專利名稱：一種艦船用短信傳輸系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信技術領域，更具體地涉及一種艦船用短信傳輸系統及其短信傳輸方法，適用于遠海遠程通信。
背景技術：
隨著通信技術的不斷發展，3G通信向海洋輻射的要求日益迫切。但是，由于存在基站架設的困難，面向海洋的3G通信受到很大限制，無法實現遠海3G通信，影響用戶體驗。尤其，對于遠海中的艦船，船員和家人幾乎無法通信聯絡。
發明內容為彌補上述缺陷，本實用新型的目的在于提供一種艦船用短信傳輸系統及其短信 傳輸方法，不僅能使遠在千里之外的船上用戶能收到陸地家里3G用戶發送的各種短信，還能實現船上用戶成功發送短信給陸地指定3G用戶。為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現。技術方案一一種艦船用短信傳輸系統，其特征在于，包括岸上手機終端，公網，G短信平臺，短波數據通信控制平臺和船載終端；所述G短信平臺，通過公網實現岸上手機終端和短波數據通信控制平臺的短信傳輸;所述短波數據通信控制平臺，通過短波信道與船載終端實現短信傳輸。上述技術方案的特點和進一步改進在于(I)所述船載終端內嵌有手機通信模塊；所述船載終端在公網覆蓋范圍內，選擇通過公網與岸上手機終端進行短信通訊。(2)所述短波數據通信控制平臺包括短波數據交換控制器，短波通信接口服務器，依次接收短波數據的接收天線、短波接收機、短波接收控制器，以及依次發送短波數據的短波發射控制器、短波發射機、發射天線;其中，所述短波通信接口服務器用于短波數據通信控制平臺與所述G短信平臺之間的數據傳輸；所述短波數據交換控制器用于控制短波通信接口服務器與短波接收控制器、短波發射控制器之間的數據接收和數據轉發。(3)所述G短信平臺，包括公網短信網關服務器、G短信接口服務器和數據庫服務器；所述公網短信網關服務器通過公網接收或向岸上手機終端轉發短信數據；所述G短信接口服務器用于G短信平臺與短波數據通信控制平臺之間的數據傳輸;[0018]所述數據庫服務器用于存儲和備份短信數據。(4)所述船載終端包括短波接收模塊、短波發射模塊、控制短波數據接收與發射的綜合控制處理單元、以及嵌入式電腦系統；所述嵌入式電腦系統處理短波數據，顯示或輸入短 目。技術方案二 一種艦船用短信傳輸方法，基于上述的艦船用短信傳輸系統，其特征在于，所述方法包括岸上手機終端向船載終端發送短信時，如果船載終端處在公網覆蓋范圍內，則通過公網將此短信發送到船載終端，如果船載終端不在公網覆蓋范圍內，則通過短波信道將此短信發送到船載終端；船載終端接收岸上手機終端發送的短信時，如果船載終端處于公網覆蓋范圍內，則通過公網接收此短信，如果船載終端處于公網覆蓋范圍外，則通過短波信道接收該短信；船載終端向岸上手機終端發送短信時，如果船載終端處于公網覆蓋范圍內，則選擇公網或短波信道發送短信，如果船載終端處于公網覆蓋范圍外，則通過短波信道發送該短 目;岸上手機終端接收短信時，如果船載終端處于公網覆蓋范圍內，則通過公網接收該短信，如果船載終端處于公網覆蓋范圍外，則通過短波信道接收該短信。本實用新型運用短波通信技術和3G通信技術，通過G短信平臺與短波數據通信控 制平臺的接力傳輸，實現了短信的短波傳輸，實現了 3G網絡和短波通信網的跨網通信，實現了 3G網絡通過短波傳輸的方式使通信范圍擴大和延伸，使海上與陸地實現了雙向短信傳輸，為海上用戶提供了一種新的無線通信模式和渠道。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的結構和工作原理作進一步詳細說明。圖I為本實用新型的一種艦船用短信傳輸系統原理示意圖；圖2為本實用新型實施例中短波通信接口服務器的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例中短波通信接口服務器模塊結構示意圖；圖4為本實用新型實施例中短波數據交換控制器的結構示意圖；圖5為本實用新型實施例中短波發射控制器的結構示意圖；圖6為本實用新型實施例中短波接收控制器的結構示意圖；圖7為本實用新型實施例中岸上手機終端發送短信至船載終端的流程圖；圖8為本實用新型實施例中短波數據通信控制平臺短信發送的流程圖；圖9為本實用新型實施例中船載終端接收短信的流程圖；
圖10為本實用新型實施例中船載終端發送短信的流程圖；圖11為本實用新型實施例中岸上手機終端接收短信的流程圖；圖12為本實用新型的艦船用短信傳輸方法的G短信下行傳輸流程圖；圖13為本實用新型的艦船用短信傳輸方法的G短信上行傳輸流程圖。
具體實施方式
參照圖1，為本實用新型一種艦船用短信傳輸系統，由短波數據通信控制平臺、G短信平臺、船載終端以及公網、岸上手機終端共同構成。其中，基于現有的公網、岸上手機終端，通過對短波數據通信控制平臺、G短信平臺、船載終端這3大部分的軟、硬件設計以達到實現短信遠海傳輸的目的，其中短波數據通信控制平臺、G短信平臺為岸臺設備。文中，公網泛指電信、聯通、移動等運營商的無線通信網絡。G短信包含3G網絡、2G網絡系統的所有短信業務。實施例中，公網采用聯通的無線通信網絡。本實施例中，船載終端采用了最先進的嵌入式技術的產品。其內部集成了基于Windows CE操作系統的32位ARM高速處理器內核的嵌入式電腦、高畫質7寸TFT顯示屏、手寫輸入模塊，組成嵌入式電腦系統，用于處理短波數據、顯示或輸入短信。接收天線、短波接收機構成船載終端的短波接收模塊；短波調制解調器、外置的短波發射機、發射天線構成船載終端的短波發射模塊；綜合控制處理單元控制短波數據的接收與發射。嵌入式電腦系統與綜合控制處理單元雙向通信，可以實現數據的短波發送與接收，具有短波通信機制。 本實施例的船載終端中內嵌有手機通信模塊，即內置的3G無線通信模塊，并對應設置3G天線，以及輔助設置GPS接收模塊和GPS天線。船載終端在公網(即3G通信基站)覆蓋范圍內，嵌入式電腦系統可以選擇通過公網與岸上手機終端進行短信通訊。本實施例的船載終端使用時，在海上作業的船只能夠在近海(約100公里以內且有3G網絡覆蓋)利用內置的3G無線通信模塊，通過3G網絡實現3G無線座機功能，除了能夠進行短信雙向傳輸外，還可以上網沖浪，瀏覽網頁等全方位的3G服務。當船只遠離陸地(據海岸線100公里以外)，3G網絡已經無法覆蓋時，則啟用短波通信機制，通過短波信道進行短信的接收和發送。該船載終端通過有機地結合短波信道或3G無線信道，實現了 3G短信遠海傳輸功能。短波通信距離視船上所安裝的短波電臺功率大小及船上架設的短波天線來決定。因為岸上短波發射機功率大小和架設天線的選擇不受安裝空間的影響。當然采用天線陣或分集接收方式可以使系統的通信距離不受限制，而保證全球通信。本實施例中，G短信平臺，包括公網短信網關服務器、G短信接口服務器和數據庫服務器，實際部署時可以合并部署在一臺計算機上。公網短信網關服務器通過互聯網或專線接入聯通在信網關。通過互聯網接入時，公網短信網關服務器需要具有固定的公網IP地址；通過專線接入時公網短信網關服務器需要具有固定的專線IP地址。為提高平臺安全性，公網短信網關服務器與聯通在信網關的連接需要經過防火墻進行過濾、隔離。公網短信網關服務器部署基于聯通SGIP協議的短信網關程序，實現聯通G網短信的發送、接收、狀態報告獲取等功能。公網短信網關服務器通過公網可以接收或向岸上手機終端轉發短信數據。數據庫服務器用于存儲和備份短信數據，數據庫服務器使用MySQL數據庫，存儲短信平臺的各類基礎數據、業務數據，實現數據的定時自動備份功能。G短信接口服務器部署接口服務，實現G短信平臺與短波數據通信控制平臺的短信交互，即用于G短信平臺與短波數據通信控制平臺之間的數據傳輸。G短信平臺的設計按照公網通信運營商的通信協議進行設計。[0048]本實施例中，短波數據通信控制平臺，通過短波信道與船載終端實現短信傳輸。短波數據通信控制平臺實現短波單通道雙工短信數據傳輸，具體包括短波數據交換控制器，短波通信接口服務器，依次接收短波數據的接收天線、短波接收機、短波接收控制器，以及依次發送短波數據的短波發射控制器、短波發射機、發射天線；其中，短波通信接口服務器用于短波數據通信控制平臺與所述G短信平臺之間的數據傳輸；短波數據交換控制器用于控制短波通信接口服務器與短波接收控制器、短波發射控制器之間的數據接收和數據轉發。短波通信接口服務器的硬件特性是一臺計算機。在WINDOWS XP操作系統的支持下，以及通過應用軟件的設計，實現G短信平臺與短波數據通信控制平臺的短信數據交互，控制短波數據的轉發與接收，以及人機界面、客戶資料、數據庫信息的處理等。短波發射機是一個通用設備。該設備的功能是將已調制的短信數據通過短波頻率發射出去。為了保證與遠距離海上船只進行通信，應選用大功率的短波發射機，發射功率>500W為宜。短波發射機和短波接收機在本系統中，設置到異頻工作模式，即發射和接收頻率不同，這樣保證了本系統的全雙工通信。當然，這些設置必須保證能夠進行可靠通信為前提。短波發射機音頻端口連接短波發射控制器，天線端口連接高增益短波發射天線，發射天·線的選擇應與短波發射機的發射功率相匹配，且保證發射效率。短波接收機也是一個通用設備。該設備的功能是實時接收當前設置頻率上的音頻信號，并通過音頻接口將該信號傳遞到短波接收控制器。其天線端口連接高增益短波接收天線。接收天線的選擇應與短波接收機相匹配，保證高的接收靈敏度。影響短波通信效果的主要因素中，天線是首要的。選擇一副好天線可以使電臺的有效輻射功率成倍甚至成幾倍增加。根據通信距離、通信方向(定向或全向)、承受功率的不同，短波天線品種可以有多種選擇，從國際上看，使用寬帶天線是流行趨勢，這是因為寬帶天線具有結構簡單，架設方便，不用天調，不接地線，頻率范圍寬等優點。本實施例中的發射天線和接收天線均采用新型三線式高效寬帶天線。結合圖2，為本實用新型實施例中短波通信接口服務器結構，其中，短波通信接口服務器與G短信平臺的物理連接采用標準的RJ45硬件接口，采用基于TCP/IP的Socket通信方式，實現短信數據交互。交互的數據信息包含短信數據的傳輸，短信傳輸的狀態報告，船臺編號與手機號碼對應關系的實時數據庫同步信息。短波通信接口服務器與短波數據交換控制器的硬件接口采用標準三線制RS-232C異步串行數據接口，數據傳輸速率默認115200Kbps (根據需要可以改變)。該接口實時接收從短波數據交換控制器傳來的短信數據，并實時接收從G短信平臺傳遞來需要發送的短信數據。當短波通信接口服務器收到從G短信平臺來的短信數據，如果符合協議要求，且是本系統網內用戶，則首先提取該短信數據并進行數據格式轉換，轉換后保存，然后將本條短信加入到短波短信發送隊列中。一旦短波信道空閑，則自動將本條信息經過格式匹配后發送到短波數據交換控制器。當短波通信接口服務器收到從短波數據交換控制器送來的短信數據時，經數據格式轉換匹配后自動發送到G短信平臺。結合圖3，為本實用新型實施例中的短波通信接口服務器的模塊示意圖，所述模塊包括短信數據調度管理模塊、短波數據交換模塊、登陸管理模塊、數據庫管理模塊、RS232C接口模塊和TCP/IP接口模塊。其中，短信數據調度管理模塊用于對短信數據進行調度和管理；短波數據交換模塊用于對短波數據進行交換；登陸管理模塊對所有登陸用戶進行管理；數據庫管理模塊用于對數據庫的數據信息進行管理；RS232C接口模塊用于通過RS232C接口進行連接；TCP/IP接口模塊用于進行TCP/IP接入。結合圖4，為短波數據交換控制器。短波 數據交換控制器是一個進行數據交換的中轉設備，該設備實時接收和轉發三路數據。這三路數據分別是與短波通信接口服務器通信的數據，與短波發射控制器通信的數據，與短波接收控制器通信的數據。三者之間的數據交換按自定義協議進行傳輸。短波數據交換控制器與短波接收控制器、短波發射控制器的硬件接口為K接口。K接口特性的最大優點是可以同時傳輸多路信號，且傳輸距離遠，可達4Km。該接口適用于本系統中要求短波發射機與短波接收機異頻同時工作時，二者應相隔一定距離使相互干擾減小到最小范圍。短波數據交換控制器的硬件采用多處理器模式，即多單片機控制器，并通過多個串口實現多路數據的交換。短波數據交換控制器實時接收短波接收控制器發送來的短信數據，短信數據符合協議要求則首先保存到存儲器中，同時檢測短波通信接口服務器是否處于忙狀態，如果空閑則將該數據傳遞到短波通信接口服務器。短波數據交換控制器實時接收短波通信接口服務器發送來的短信數據，并檢查短波發射控制器是否處于忙狀態，如果空閑則將該數據傳遞到短波發射控制器中。結合圖5，為本實用新型實施例中的短波發射控制器。其中，短波發射控制器通過K接口收到短波數據交換控制器送來的短信數據后，其單片機控制器先將短信數據保存到存儲器中，如果短波發射機空閑，則將該數據進行糾錯編碼，并經短波數據調制器調制為3k以內的音頻信號送入短波發射機的音頻接口，自動控制短波發射機將短信數據發送出去。結合圖6，為本實用新型實施例中的短波接收控制器。其中，短波接收控制器實時接收短波接收機的音頻信號，并通過短波數據解調器解碼。其單片機控制器一旦收到符合協議格式的數據，將首先檢測短波數據交換控制器忙閑狀態，如果空閑自動將該數據傳輸到短波數據交換控制器。本實用新型的艦船用短信傳輸方法，基于上述的艦船用短信傳輸系統，該方法包括岸上手機終端向船載終端發送短信時，如果船載終端處在公網覆蓋范圍內，則通過公網將此短信發送到船載終端，如果船載終端不在公網覆蓋范圍內，則通過短波信道將此短信發送到船載終端；船載終端接收岸上手機終端發送的短信時，如果船載終端處于公網覆蓋范圍內，則通過公網接收此短信，如果船載終端處于公網覆蓋范圍外，則通過短波信道接收該短信；船載終端向岸上手機終端發送短信時，如果船載終端處于公網覆蓋范圍內，則選擇公網或短波信道發送短信，如果船載終端處于公網覆蓋范圍外，則通過短波信道發送該短信；岸上手機終端接收短信時，如果船載終端處于公網覆蓋范圍內，則通過公網接收該短信，如果船載終端處于公網覆蓋范圍外，則通過短波信道接收該短信。下面結合本實用新型的艦船用短信傳輸系統，詳細介紹艦船用短信傳輸方法。參照圖7，為本實用新型實施例中岸上手機終端發送短信至船載終端的流程，其中具體步驟如下[0066]P701 :岸上手機終端編輯短信；當岸上手機終端向船載終端發送短信時，岸上手機終端需按照約定格式編輯短信并發送至一個特殊接入號(由公網約定，例如1065100)。短信內容格式為船臺編號#短信內容。船臺編號指本系統指定的用戶號，號碼由5位組成，第I位是系統指定的固定代碼，號碼范圍0-9 ;后4位號碼范圍000-9999，系統容量10000個。短信內容按公網要求編輯，短信內容字符數量符合公網標準。P702 :將編輯好的短信發送至G短信平臺；P703 G短信平臺判斷此短信是否為規定格式，如果是則轉入步驟P704，如果否則轉入步驟P705 ； G短信平臺接收短信后，驗證是否符合格式并匹配此船臺編號對應的手機號碼。P704:匹配目的號碼；匹配目的號碼的同時轉換短信格式，轉換后的短信格式為短信內容+[來自***](***為源手機號碼)。P705 :如果不符合規定格式，則丟棄此短信；P706 :判斷目的號碼是否在基站覆蓋范圍內，如果在則進入步驟P707，如果沒在則進入步驟P708 ；P707 :通過公網發送；如果目的手機號碼在公網(或聯通或移動或電信)通信基站信號覆蓋范圍內，則短信平臺通過公網基站將此短信發送至目的手機。P708 :通過短波數據通信控制平臺發送。如果目的手機號碼不在公網通信基站信號覆蓋范圍內，則短信通過短波數據通信控制平臺將此短信發送至船載終端。參照圖8，為本實用新型實施例中短波數據通信控制平臺的短信發送流程，其具體步驟如下P801 G短信平臺轉發短信數據到短波數據通信控制平臺；短波數據通信控制平臺發送短信的前提是G短信平臺將短信數據傳遞到該平臺。P802 :按照短波傳輸要求轉換數據格式；當發送短信時，首先按照協議格式提取短信內容及發送方的手機號碼。在短信內容中提取船臺編號作為船載終端號，將發送方的手機號碼填入短信內容中。P803 :數據編碼、調制；具體數據格式如下船臺編號+短信內容+發送方的手機號碼，將該數據經過編碼、調制后送到短波發射機的音頻輸入通道。P804 :短波信道發射。參照圖9，為本實用新型實施例中船載終端接收短信的流程。當船載終端距海岸線約100公里區域以內，且處于公網覆蓋范圍內時，由于船載終端內置3G無線通信模塊，所以就可以直接接收到短信，而不需要通過短波信道。當船載終端處于公網覆蓋范圍外時，由于G短信平臺自動將該短信數據傳送到短波數據通信控制平臺并通過短波信道發射，因此船載終端利用內置的短波接收機接收該基帶信號，并通過內置的短波解調器將基帶信號解調為短信數據，并通過內嵌式電腦系統的顯示器進行顯示。圖10為本實用新型實施例中船載終端發送短信的流程，其具體流程如下P1001 :船載終端編輯短信；當船載終端向岸上手機終端發送短信時，首先啟動短信發送界面，然后利用手寫輸入模塊或鍵盤輸入方式輸入短信內容。P1002 :輸入手機號碼(目的號碼)；在指定文本框輸入目的手機號碼。P1003 :判斷3G無線通信模塊有無信號，如果有則進入步驟P1004 ;如果無則進入步驟P1005 ； P1004 :判斷是否選擇公網，如果選擇則進入步驟P1006 ;如果不選擇則進入步驟P1005 ；如果船載終端的3G無線通信模塊處于公網覆蓋范圍內，則可以選擇公網發送短信，也可以選擇短波信道發送短信。P1005 :短波信道發送短信；如果船載終端處于公網覆蓋范圍外，則只有采用短波信道發送短信。P1006 :公網發送短信。參照圖11，為本實用新型實施例中岸上手機終端接收短信的流程，其具體流程如下當岸上手機終端接收短信時，如果船載終端通過公網發送短信，則直接從公網通過短信平臺傳遞到岸上手機終端。該短信通信模式按照公網運營商信令協議執行。如果短波數據通信控制平臺收到船載終端向岸上手機終端發送的短信，則將收到的短信經過數據格式轉換，通過短波數據通信控制平臺傳遞到G短信平臺，再依次經公網的短信網關、短信中心，將該短信發送到岸上手機終端。綜合上述詳細流程，總結得到本實用新型的艦船用短信傳輸方法的宏觀流程，包括G短信下行傳輸流程和G短信上行傳輸流程；其中，下行傳輸指岸上手機終端發送短信到船載終端，上行傳輸指船載終端發送短信到岸上手機終端。