一种基于物联网的船岸通管理系统及方法与流程

[0001]
本发明属于船岸通技术领域，尤其涉及一种基于物联网的船岸通管理系统及方法。


背景技术：

[0002]
目前，船岸通为进一步满足广大船员的需求，更好地发挥船员网服务船员的重要功能，为船员提供更加便捷高效的服务，推出了船员版客户端。船员版客户端是为方便船员访问和使用船员网而免费提供给船员安装使用的客户端软件。船员版客户端具有无缝集成、全面整合、简单易用；一个入口、一个界面、一站式全面服务；在船舶航行中有网络连接的情况下，可轻松上传下载船员网的信息；在无网络连接的情况下，同样也可以轻松的查看船员网信息及进行个人资料维护的特点。其功能包括资讯频道：为船员提供新闻资讯、通知公告、职业规划、资质查询、培训考试、法规指南等信息服务的平台。办事频道：为船员提供个人信息管理、博客、简历、求职、培训报名等网上交流以及网上业务申办的平台。培训频道：为船员提供远程教育、视频会议的平台。但是现有的船岸通管理速度慢、容量小；并且进行编程联调转换；同时现有的船岸通管理系统成本高，获取的数据不可靠。
[0003]
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的船岸通管理速度慢、容量小；并且进行编程联调转换；同时现有的船岸通管理系统成本高，获取的数据不可靠。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的船岸通管理系统及方法。
[0005]
本发明是这样实现的，一种基于物联网的船岸通管理方法，所述基于物联网的船岸通管理方法包括以下步骤：
[0006]
步骤一，通过摄像头自动控制录像及操作站利用相应程序对摄像头进行自动控制录像；通过操作站对摄像进行控制，在操作站监控状态下采集所在环境的音频数据，并对其采集的音频数据进行语音识别；网络摄像头从语音识别结果中提取关键词；在所述提取的关键词属于预定关键词的情况下，网络摄像头向卫星站发送携带有所述网络摄像头的标识信息以及基础数据的处理请求；
[0007]
步骤二，卫星站根据接收到的处理请求中的基础数据产生处理响应，并基于该处理响应执行与相应的工作站和/或所述网络摄像头的标识信息对应的网络摄像头的信息交互；同时通过图像处理程序对获取的图像进行处理；所述基础数据包括：所述关键词、音频数据以及视频数据中的至少一种；
[0008]
步骤三，通过摄像头自动控制录像及操作站将录像传输到卫星站和大容量连续储存系统，并通过摄像系统监视屏利用多画面监视屏，对摄像头检测的影像进行展示；通过大容量连续储存系统分别控制世界地图船位动态显示屏、指挥电脑、安全预警系统、船舶综合管理系统、船舶设备管理系统、摄像头自动控制录像及操作站和工作站各个模块的正常运
行；
[0009]
步骤四，获取若干船舶的当前船位状态信息，所述船舶的当前船位状态信息包括船舶的运行速度、船舶性能和舵令信息；根据若干船舶的当前船位状态信息，通过船舶运动学模型获取船舶在世界地图的船位动态信息，所述船位动态信息包括船舶的运行轨迹和位置信息；通过世界地图船位动态显示屏利用显示屏显示世界地图船位动态信息，通过指挥电脑利用监控中的指挥电脑，发送相应的指令信息；
[0010]
步骤五，确定船舶的航行路线，所述航行路线上包括危险位置标识，所述危险位置标识用于标记危险位置，所述危险位置包括弯道、狭窄航道处和浅水处中的至少一种；根据所述航行路线对所述船舶进行导航；当所述船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号；当所述船舶所处的所述航行路线上出现障碍船舶时，通过安全预警系统利用预警设备进行安全预警；通过船舶综合管理系统利用相应的系统，对船舶的信息进行综合管理；通过船舶设备管理系统利用相应的系统对船舶设备的信息进行管理储存；
[0011]
步骤六，通过与卫星站连接的交换机将卫星站发送的信号进行接收，并将接收的信号传递到工作站中；通过工作站根据交换机接收卫星站的信息，进行人工数据处理监控；通过卫星站服务于太空卫星的正常运行、信息接收和处理，主要是承担卫星发射的入轨跟踪、在轨测试、卫星测控、测距、卫星遥测资料的提取、处理、应用、存档和转发的任务。
[0012]
进一步，步骤一中，所述通过摄像头自动控制录像及操作站利用图像处理程序对获取的图像进行处理的方法，包括：
[0013]
(1)通过图像处理程序将摄像头自动控制录像及操作站获取的图像分割成一定像素的像素片，作为参考像素片；
[0014]
(2)通过特征相似模型，确定相似的像素片，与参考像素片组成3d区域；
[0015]
(3)对组成的3d区域进行阈值收缩，变换，将所有的3d块通过加权平均后还原到图像中。
[0016]
进一步，步骤三中，所述船舶综合管理系统中的船舶综合管理包括：
[0017]
驾驶舱监测控制、机舱监测控制、电站监测控制、辅助系统的监测控制、船舶运行状态监测控制。
[0018]
进一步，所述船舶运行状态监测控制包括：工况监测、电路监测和故障诊断和维护。
[0019]
进一步，步骤三中，所述单个工作站包括sql工作站、组态软件、udboard软件、16000点8条船舶和moden。
[0020]
进一步，步骤四中，所述船舶运动学模型的构建方法，包括：
[0021]
(1)通过数据获取单元获取船舶所处位置的当前水域特征，并根据所述水域特征提取出当前水域的多个特征点；
[0022]
(2)根据多个特征点在当前水域中的位置计算出各个特征点的位置坐标；
[0023]
(3)根据当前水域各个特征点的位置坐标，通过模型构建单元构建船舶运动学模型。
[0024]
进一步，步骤五中，所述通过船舶设备管理系统利用相应的系统对船舶设备的信息进行管理储存的方法，包括：
[0025]
(1)将船舶设备信息进行汇总，建立船舶设备数据集合；
[0026]
(2)设定设备数据分类的类，并确定各类组中的中心点；
[0027]
(3)将船舶设备数据集合中的每个数据与各类组中的中心点进行距离计算，将距离最近的点划归为一类；
[0028]
(4)不断重复上述操作，直至全部数据分类完成。
[0029]
本发明的另一目的在于提供一种实施所述的基于物联网的船岸通管理方法的基于物联网的船岸通管理系统，所述基于物联网的船岸通管理系统包括：
[0030]
世界地图船位动态显示屏，与大容量连续储存系统连接，通过显示屏显示世界地图船位动态信息；
[0031]
指挥电脑，与大容量连续储存系统连接，通过利用监控中的指挥电脑，发送相应的指令信息；
[0032]
安全预警系统，与大容量连续储存系统连接，当出现异常情况时，利用预警设备进行安全预警；
[0033]
船舶综合管理系统，与大容量连续储存系统连接，通过利用相应的系统，对船舶的信息进行综合管理；
[0034]
船舶设备管理系统，与大容量连续储存系统连接，通过利用相应的系统，对船舶设备的信息进行管理储存；
[0035]
摄像系统监视屏，与摄像头自动控制录像及操作站连接，通过多画面监视屏，对摄像头检测的影像进行展示；
[0036]
摄像头自动控制录像及操作站，与交换机连接，通过利用相应的程序，对摄像头进行自动控制录像；同时通过操作站进行控制；
[0037]
交换机，与卫星站连接，将卫星站发送的信号进行接收，并将接收的信号传递到工作站中；
[0038]
卫星站，与交换机连接，服务于太空卫星的正常运行、信息接收和处理，主要是承担卫星发射的入轨跟踪、在轨测试、卫星测控、测距、卫星遥测资料的提取、处理、应用、存档和转发等任务；
[0039]
工作站，与容量连续储存系统连接，设置有32个工作站，根据交换机接收卫星站的信息，进行人工数据处理监控；
[0040]
大容量连续储存系统，分别与世界地图船位动态显示屏、指挥电脑、安全预警系统、船舶综合管理系统、船舶设备管理系统、摄像头自动控制录像及操作站和工作站连接，协调各个模块的正常运行。
[0041]
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的基于物联网的船岸通管理方法。
[0042]
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于物联网的船岸通管理方法。
[0043]
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明autonet云现场总线是在局域、广域一体的总线上每个节点放置分布数据库芯片，在毫秒级时间里实现全部节点分布数据库的同步一致，分布数据库成为平台总值数据库，各节点独立读写全平台动态数据，从而取代平台通信，实现数据总线上高速传送；网络速率10m/100m/1000m，
使用交换机连接，平台高速大容量；平台数据响应小于1ms，数据低延时，由于广播工作，每个节点均为主节点，平台自动化程度高；通过卫星或移动网的广域网，其工作速度与局域网相同，远程云连接性能好，同时卫星平台数据带宽压缩万倍，数据轻量化，传输低成本。autonet是作为舰船智能控制与船岸一体平台开发的，可以作为工业控制通用现场总线，该现场总线已具有专用芯片，芯片有sip组件式芯片及soc单芯片，soc单芯片是44脚plcc封装，现场总线的隔离驱动片是通用以太网变压器芯片，autonet成套芯片具备更优性价比；autonet以1kb卫星带宽微资源低成本实现了船舶1万个实时大数据上岸、数据动态毫秒级响应、岸站50万大容量数据库、大数据组态接口高速监控及sql接口智能应用、并能够把船上50个摄像头音视信号大压缩为25kb带宽传输到岸上，对智能船舶发展意义重大。以autonet技术为基础，国内首创开发的新一代分布式数据库同步数据传输的创新性总线技术。结合智能化船舶科技发展特点实现船岸一体大数据池的智慧船舶基础理念。本发明系统速度快、容量大、免编程免联调免转换；广域局域网一体化船岸自动对接，平台工作带宽压缩千倍，数据安全可靠，低成本，高性能。
附图说明
[0044]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]
图1是本发明实施例提供的基于物联网的船岸通管理方法流程图。
[0046]
图2是本发明实施例提供的基于物联网的船岸通管理系统结构示意图；
[0047]
图中：1、世界地图船位动态显示屏；2、指挥电脑；3、安全预警系统；4、船舶综合管理系统；5、船舶设备管理系统；6、摄像系统监视屏；7、摄像头自动控制录像及操作站；8、交换机；9、卫星站；10、工作站；11、大容量连续储存系统。
[0048]
图3是本发明实施例提供的通过摄像头自动控制录像及操作站利用图像处理程序对获取的图像进行处理的方法流程图。
[0049]
图4是本发明实施例提供的船舶运动学模型的构建方法流程图。
[0050]
图5是本发明实施例提供的通过船舶设备管理系统利用相应的系统对船舶设备的信息进行管理储存的方法流程图。
具体实施方式
[0051]
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。
[0052]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的船岸通管理系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0053]
如图1所示，本发明实施例提供的基于物联网的船岸通管理方法包括以下步骤：
[0054]
s101，通过摄像头自动控制录像及操作站利用相应程序对摄像头进行自动控制录像；通过操作站对摄像进行控制，在操作站监控状态下采集所在环境的音频数据，并对其采
集的音频数据进行语音识别；
[0055]
s102，网络摄像头从语音识别结果中提取关键词；在所述提取的关键词属于预定关键词的情况下，网络摄像头向卫星站发送携带有所述网络摄像头的标识信息以及基础数据的处理请求；
[0056]
s103，卫星站根据接收到的处理请求中的基础数据产生处理响应，并基于该处理响应执行与相应的工作站和/或所述网络摄像头的标识信息对应的网络摄像头的信息交互；通过图像处理程序对获取的图像进行处理；
[0057]
s104，通过摄像头自动控制录像及操作站将录像传输到卫星站和大容量连续储存系统，并通过摄像系统监视屏利用多画面监视屏，对摄像头检测的影像进行展示；
[0058]
s105，通过大容量连续储存系统分别控制世界地图船位动态显示屏、指挥电脑、安全预警系统、船舶综合管理系统、船舶设备管理系统、摄像头自动控制录像及操作站和工作站各个模块的正常运行；
[0059]
s106，获取若干船舶的当前船位状态信息，所述船舶的当前船位状态信息包括船舶的运行速度、船舶性能和舵令信息；根据若干船舶的当前船位状态信息，通过船舶运动学模型获取船舶在世界地图的船位动态信息；
[0060]
s107，通过世界地图船位动态显示屏利用显示屏显示世界地图船位动态信息，通过指挥电脑利用监控中的指挥电脑，发送相应的指令信息；确定船舶的航行路线，并通过安全预警系统利用预警设备进行安全预警；
[0061]
s108，通过船舶综合管理系统利用相应的系统，对船舶的信息进行综合管理；通过船舶设备管理系统利用相应的系统对船舶设备的信息进行管理储存；
[0062]
s109，通过与卫星站连接的交换机将卫星站发送的信号进行接收，并将接收的信号传递到工作站中；通过工作站根据交换机接收卫星站的信息，进行人工数据处理监控；
[0063]
s110，通过卫星站服务于太空卫星的正常运行、信息接收和处理，主要是承担卫星发射的入轨跟踪、在轨测试、卫星测控、测距、卫星遥测资料的提取、处理、应用、存档和转发的任务。
[0064]
本发明实施例提供的步骤s102中，所述基础数据包括：所述关键词、音频数据以及视频数据中的至少一种。
[0065]
本发明实施例提供的步骤s106中，所述船位动态信息包括船舶的运行轨迹和位置信息。
[0066]
本发明实施例提供的步骤s107中，当所述船舶与所述危险位置之间的最小距离小于预警阈值时，发出预警信号；当所述船舶所处的所述航行路线上出现障碍船舶时，通过安全预警系统利用预警设备进行安全预警。
[0067]
本发明实施例提供的航行路线上包括危险位置标识，所述危险位置标识用于标记危险位置，所述危险位置包括弯道、狭窄航道处和浅水处中的至少一种；根据所述航行路线对所述船舶进行导航。
