[發明專利]自適應AIS通信方式控制裝置及方法

在審

• 申請號: 201910243733.0
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109996317A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 金華標;李鶴鳴;桓兆平;熊輝
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H04W48/18
• 分類號: H04W48/18;H04W24/08;H04B13/02;H04B17/364;H04B17/309;H04B7/185;H04L12/40
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮西;李滿

本發明公開了一種自適應AIS通信方式控制裝置，它的GPS與北斗雙模系統用于向數據信息采集模塊提供當前時間、當前船舶位置經度和緯度導航信息；自適應模塊內設置網絡診斷模塊和基于加權矩陣的決策樹模型，網絡診斷模塊實時測量當前所有類型的無線通信網絡的延時，并反饋給出延遲時間，自適應模塊用于對當前可用的無線通信網絡的用基于加權矩陣模型的決策樹對船岸數據傳輸的通信方式進行判斷，通過對網絡吞吐率、數據緊急程度和經濟性進行加權計算，得到基于加權矩陣的決策樹模型下的最佳船岸數據傳輸的通信方式，并將得到的結果送至通信接口模塊。本發明解決了船舶自動識別系統無法正常工作時的船舶通信問題。

技術領域

本發明涉及船舶通信技術領域，具體地指一種自適應AIS通信方式控制裝置及方法。

背景技術

船舶自動識別系統(Automatic Identification System，簡稱AIS系統)由岸基(基站)設施和船載設備共同組成，是一種新型的集網絡技術、現代通信技術、計算機技術和電子信息顯示技術為一體的數字助航系統和設備。它通過甚高頻(VHF)和自組織時分多址(SOTDMA)方式實現與周圍船舶的信息交換，在保障船舶安全航行中發揮了重要作用。但是AIS也存在諸多問題，影響AIS通信鏈路可靠性的因素有很多，包括信號傳輸距離、信道容量和噪聲干擾等。在內河航道中，信號傳輸一方面受到傳輸距離的影響，另一方面受到跨河臨河建筑物遮擋的影響，存在信號盲區，影響AIS正常工作。其次，一個區域內AIS信號數量過多時，會因帶寬占用，導致AIS通信信道堵塞，造成AIS信號無法正常收發。

發明內容

本發明提供一種自適應AIS通信方式控制裝置及方法，本發明彌補了船舶自動識別系統自身的不足，解決了船舶自動識別系統無法正常工作時的船舶通信問題。

為實現此目的，本發明所設計的自適應AIS通信方式控制裝置，它包括數據信息采集模塊、自適應模塊、通信接口模塊、GPS與北斗雙模系統、網絡性能參數采集模塊和船舶CAN總線；

其中，GPS與北斗雙模系統用于向數據信息采集模塊提供當前時間、當前船舶位置經度和緯度導航信息；

網絡性能參數采集模塊用于向數據信息采集模塊提供船舶當前位置區域各種通信方式的網絡吞吐率參數；

船舶CAN(Controller Area Network，控制器局域網絡)總線用于向數據信息采集模塊提供船舶發動機狀態數據；

自適應模塊內設置網絡診斷模塊和基于加權矩陣的決策樹模型，網絡診斷模塊實時測量當前所有類型的無線通信網絡的延時，并反饋給出延遲時間，當延遲小于100ms時，表示網絡可用，當延遲超過100ms，表示網絡不可用；

自適應模塊用于對當前可用的無線通信網絡采用基于加權矩陣模型的決策樹對船岸數據傳輸的通信方式進行優先級判斷，通過對網絡吞吐率、數據緊急程度和經濟性進行加權計算，得到基于加權矩陣的決策樹模型下的最佳船岸數據傳輸的通信方式，并將得到的結果送至通信接口模塊；

通信接口模塊用于根據基于加權矩陣的決策樹模型下的最佳通信方式將當前時間、當前船舶位置經度和緯度導航信息、船舶發動機狀態數據傳輸給對應的船舶通信裝置。

所述船舶通信裝置包括船舶自動識別系統、船舶公網通信裝置和衛星通信裝置，船舶自動識別系統通過VHF頻段進行數據傳輸，船舶公網通信裝置通過CDMA通信模塊進行數據傳輸，衛星通信裝置通過海事衛星進行數據傳輸。

本發明彌補了船舶自動識別系統自身的不足，解決了船舶自動識別系統無法正常工作時的船舶通信問題。另外，本發明集成了除船舶自動識別系統以外多種通信方式，能根據具體的外界環境在多種通信方式自動切換，相互取長補短，提高了船岸間數據通信的靈活性。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖；