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题目:MOB关键技术研究

关键词:落水报警;通信协议;主从结构;轮询模式;北斗卫星导航系统

  摘要


随着海洋利用力度的加大和航运事业的发展,海上船舶安全、人身财产安全也越来越受到重视。随着各种海上安全通信系统的广泛应用,对海上大型船舶提供了比较有效的事故引避和事故搜救手段,国际上各搜救组织也有了相对统一的搜救协作流程。然而,对海上个体的搜救却依然是海上搜救领域一个亟待解决的难题。为此,国际电信联盟提出了落水人员报警技术(Man Overboard System,简称MOB)建议书草案,旨在建立关键的技术要求来推动这个领域的研究。目前,国际上已经有了几种比较典型的落水人员报警技术方式,然而都存在一些问题:没有合理的开环闭环结合模式;无法提供落水人员的位置信息;报警会对GMDSS系统造成一定干扰;没有提供被动报警的手段等。本文正是以国际电信联盟关于落水人员报警技术建议书草案的要求为基础,对这些问题的几个关键技术展开研究。

首先,本文提出了一种基于定位技术的开闭环模式结合的MOB系统。在闭环模式下采用了主从式结构的轮询通信机制,主动报警和被动报警方式的结合,使得该系统对失去通信能力的MOB终端依旧能够触发报警,增强了系统的安全性和可靠性,并且闭环下采用非GMDSS频率工作,确保对其不造成干扰。

随后,本文对MOB闭环模式系统进行了硬件和软件的详细设计和实现。其中,系统通信协议的制定保证了系统基站与终端的通信遵照了统一和严格的规则和流程。在具体实现上,采用了RTX-51实时多任务操作系统,对基站和终端的任务进行划分,简化了传统单一流程的实现复杂性。对终端定位模块输出的$GNRMC报文,本文也提出了详细的解析过程。此外,本文还设计了PC端AlarmManager管理软件,使得对基站和终端状态消息的显示和管理有了更加有效的工具和手段。实验结果表明,该系统能够有效的提供报警手段,并能够对报警消息进行显示和管理,该系统设计和实现的主要功能均能有效完成,符合本文对其的设计要求。

最后,对MOB开环模式系统,本文提出了一种具体的结合AIS的技术实现方式,并对AIS-MOB系统进行了设计。在这个部分,主要的是对AIS-MOB消息结构和编解码的研究。本文也给出了AIS-MOB的详细定义,并介绍了AIS-MOB消息的详细解析过程。

综上所述,本文提出的开闭环结合的MOB技术方式能有效的解决目前该领域其他技术方式存在的几个问题:闭环下,该系统采用非GMDSS频率工作,保证不对其产生干扰;采用主动和被动报警结合,提高了落水报警的安全性;结合BDS/GPS系统,提供了落水人员的位置信息;另外,开环下AIS-MOB结合方式,为MOB的开环技术方式的实现提供了一种现实有效的途径。