤、船舶自動識別系統(tǒng)和3G模塊，硬盤通過串口連接主板，船舶自動識別系統(tǒng)通過串行通訊端口連接主板，3G模塊通過USB接口連接主板，3G模塊與3G天線連接，船舶自動識別系統(tǒng)連接有AIS天線和GPS天線。電源模塊連接有電池。船載綜合信息一體化應(yīng)用終端還包括多口串卡，所述多口串卡通過PCI總線連接主板。根據(jù)實際船供電情況，在一體機中研制了抗電流，抗脈沖，抗沖擊的交直流寬幅雙電源供電系統(tǒng)，即:DC9 36V，AC96 265V，.以適應(yīng)不同船電環(huán)境。同時，一體機內(nèi)部還集成了 UPS，當(dāng)外部突然斷電，一體機可以繼續(xù)正常運行和接收數(shù)據(jù)。由于使用四核CUP本身易于產(chǎn)生高溫，加上駕駛臺的高溫環(huán)境，極易導(dǎo)致CPU停止工作。因此在一體機的研制上采用雙風(fēng)扇結(jié)構(gòu)散熱，即除了配備CPU本身散熱風(fēng)扇外，在機箱內(nèi)部熱量高溫點的位置(或區(qū)域)設(shè)計通風(fēng)風(fēng)扇，保證散熱暢通。經(jīng)測試，在環(huán)境溫度達60°C時，一體機仍能正常工作。本實用新型的船載綜合信息一體化應(yīng)用終端的技術(shù)關(guān)鍵有:(I) 一體化應(yīng)用終端應(yīng)用軟件系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)為了滿足多設(shè)備數(shù)據(jù)的同步采集、數(shù)據(jù)處理以及即時顯示的性能要求，對綜合信息導(dǎo)航軟件系統(tǒng)的底層架構(gòu)、中間件及調(diào)用方法、數(shù)據(jù)處理算法及程序處理流程等重要內(nèi)容進行全面的設(shè)計與開發(fā)。外接通導(dǎo)設(shè)備數(shù)據(jù)接口軟件模塊的設(shè)計與開發(fā)。CCTV監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)采集與視頻顯示模塊設(shè)計與開發(fā)。海圖數(shù)據(jù)格式的設(shè)計。為提高圖形界面的刷新速度，對海圖數(shù)據(jù)格式要進行特殊處理，采用我們自己研制的數(shù)據(jù)格式進行海圖顯示。官方發(fā)布的數(shù)據(jù)格式(S-57/S-52、S-63等)都可以通過我們提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊生成本系統(tǒng)使用的特殊數(shù)據(jù)格式。(2) 一體化應(yīng)用終端結(jié)構(gòu)設(shè)計主要研究和設(shè)計一體化應(yīng)用終端的外形結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。外形設(shè)計在美觀大方的前提下，確保一體化應(yīng)用終端擺放穩(wěn)固，整體不易變形。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面要研究各個另部件布局的合理性和使用及維修時的方便性。還要使得一體化應(yīng)用終端結(jié)構(gòu)緊湊，盡量小型化，以適合各種小型船舶的安裝使用。[0058]( 3 ) 一體化應(yīng)用終端工藝設(shè)計工藝設(shè)計主要研究各種零部件的組裝方法、流程和材料選擇以及機體處理技術(shù)。同時還要研究一體化應(yīng)用終端的抗電磁干擾、防水防潮、防震動和抗高低溫的工藝要求，使得一體化應(yīng)用終端能夠適應(yīng)船上惡劣環(huán)境的運行要求。(4)通導(dǎo)設(shè)備的接口設(shè)計 通導(dǎo)設(shè)備接口設(shè)計主要研究一體化應(yīng)用終端與GPS、AIS、通信機(CDMA/GPRS/3G)、羅經(jīng)、測深儀、計程儀、ARPA、風(fēng)向風(fēng)速儀和CCTV視頻數(shù)據(jù)的接口技術(shù)，包括各個通導(dǎo)設(shè)備的通信協(xié)議、信號轉(zhuǎn)換方法、接線方法、波特率范圍、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式以及解析算法等的設(shè)計。本實用新型的船載綜合信息一體化應(yīng)用終端的解決方法如下:( I) 一體化應(yīng)用終端應(yīng)用軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件系統(tǒng)采用三層架構(gòu)的設(shè)計，海圖顯示平臺作為基礎(chǔ)層(BASE層)，數(shù)據(jù)采集、處理和輸出到海圖顯示平臺為中間層(M層)，各種軟件功能模塊為應(yīng)用層(n層)。