阅读说明：本技术 自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端及其控制方法 (Self-powered narrow-band internet-of-things variable-frequency marine Beidou position indicating terminal and control method thereof ) 是由 全心 于 2020-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端及其控制方法,该终端包括主控模块、加速度传感器、用于采集船舶定位信息的卫星定位模块、用于传送船舶定位信息的NB-IoT无线通信模块、用于提供电源的供电模块和扩展存储器,加速度传感器、卫星定位模块、NB-IoT无线通信模块、供电模块和扩展存储器均与主控模块连接,加速度传感器检测船舶的运动状态,并负责唤醒主控模块,扩展存储器存储未传送的定位信息,主控模块根据船舶的运动状态调整示位频率,以及存储、补传超出通信范围的定位信息。本发明能智能调节终端示位频率,降低终端功耗,并具有NB-IoT移动信号的盲区补传功能,突破了移动基站信号覆盖范围有限的局限性。(The invention discloses a self-powered narrowband internet of things variable-frequency type marine Beidou position indicating terminal and a control method thereof, wherein the terminal comprises a main control module, an acceleration sensor, a satellite positioning module for acquiring ship positioning information, an NB-IoT wireless communication module for transmitting the ship positioning information, a power supply module for providing a power supply and an expansion memory, the acceleration sensor, the satellite positioning module, the NB-IoT wireless communication module, the power supply module and the expansion memory are all connected with the main control module, the acceleration sensor detects the motion state of a ship and is responsible for awakening the main control module, the expansion memory stores positioning information which is not transmitted, and the main control module adjusts position indicating frequency according to the motion state of the ship and stores and transmits the positioning information which exceeds a communication range. The invention can intelligently adjust the position indicating frequency of the terminal, reduce the power consumption of the terminal, has the blind area supplementary transmission function of NB-IoT mobile signals and breaks through the limitation of limited signal coverage of the mobile base station.)

自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端及其控制方法

技术领域

本发明属于船用北斗卫星定位领域，具体涉及一种自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端及其控制方法。

背景技术

智能北斗示位终端用于船位的动态监控，通过示位功能达到防盗、防台和休禁渔监管及进出港报告的目的，现有的船位监控终端存在以下的缺点和不足：1、采用定频示位系统，示位频率不变，渔船不移动时也重复示位，浪费有限电源；2、采用的太阳能电源，除存在较大的高温时爆燃安全隐患外，还受限于安装位置(太阳能板必须朝天)、太阳能有效收集时间太短、太阳能电池容量小和台风天气容易吹翻损坏等因素；3、采用北斗卫星双向通讯，除了需要高额的成本，还需配置外置的接收天线，限制了小型船舶的应用。

发明内容

为了克服现有船位监控终端存在的缺陷与不足，本发明提供一种自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端及其控制方法，本发明能降低终端功耗，延长电池支撑终端有效运行的时间；采用NB-IoT移动通信方式传送定位信息，不仅功耗更低，而且无需专门地设置天线，便于小型船舶安装；采用一次性非可燃性电解液锂电池，安全性更高；具有移动信号的盲区补传功能，当终端超出移动基站的覆盖区域时，将保存终端定位信息于扩展内存中，可储存2300个卫星定位信息，等待有无线通信信号时，再补传相应的定位信息，突破了移动基站信号覆盖范围有限的局限性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端，包括：主控模块、加速度传感器、卫星定位模块、NB-IoT无线通信模块、供电模块和扩展存储器；

所述加速度传感器、卫星定位模块、NB-IoT无线通信模块、供电模块和扩展存储器均与主控模块连接，所述加速度传感器用于检测船舶的运动状态，并唤醒主控模块，所述卫星定位模块用于采集船舶定位信息，所述NB-IoT无线通信模块用于传送船舶定位信息，所述供电模块用于提供电源，所述扩展存储器用于存储未传送的定位信息，所述主控模块用于根据船舶的运动状态调整示位频率，以及存储、补传超出通信范围的定位信息。