參照圖12，為本實用新型的艦船用短信傳輸方法的G短信下行傳輸流程，其中具體步驟如下首先岸上手機終端編輯短信通過通信基站(公網)發到G短信平臺，如果船載終端在通信基站覆蓋范圍內，則通過通信基站發到船載終端；如果船載終端不在通信基站覆蓋范圍內，則通過短波通信接口服務器接收從G短信平臺來的短信數據，并將該短信數據經過格式匹配后，發送到短波數據交換控制器，然后短波數據交換控制器將該數據傳遞到短波發射控制器，再通過短波發射機和發射天線發射，最終船載終端通過其短波信道接收此短。圖13為本實用新型的艦船用短信傳輸方法的G短信上行傳輸流程，其中具體步驟如下首先船載終端將編輯好的短信發送，如果船載終端在通信基站(公網)覆蓋范圍內，則此條短信通過通信基站發送到G短信平臺，再通過通信基站發給岸上手機終端；如果船載終端不在通信基站覆蓋范圍內，則通過短波發射機和發射天線發射信號，發射信號依次被岸臺設備中的接收天線、短波接收機接收此信號，短波接收機將接收的短信發送給短波接收控制器，再經過短波數據交換控制器將短信格式轉換后，發給短波通信接口服務器，短波通信接口服務器將接收的短信發送到G短信平臺，最后通過通信基站發送到岸上手機終端。本實用新型通過G短信平臺與短波數據通信控制平臺的硬件接口和軟件協議實現了 G短信遠海傳輸。當海洋中的船只遠離通信基站時，仍能通過短波信道實現G短信的發送和接收。本實用新型的技術方案實現了 3G網絡和短波通信網的跨網通信，實現了 3G網絡通過短波傳輸的方式使通信范圍擴大和延伸，使遠海船載終端與岸上手機終端可以雙向傳輸短信，為遠海用戶提供了一種新的無線通信模式和渠道。
權利要求1.一種艦船用短信傳輸系統，其特征在于，包括岸上手機終端，公網，G短信平臺，短波數據通信控制平臺和船載終端； 所述G短信平臺，通過公網實現岸上手機終端和短波數據通信控制平臺的短信傳輸； 所述短波數據通信控制平臺，通過短波信道與船載終端實現短信傳輸。
2.根據權利要求I所述的艦船用短信傳輸系統，其特征在于，所述船載終端內嵌有手機通信模塊。
3.根據權利要求I所述的艦船用短信傳輸系統，其特征在于，所述短波數據通信控制平臺包括 短波數據交換控制器，短波通信接ロ服務器，依次接收短波數據的接收天線、短波接收機、短波接收控制器，以及依次發送短波數據的短波發射控制器、短波發射機、發射天線；其中， 所述短波通信接ロ服務器用于短波數據通信控制平臺與所述G短信平臺之間的數據傳輸； 所述短波數據交換控制器用于控制短波通信接ロ服務器與短波接收控制器、短波發射控制器之間的數據接收和數據轉發。
4.根據權利要求I所述的艦船用短信傳輸系統，其特征在于，所述船載終端包括:短波接收模塊、短波發射模塊、控制短波數據接收與發射的綜合控制處理單元、以及嵌入式電腦系統；所述嵌入式電腦系統處理短波數據，顯示或輸入短信。
專利摘要本實用新型涉及通信技術領域，公開了一種艦船用短信傳輸系統，適用于遠海遠程通信。該艦船用短信傳輸系統，包括岸上手機終端，公網，G短信平臺，短波數據通信控制平臺和船載終端；所述G短信平臺，通過公網實現岸上手機終端和短波數據通信控制平臺的短信傳輸；所述短波數據通信控制平臺，通過短波信道與船載終端實現短信傳輸。該艦船用短信傳輸方法中，如果船載終端處在公網覆蓋范圍內與岸上手機終端交互時，采用公網傳輸；如果船載終端處在公網覆蓋范圍外與岸上手機終端交互時，采用公網和短波信道接力傳輸。這樣，不僅能使千里之外的船上用戶收到陸地3G用戶發送的各種短信，還能實現船上用戶成功發送短信給陸地指定3G用戶。
文檔編號H04B1/50GK202586960SQ20112057061
公開日2012年12月5日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者王鐵勇, 羅文革, 李振友, 路彬, 汪全國, 徐光輝, 賀莉, 張會軍, 宋軍偉, 李玉華, 趙興友, 宋丙坤, 崔淇, 屈輝, 趙姍 申請人:陜西烽火通信技術有限公司