[0068]
本发明实施例提供的步骤s108中，所述船舶综合管理系统中的船舶综合管理包括：驾驶舱监测控制、机舱监测控制、电站监测控制、辅助系统的监测控制、船舶运行状态监测控制。
[0069]
本发明实施例提供的船舶运行状态监测控制包括：工况监测、电路监测和故障诊
断和维护。
[0070]
本发明实施例提供的单个工作站包括sql工作站、组态软件、udboard软件、16000点8条船舶和moden。
[0071]
如图2所示，本发明实施例提供的基于物联网的船岸通管理系统包括：
[0072]
世界地图船位动态显示屏1，与大容量连续储存系统11连接，通过显示屏显示世界地图船位动态信息。
[0073]
指挥电脑2，与大容量连续储存系统11连接，通过利用监控中的指挥电脑2，发送相应的指令信息。
[0074]
安全预警系统3，与大容量连续储存系统11连接，当出现异常情况时，利用预警设备进行安全预警。
[0075]
船舶综合管理系统4，与大容量连续储存系统11连接，通过利用相应的系统，对船舶的信息进行综合管理。
[0076]
船舶设备管理系统5，与大容量连续储存系统11连接，通过利用相应的系统，对船舶设备的信息进行管理储存。
[0077]
摄像系统监视屏6，与摄像头自动控制录像及操作站7连接，通过多画面监视屏，对摄像头检测的影像进行展示。
[0078]
摄像头自动控制录像及操作站7，与交换机8连接，通过利用相应的程序，对摄像头进行自动控制录像；同通过操作站7进行控制。
[0079]
交换机8，与卫星站9连接，将卫星站发送的信号进行接收，并将接收的信号传递到工作站10中。
[0080]
卫星站9，与交换机8连接，服务于太空卫星的正常运行、信息接收和处理，主要是承担卫星发射的入轨跟踪、在轨测试、卫星测控、测距、卫星遥测资料的提取、处理、应用、存档和转发等任务。
[0081]
工作站10，与容量连续储存系统11连接，工作站10设置有32个工作站，根据交换机接收卫星站的信息，进行人工数据处理监控。
[0082]
大容量连续储存系统11，分别与世界地图船位动态显示屏1、指挥电脑2、安全预警系统3、船舶综合管理系统4、船舶设备管理系统5、摄像头自动控制录像及操作站7和工作站10连接，协调各个模块的正常运行。
[0083]
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
[0084]
实施例1
[0085]
本发明实施例提供的基于物联网的船岸通管理方法如图1所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的通过摄像头自动控制录像及操作站利用图像处理程序对获取的图像进行处理的方法包括：
[0086]
s201，通过图像处理程序将摄像头自动控制录像及操作站获取的图像分割成一定像素的像素片，作为参考像素片；
[0087]
s202，通过特征相似模型，确定相似的像素片，与参考像素片组成3d区域；
[0088]
s203，对组成的3d区域进行阈值收缩，变换，将所有的3d块通过加权平均后还原到图像中。
[0089]
实施例2
[0090]
本发明实施例提供的基于物联网的船岸通管理方法如图1所示，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例提供的船舶运动学模型的构建方法包括：
[0091]
s301，通过数据获取单元获取船舶所处位置的当前水域特征，并根据所述水域特征提取出当前水域的多个特征点；
[0092]
s302，根据多个特征点在当前水域中的位置计算出各个特征点的位置坐标；
[0093]
s303根据当前水域各个特征点的位置坐标，通过模型构建单元构建船舶运动学模型。
[0094]
实施例3
[0095]
本发明实施例提供的基于物联网的船岸通管理方法如图1所示，作为优选实施例，如图5所示，本发明实施例提供的通过船舶设备管理系统利用相应的系统对船舶设备的信息进行管理储存的方法包括：
[0096]
s401，将船舶设备信息进行汇总，建立船舶设备数据集合；
[0097]
s402，设定设备数据分类的类，并确定各类组中的中心点；
[0098]
s403，将船舶设备数据集合中的每个数据与各类组中的中心点进行距离计算，将距离最近的点划归为一类；
[0099]
s404，不断重复上述操作，直至全部数据分类完成。
[0100]
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(ssd))等。
[0101]
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。