作为优选的技术方案，还设置有主板仓和电池仓，所述主控模块设置在主板仓内，所述主板仓采用密封材料密封，所述供电模块设置在电池仓内。

作为优选的技术方案，所述主板仓上盖设有高频电子身份标签，所述电子身份标签用于记录船舶的电子身份信息。

作为优选的技术方案，还设置有底座和上盖，所述底座两侧设有紧固螺丝，所述底座与船体连接，所述上盖与电池仓可拆卸连接，所述上盖设有硅胶材质的密封圈。

作为优选的技术方案，所述NB-IoT无线通信模块采用Quectel BC20型号无线通信模块，所述主控模块设有SIM卡槽，用于安装SIM流量卡。

作为优选的技术方案，所述供电模块采用一次性锂-亚硫酰氯卷绕式电池。

本发明还提供一种自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端的控制方法，包括下述步骤：

检测船舶的运动状态：根据加速度传感器监测数据判断船舶处于航行状态还是停泊状态，变频发送定位数据，调整卫星示位间隔时间；

当判断船舶处于航行状态时，终端示位频率调整为预设的航行状态频率；

当判断船舶处于停泊状态时，终端示位频率调整为预设的停泊状态频率。

作为优选的技术方案，所述变频发送定位数据，当超出基站通信范围时，将定位数据存储到扩展存储器，待恢复通讯后补传定位数据。

作为优选的技术方案，所述定位数据包括船舶信息、经纬度信息和定位时间信息。

作为优选的技术方案，所述调整卫星示位间隔时间，根据基准示位间隔时间进行调整。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明采用运动传感技术分辨出船舶处于航行状态或者停泊状态，智能调节终端示位频率(间隔时间)，船移动示位频率密、船停止则示位频率疏，降低终端功耗。

(2)本发明具有移动信号的盲区补传功能，当终端超出移动基站的覆盖区域时将保存终端定位信息，等待有无线通信信号时，再补传存储的定位信息，突破了移动基站信号覆盖范围有限的局限性。

(3)本发明在主板仓外表面设有高频电子身份标签，方便手持终端通过NFC方式查验船舶身份信息及追踪船舶运行轨迹。

(4)本发明将主板仓设置在电池仓内，主板仓采用密封材料密封，相当于电池仓加上密封材料的双重保护主板仓；并且采用主板仓与底座分离设计，可以避免水从底盖进入，增强主板仓的密封性及防水性。

(5)本发明无线通信模块为Quectel BC20，相对传统的NB-IoT+GNSS方案，QuectelBC20设计使其体积减少40％，尺寸紧凑，不仅功耗更低，而且无需专门设置的天线，便于小型船舶安装。

附图说明

图1为本实施例自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端的内部模块结构示意图；

图2为本实施例自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端的整体结构示意图；

图3为本实施例自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端的内部结构示意图；

图4为本实施例自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端的上盖结构示意图。

其中，1-上盖，2-第一螺丝，3-底座，4-第二螺丝，5-铅封，6-主板仓，7-电源接口，8-电池仓，9-供电模块，10-供电模块卡座，11-密封圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端，包括：主控模块、加速度传感器、卫星定位模块、无线通信模块、供电模块和扩展存储器；

在本实施例中，加速度传感器、卫星定位模块、无线通信模块、供电模块和扩展存储器均与主控模块连接，加速度传感器用于检测船舶的运动状态，卫星定位模块用于输出船舶定位信息，无线通信模块用于传输船舶定位信息，供电模块用于提供电源，扩展存储器用于存储定位信息，主控模块用于根据船舶的运动状态调整定位频率及根据通信范围补传定位信息。

在本实施例中，自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端是具备自控、盲区补传功能、高集成化的变频示位智能终端，通过加速度传感唤醒或定时唤醒定位功能，没有运动时终端进入休眠(加速度传感器一直保持监测状态)，通过运动传感技术智能分辨出船舶是处于航行状态还是停泊状态，调节终端示位频率以节约用电。