通過UI層向M層發(fā)出指令(或者調(diào)用)到中間層，由中間層執(zhí)行具體的動作(采集數(shù)據(jù)并進行實時處理)，并將運算結(jié)果自動發(fā)給BASE層進行顯示或聲音輸出。這樣的架構(gòu)具有層次清晰、易于多人同時編程的特點，只要BASE層和M層確定之后(生成各種功能的動態(tài)鏈接庫， dll )，要想增加新功能，只在應(yīng)用層做點開發(fā)即可，修改和升級非常方便，保證了軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性。( 2) 一體化應(yīng)用終端小型化在配置上采用性能強大的工業(yè)級主板，配備筆記本固態(tài)硬盤，GPS、ASI和通信機都采用單板配件，斷電保護采用鋰電池，最大限度地減少占用空間，使一體化應(yīng)用終端小型化。(3)抗電磁干擾在抗外部電磁干擾方面采用鐵板外殼屏蔽方法，對于內(nèi)部的電磁干擾采用增加鋁盒罩、錫箔紙密封等方法進行屏蔽。(4)防震動、搖擺采用設(shè)計外部和內(nèi)部減震器的方法實現(xiàn)抗震動要求。對于計算機來說主要是硬盤容易損壞，所以我們采用固態(tài)硬盤和減震墊解決設(shè)備的抗震抗搖擺問題。(5)防水防霧采用防水鍵盤和顯示屏密封的方法實現(xiàn)防水防霧。(6)防潮濕防鹽霧在芯片管腳處以及焊接點處采用硅膠密封，在零部件連線處采用熱縮管封裝方法實現(xiàn)防潮濕和防鹽霧。(7)抗高溫采用增大CPU散熱片面積和雙風(fēng)扇結(jié)構(gòu)實現(xiàn)抗高溫。(8)抗陽光直射和夜航影響我們在一體化應(yīng)用終端上采用了高亮度顯示屏(彡300cd/m2)，實現(xiàn)了在任何陽光的情況下屏幕都能清晰可見。同時采用了一項新技術(shù)可以調(diào)節(jié)顯示屏從關(guān)閉到最亮，解決了傳播夜航顯示器太亮的問題。(9)抗電源波動在一體化應(yīng)用終端中采用了鋰電池(或UPS)電源保護手段，當(dāng)外部電源波動或斷電時，設(shè)備中的斷電保護裝置會自動供電，保證系統(tǒng)正常運行。(10)常用設(shè)備集成一體化應(yīng)用終端的最常用設(shè)備是GPS、AlS和3G通信機，我們通過研究GPS\AIS\通信機與232 口的轉(zhuǎn)換方法，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式以及解析方法，將GPS、AIS和3G通信機三個設(shè)備全部集成在內(nèi)部，滿足一般船舶導(dǎo)航的需要。當(dāng)然也可以外接其他GPS、AIS和3G等。上面所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的構(gòu)思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變型和改進，均應(yīng)落入本實用新型的保護范圍，本實用新型請求保護的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1.一種船載綜合信息一體化應(yīng)用終端，其特征是包括主板、電源模塊、硬盤、船舶自動識別系統(tǒng)和3G模塊，所述電源模塊分別連接硬盤、船舶自動識別系統(tǒng)和3G模塊，硬盤通過串口連接主板，船舶自動識別系統(tǒng)通過串行通訊端口連接主板，3G模塊通過USB接口連接主板，3G模塊與3G天線連接，船舶自動識別系統(tǒng)連接有AIS天線和GPS天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載綜合信息一體化應(yīng)用終端，其特征在于所述電源模塊連接有電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船載綜合信息一體化應(yīng)用終端，其特征在于所述船載綜合信息一體化應(yīng)用終端還包括多口串卡，所述多口串卡通過PCI總線連接主板。
專利摘要一種船載綜合信息一體化應(yīng)用終端，其特征是包括主板、電源模塊、硬盤、船舶自動識別系統(tǒng)和3G模塊，所述電源模塊分別連接硬盤、船舶自動識別系統(tǒng)和3G模塊，硬盤通過串口連接主板，船舶自動識別系統(tǒng)通過串行通訊端口連接主板，3G模塊通過USB接口連接主板，3G模塊與3G天線連接，船舶自動識別系統(tǒng)連接有AIS天線和GPS天線。本實用新型將各種導(dǎo)航設(shè)備(如GPS、AIS、ARPA、電羅經(jīng)、測深儀、計程儀、風(fēng)向風(fēng)速儀以及CCTV監(jiān)控系統(tǒng))的信息接入一體機中，實現(xiàn)綜合信息導(dǎo)航。
文檔編號B63B49/00GK202944547SQ20122058379
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者顧網(wǎng)林 申請人:長江南京航道局