[發(fā)明專利]一種基于邊緣計(jì)算的智能航標(biāo)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011481385.X
• 申請(qǐng)日: 2020-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN112671863B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林彬;傅肖;王瑩;崔昆濤;孫璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L67/12
• 分類號(hào): H04L67/12;H04W4/38;G08C17/02;H04W4/02;H04W4/14;B63B22/16;G01D21/02;H04B7/185;H04L67/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 姜威威;李洪福

1.一種基于邊緣計(jì)算的智能航標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于：包括N個(gè)智能航標(biāo)裝置和邊緣服務(wù)器；

N個(gè)智能航標(biāo)裝置結(jié)構(gòu)相同；

所述智能航標(biāo)裝置包括對(duì)本航標(biāo)周圍的海上水文信息和天氣信息進(jìn)行采集的水文及天氣信息采集模塊；

對(duì)本航標(biāo)位置信息進(jìn)行采集的北斗衛(wèi)星定位模塊；

接收所述水文及天氣信息采集模塊傳送的本航標(biāo)周圍的海上水文信息和天氣信息和所述北斗衛(wèi)星定位模塊傳送的本航標(biāo)位置信息的邊緣計(jì)算模塊，所述邊緣計(jì)算模塊對(duì)來自本航道上的水文信息和天氣信息進(jìn)行處理，得到實(shí)時(shí)的水文信息和天氣信息并預(yù)測(cè)的本航道的天氣信息、水文信息的變化情況；

接收所述邊緣計(jì)算模塊傳送的實(shí)時(shí)水文信息、天氣信息及預(yù)測(cè)的水文信息、天氣信息變化情況并進(jìn)行傳輸?shù)谋倍沸l(wèi)星通信模塊；

對(duì)所述水文及天氣信息采集模塊傳送的本航標(biāo)周圍的海上水文信息和天氣信息和所述北斗衛(wèi)星定位模塊傳送的本航標(biāo)位置信息進(jìn)行傳輸?shù)腖ora/Wbee通信模塊，所述Lora/Wbee通信模塊將本航標(biāo)周圍的海上水文信息、天氣信息和本航標(biāo)的位置信息傳送給其他智能航標(biāo)裝置，同時(shí)接收其他智能航標(biāo)裝置傳送的其他航標(biāo)周圍的海上水文信息、天氣信息和其他航標(biāo)的位置信息；

所述水文及天氣信息采集模塊包括采集海上光照信息的光照傳感器、采集海上溫度信息的溫度傳感器、采集海上空氣濕度信息的濕度傳感器、采集海上風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器、采集海上風(fēng)速信息的風(fēng)速傳感器、采集水深信息的水深傳感器和采集海水流速信息的流速傳感器；

為所述水文及天氣信息采集模塊、所述北斗衛(wèi)星通信模塊、?所述Lora/Wbee通信模塊、所述邊緣計(jì)算模塊和所述北斗衛(wèi)星定位模塊提供電源的電源模塊；

接收N個(gè)所述北斗衛(wèi)星通信模塊傳送的N個(gè)航標(biāo)的水文信息、天氣信息、位置信息的邊緣服務(wù)器，所述邊緣服務(wù)器進(jìn)行水文、天氣信息和位置信息進(jìn)行處理形成相關(guān)水域的航道流場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知圖并預(yù)測(cè)航道存在的風(fēng)險(xiǎn)；

所述邊緣計(jì)算模塊接收所述光照傳感器采集海上光照信息、所述溫度傳感器采集海上溫度信息、所述濕度傳感器的采集海上空氣濕度信息、所述風(fēng)向傳感器的采集海上風(fēng)向信息、所述風(fēng)速傳感器的采集海上風(fēng)速信息、所述水深傳感器的采集水深信息、所述流速傳感器的采集海水流速信息和所述北斗衛(wèi)星定位模塊傳送的本航標(biāo)位置信息基于人工智能算法以邊緣計(jì)算的方式對(duì)來自本航道上的水文信息和天氣信息進(jìn)行處理，得到實(shí)時(shí)的水文信息和天氣信息并預(yù)測(cè)的本航道的天氣信息、水文信息的變化情況；

所述邊緣計(jì)算模塊包括采集海上光照信息、溫度信息、空氣濕度信息、風(fēng)向信息、風(fēng)速信息、水深信息、流速信息和航標(biāo)位置信息的數(shù)據(jù)采集子模塊；

接收所述數(shù)據(jù)采集子模塊傳送的海上光照信息、溫度信息、空氣濕度信息、風(fēng)向信息、風(fēng)速信息、水深信息、流速信息和航標(biāo)位置信息，通過訓(xùn)練好的人工智能算法預(yù)測(cè)水文信息、天氣信息變化、并將預(yù)測(cè)的水文信息、天氣信息變化傳送所述邊緣服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理子模塊；

接收所述數(shù)據(jù)處理子模塊傳送的預(yù)測(cè)水文信息和天氣信息變化及其他邊智能航標(biāo)裝置的邊緣計(jì)算模塊傳送的天氣、水文、航標(biāo)位置信息，采用存儲(chǔ)資源管理算法和計(jì)算資源管理算法對(duì)本航道內(nèi)任務(wù)的管理、分配，以及對(duì)其他智能航標(biāo)裝置Lora/Wbee通信模塊傳送過來的需要及時(shí)處理的任務(wù)進(jìn)行管理、分配的計(jì)算卸載子模塊；

對(duì)航標(biāo)的數(shù)據(jù)采集子模塊的信息采集功能，數(shù)據(jù)處理子模塊的水文、天氣生成功能和水文、天氣預(yù)測(cè)功能，燈光模塊的燈光控制功能，故障檢測(cè)模塊的故障檢測(cè)功能，計(jì)算卸載子模塊的任務(wù)管理、分配功能進(jìn)行管理的服務(wù)管理子模塊；

通過檢測(cè)天氣、水文、位置、故障數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)和天氣、水文、位置、故障數(shù)據(jù)量的大小來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送的先后順序和數(shù)據(jù)多少對(duì)Lora/Wbee的通信模塊進(jìn)行管理的通信資源管理模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的智能航標(biāo)系統(tǒng)，其特征還在于：所述智能航標(biāo)裝置還包括對(duì)所述邊緣計(jì)算模塊處理的天氣信息和水文信息進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的智能航標(biāo)系統(tǒng)，其特征還在于：所述智能航標(biāo)裝置還包括為船只航行提供燈光的燈光模塊，所述燈光模塊與所述邊緣計(jì)算模塊相連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的智能航標(biāo)系統(tǒng)，其特征還在于：?對(duì)所述北斗衛(wèi)星通信模塊、所述Lora/Wbee通信模塊的功能進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)所述燈光模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)所述電源模塊的電池?fù)p耗及使用情況進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)水文及天氣信息采集模塊的正常采集功能進(jìn)行檢測(cè)的故障檢測(cè)模塊。