综合船舶监控系统技术研究

符温馨

摘 要 本文提出一套基于GPS和CDMA的综合船舶监控系统技术方案。应用CDMA主要是以嵌入式技术研制综合船舶智能监控终端的硬件部分，以GPS和CDMA通讯技术原理来对综合船舶智能终端GPS模块和AT91RM9200的微型处理器进行串171通讯编程。同时，基于TCP协议终端和监控系统的中心无线通讯程序实现共同移植的PPP协议，再以进程闻通讯体系来研发应用平台，最终可以实现对综合船舶整个监控系统的调试与运行。

关键词 综合船舶；监控系统；TCP协议终端；技术研究

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0040-01

近些年来，我国水航事业蓬勃发展，但我国水上安全的基础设施仍显薄弱，安全管理工作尚不完善，时有安全事故发生并造成不可估量的经济损失，工作人员的生命财产安全岌岌可危。时下，我国在研发各类交通监控中心系统工作中很多，但尚未在水上交通方面找到有效的解决办法。为提高水上交通的安全管理和组织调度水平，笔者在下文中将主要对综合船舶监控系统的技术方案作研究。

1 综合船舶监控系统的技术方案

基于CDMA制式的综合船舶中心监控系统主要有监控中心、数据传送网路和中心监控组成。数据传送网路则主要以CDMA和Internet组成，这部分组件主被用作中心监控和控制平台之间数据传送的物理介质。中心监控所拥有的服务机组可直接连入Internet网路终端是通过固定的公共网络IP地址和固定域名功能来实现的。综合船舶的中心监控系统在终端组件中完成上电，再以CDMA无线通讯网路连入Internet网路，和监控平台之间形成服务器互联。

综合船舶的中心监控和监控平台之间的通讯手段是整套综合船舶监控系统的关键点。由于综合船舶中心监控系统拥有很多支入网系统，如果实现综合船舶的即时监控功能需要依仗大量的数据传送，这就要求系统设计人员要充分考虑到数据传送的效率、网路覆盖范围的大小和投入成本等等诸多方面的因素。笔者在本文中主要以CDMA2000-1X手段作为主要解决手段，可实现监控系统的数据高速率传送，并以IP协议就可以轻松访问整个Internet网路，覆盖控制区域内绝大部分区域且不存在盲区，并且在整个实现数据传送的过程中通讯网络很容易就平滑过渡至3G移动通讯网络。

笔者针对实现船上设备自动控制系统的数据传输技术主要采用如下方案。

本方案以远程无线视频监视功能和综合船舶本地视频监控功能相互融合，无线视频监视系统的链路则主要采用海事卫星和联通CDMA-1X的线路构成，可保证无线通讯的稳定性和可靠性。本系统可以兼容下一代网络拓展等应用功能，还可以基于原有系统加以改造与二次利用。CB系列的四卡无线视频通讯服务器也是基于海事卫星BGAN与CDMA-1X网路传送技术进行设计的。利用切换转换开关即可轻松选择基于海事卫星BGAN网路传送和基于CDMA-1X网络传送。同时，通过配备若干台四路DVR视频设备进行数据采集和存储，并利用综合船舶本地网路进行本地的视频监控和数据存储。需注意，本系统的数据存储可采用CIF分辨率，且以全天候的存储方式实现功能。比如，海上突发事件的处置就可以首先通过现场采集视频图像并进行上传、实时交互，发送应急报警指令使得相关管理部门第一时间掌握海上突发事件的即时情况，有利于对海上突发事件的快速反应、积极协调相关人鱼和决策辅助，大大降低了工作强度且工作效率得到了很好的保障。

2 综合船舶智能终端应用程序的多进程模型

综合船舶的智能终端系统可按照系统工作的不同性质和应用程序多进程构成的特点，每一组进程都应该根据不同功能要求通过利用共享内容的手段来实现不同进程之间的通讯联系。不同进程可分别建立共享内容分配区，此分配区包含GPS数据区、音频数据区和调度数据区等。

1）GPS数据区及其解析的过程。利用GPS模块来采集GPS数据信息，利用串1-1采集并解析GPS数据信息，通过建立新的GPS数据共享内存区，最后把已完成采集和解析的GPS数据存储并保存至GPS数据共享内存区。

2）音频数据信息采集机播放。利用音频模块采集音频数据信息，以PCM编码手段来创办音频数据的共享数据内存区，最后把已完成的GIS网络服务器编码数据信息存储到音频数据共享内存区。

3）CDMA无线通讯。利用CDMA无线网路连入Internet网路，并将数据信息共享内存区内的GPS数据信息或音频数据信息传送到远端的监控中心，最后接收远端监控中心将数据信息共享内存内的GPS数据信息或音频数据信息发送并即时更新。

综合船舶监控终端通过CDMA网路直接连入Internet网路，利用Internet网络实现数据传送。本终端在功能实现方面可以被映射为无线模式，所以在监控中心完成上电和载入Linux后，第一步应该试运行PPP连接程序的臀陆网络，即可获取动态的IP地址信息，同时接入号#777，登陆用户账号和登陆密码均为CARD，确认拨号登陆是否成功的标志是确认PPP网络设备的更新拨号状态。在确认登陆成功后即可运行通讯网络程序，应用数据传送协议（即TCP协议）即可实现数据传送通讯。与此同时，将GPS数据传送解析进程或语音采集数据保存至共享内容中，被CDMA无线通讯进程共享并传送至监控中心和存入数据库，可待查询。

综合船舶监控系统中GPS模块利用串口3和ARM处理器的连接来接收GPS定位信息，主要可以完成串口接收GPS模块所收集的数据信息，同时完成度收集GPS数据信息的解析进程。

3 结束语

伴随着我国无线通讯网络技术和嵌入式技术的快速发展，综合船舶的监控系统在处理能力方面和数据传输方面都有了较大的进步。本文通过研究综合船舶监控系统技术方案，主要是考虑到该系统应该具有良好的处理能力和数据传输功能，且系统的成本低廉、占有工作面积小和稳定性好都具有先天性的优势，在实现综合船舶船载监控、提高水上交通管理水平和降低水上交通安全事故率。

参考文献

[1]汪正良.基于FCS的电力推进船舶的综合监控系统[D].上海海事大学，2010.

[2]彭元修.基于CAN总线的数据采集与控制系统研究[D].上海海事大学，2012.

[3]王晶.船舶机舱集中监控系统的设计与研究[D].大连海事大学，2008.endprint