如图2、图3和图4所示，船用北斗示位终端设置有上盖1、底座3、主板仓6和电池仓8，底座3两侧设有第一螺丝2，用于将终端与船体固定，底座3与船体连接，上盖1与电池仓8可拆卸连接，上盖设有密封圈11，以往与船体接触的底盖需用螺丝拧紧的方案不同，本实施例采用主板仓与底座分离设计，底盖无需使用螺丝，可以避免水从底盖进入，增强了防水性。另一方面，现有的电池仓上盖相对产品体积过小，装拆电池时不容易上盖或拆盖，本实施例在在不改变整体产品尺寸的前提下，增大上盖体积，方便上盖或拆盖，上盖设有第二螺丝4及铅封5，其中第二螺丝用于紧固上盖与电池仓。

如图3所示，主板仓6设置在电池仓8内，主控模块设置在主板仓6内，主控模块采用密封材料密封，供电模块9通过供电模块卡座10固定在电池仓8内，供电模块9上设有电源接口7，本实施例采用密封材料紧密封装主板仓，相当于电池仓+密封材料的双重保护主板，更不容易主板受损或进水。

在本实施例中，主板仓上表面粘贴有高频(13.56M)电子身份标签，电子身份标签用于记录船舶的电子身份信息，通过近距离无线通讯技术(NFC)读取后，识别船舶身份信息，电子身份标签是粘贴在主板仓上端的，配合使用APP应用将智能北斗示位终端产品信息与船舶的电子身份信息绑定，通过NFC读取后，在APP上查验船舶身份信息及追踪船舶运行轨迹。

在本实施例中，无线通信模块采用Quectel BC20型号无线通信模块，相对传统的NB-IoT+GNSS方案，Quectel BC20无线通信模块的一体化设计使其体积减少40％，尺寸紧凑。

在本实施例中，供电模块优选一次性锂-亚硫酰氯卷绕式电池，该电池一方面具有宽广的温度范围(-60～85℃)，另一方面电池自放电电流和电压平稳，确保供电稳定，提高终端稳定性；

在本实施例中，主控模块设有SIM卡槽，用于安装SIM流量卡。

根据大数据观察发现，船舶在24h内，约30％的时间是航行的，约70％的时间是停泊的，本实施例的终端既要用于船舶的动态监控，又要延长电源使用寿命，特结合变频控制技术和运动传感器技术，推出“船舶航行的时候加大示位密度，船舶停泊的时候降低示位密度”的节能解决方案，

本实施例的自供电窄带物联变频式的船用北斗示位终端的控制方法具体包括下述步骤：

检测船舶的运动状态，根据加速度传感器监测数据判断船舶处于航行状态还是停泊状态，发送定位数据；

当判断船舶处于航行状态时，按照预设的航行状态频率进行卫星定位，并发送船舶定位数据；

当判断船舶处于停泊状态时，按照预设的停泊状态频率进行卫星定位，并发送船舶定位数据；

在本实施例中，预设的航行状态示位频率和预设的停泊状态示位频率均设有基准示位频率值，可通过数据中心或者云平台进行参数下发调整；本实施例的加速度传感器是一直在监测，如果加速度传感器监测到加速度的变化判断船舶航行时，唤醒主控模块启动卫星定位模块和通信模块，开始按运动状态的频率示位；当加速度传感器监测到没有加速度变化判断船舶进入停泊状态时，主控模块自动进入停泊状态的示位频率。

在本实施例中，在基站通信传输范围内，通过无线通信方式传输定位数据，超出基站通信传输范围时，将定位信息存储到扩展存储器，待恢复通讯后补发定位信息，突破了移动基站信号覆盖范围有限的局限性。

在本实施例中，定位数据包括船舶信息、经纬度信息和定位时间信息。

在本实施例中，航行状态卫星定位和停泊状态卫星定位设置定位间隔时间，所述定位间隔时间根据基准定位频率的间隔时间调整；

本实施例的卫星定位模块集成了BeiDou和GPS系统，支持包括GP、GN、BD；通过加速度传感器检测后，主控模块发送指令自主调解示位频率，运动触发时，启动固定时间示位一次，停泊时，启动另一固定时间示位一次，固定时间间隔为出厂设置默认基准示位频率的间隔时间；

本实施例的卫星定位及无线通信模块的集成使用：采用无线通信方式传送定位信息，相比利用卫星通道传送，成本大大降低；相对于卫星传送短报文，采用无线通信方式传送定位信息，信息量大增，采用NB—IoT无线通信技术功耗大大降低。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。