基于物聯網的無人水面艇航行監控系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無人艇航行監控系統，尤其涉及基于物聯網的無人水面艇航行監控系統。
【背景技術】
[0002]無人水面艇(USV，Unmanned Surface Vehicle)也稱為水面機器人，為海洋開發和航運發展提供了一種在危險情況下代替人工進行作業的安全途徑，主要用于執行危險以及不適于載人船只執行的任務。目前，國際上無人水面艇的研宄和應用正向智能化方向發展，而我國對無人水面艇的研宄和應用還處于起步階段，在無人水面艇的智能化方面，很多關鍵技術還很薄弱，且多數處于遙控階段。當前國內的無人水面艇有些也可以實現遠程監控，但大都存在著結構復雜、成本高、可靠性與人性化低等缺陷，且還不能實現通過個人手持移動監控終端等設備隨時隨地遠程監控無人艇自主航行狀態。
[0003]隨著工業4.0概念的提出，國家加快了邁向智能化的步伐，物聯網技術越來越受到社會各界的重視，其中作為其核心技術的Zigbee無線通信技術呈現出了迅猛發展的勢頭，Zigbee技術因其低功耗、易實現、可靠性高等優點正被廣泛應用于各個方面，例如智能家居、智能大棚、醫療傳感設備等控制領域。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種基于物聯網的無人水面艇航行監控系統，能夠利用物聯網技術有效提升無人水面艇航行的智能化水平，便于隨時隨地的對無人艇執行水面任務時的各艇載模塊的運行狀態進行遠程監測與控制。
[0005]為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種基于物聯網的無人水面艇航行監控系統，包含:無人艇艇載監控設備以及無人艇遠程監控終端；
其中，所述無人艇艇載監控設備設有ARM中央處理器模塊和分別與之連接的Zigbee無線通信傳輸模塊、若干傳感器及驅動設備；
若干傳感器各自采集實時的無人艇工作狀態信息并發送給ARM中央處理器模塊，通過ARM中央處理器模塊傳送給Zigbee無線通信傳輸模塊，并經由Zigbee無線通信傳輸模塊發送給所述無人艇遠程監控終端；
所述Zigbee無線通信傳輸模塊還向ARM中央處理器，發送來自無人艇遠程監控終端的控制指令，所述ARM中央處理器根據控制指令，控制各傳感器及驅動設備執行調整無人艇工作狀態的相應動作。
[0006]優選地，所述無人艇遠程監控終端設有岸基數據處理單元，接收所述無人艇艇載監控設備的Zigbee無線通信傳輸模塊發送的無人艇工作狀態信息，以及向所述Zigbee無線通信傳輸模塊發送控制指令。
[0007]優選地，所述無人艇遠程監控終端還設有與岸基數據處理單元連接的GPRS/GSM無線網關模塊，將接收到的無人艇工作狀態信息發送給與所述GPRS/GSM無線網關模塊連接的個人移動監控終端上顯示，以及接收個人移動監控終端發送的控制指令并傳輸給岸基數據處理單元。
[0008]優選地，所述無人艇遠程監控終端還設有與岸基數據處理單元連接的岸基人機交互顯示界面，對接收到的無人艇工作狀態信息進行顯示，以及向岸基數據處理單元發送控制指令。
[0009]優選地，所述無人艇遠程監控終端還設有與岸基數據處理單元連接的Internet互聯網模塊，將接收到的無人艇工作狀態信息傳輸到Internet云服務器，網絡終端通過接入Internet云服務器來獲知無人艇工作狀態。
[0010]優選地，所述無人艇艇載監控設備的傳感器，包含GPS傳感器定位模塊和雷達測距豐旲塊。
[0011]優選地，所述無人艇艇載監控設備的驅動設備，包含繼電器組；所述繼電器組與螺旋槳電機驅動模塊連接，根據ARM中央處理器傳送的控制指令，來驅動無人艇螺旋槳的轉動速度。
[0012]優選地，所述無人艇艇載監控設備的Zigbee無線通信傳輸模塊與所述無人艇遠程監控終端之間雙向通信的信息，通過自組網中若干節點轉發。
[0013]本發明提供所述基于物聯網的無人水面艇航行監控系統，來解決國內現有無人水面艇多數無法實現可靠的智能遠程監控功能，更不具備使用個人移動監控終端以及其他網絡終端對無人艇的艇載模塊進行隨時隨地實時監控功能的問題。
[0014]本發明的所述基于物聯網的無人水面艇航行監控系統，其優點在于:
當無人水面艇在水面自主航行執行特定任務時，本發明的艇載監控設備會利用Zigbee無線通信傳輸模塊將當前時刻無人艇各部分的工作狀態信息，發送給自組網內的無人艇智能遠程監控終端，無人艇智能遠程監控終端接收到數據信息，經過岸基數據處理單元發送至人機交互界面上顯示當前狀態，并連接GPRS/GSM模塊與Internet互聯網模塊，將無人艇實時狀態信息傳入云服務器，方便個人手持移動監控終端以及其他網絡終端隨時隨地接收實時信息。
[0015]手持移動監控終端與岸基人機交互界面可以根據接收到的相關信息把控制指令經過Zigbee無線通信傳輸模塊和GPRS/GSM無線網關發送給艇載監控設備中的ARM中央處理器，ARM中央處理器然后根據指令控制，改變無人艇當前時刻的相應狀態。個人移動監控終端可通過GPRS/GSM無線網關模塊與無人艇艇載監控設備中的Zigbee無線通信傳輸模塊實現一對一的雙向實時通信，達到監測與控制無人艇狀態的目的。
[0016]本發明能夠將物聯網技術應用到無人水面艇，不僅可以充分利用當前發達的互聯網技術實現無人艇遠程信息監測，還可以對艇載設備實現遠程控制，大大提高了智能化監控水平，且系統簡單，成本低廉，易于實現。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明所述基于物聯網的無人水面艇航行監控系統的結構框圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發明所述基于物聯網的無人水面艇航行監控系統，主要包含無人艇艇載監控設備10及無人艇遠程監控終端20。本發明將物聯網技術應用到無人艇智能監控領域，可以實時監測與控制無人艇航行過程中各部分的狀態信息，大大提高無人水面艇航行監控的實時性和高效性。
[0019]其中，無人艇艇載監控設備10包含ARM中央處理器模塊IUZigbee無線通信傳輸模塊12、雷達測距傳感器模塊13、GPS傳感器定位模塊14、繼電器組15、螺旋槳電機驅動模塊16。
[0020]所述Zigbee無線通信傳輸模塊12、雷達測距傳感器模塊13、GPS傳感器定位模塊14、繼電器組15，分別連接ARM中央處理器模塊11的不同管腳，并與ARM中央處理器實現雙向信息傳輸。所述雷達測距傳感器模塊13、GPS傳感器定位模塊14，根據ARM中央處理器向其各自發送的控制指令，對無人艇的實時航行速度、所處位置的經瑋度信息、雷達測距信息以及所執行任務的進度信息等，進行采集并向ARM中央處理器發送。如需要采集無人艇的其他工作狀態信息，還可以根據實際應用需要在無人艇艇載監控設備10中配置其他的傳感器。
[0021]所述Zigbee無線通信傳輸模塊12用于向無人艇智能遠程監控終端，發送來自A