[发明专利]基于FPGA的船舶防撞预警系统

说明书

技术领域

本发明涉及预警系统，具体地指一种基于FPGA的船舶防撞预警系统。

背景技术

在全球经济快速发展的今天，船舶作为重要的交通运输工具承载大量的货物运输，船舶的安全航行具有重要意义。然而，在航行中除了船舶之间的碰撞时而发生，还有船舶与礁石、暗礁的碰撞以及船舶与大桥之间的碰撞等等。随着现代船舶向着不断大型和专业化发展，其数量日益增多导致水域交通密集度增大，很容易发生碰撞等事故，导致的人员伤亡、财产损失相当巨大。

此外，还有一些化学品船、油船等专业化船舶的危险货物装载量不断增加，事故后造成海洋和河流污染、海上资源及生态环境的破坏等严重的后果。我国正建造数量更多规模更大的桥梁，再加上船舶的尺寸和排水量也趋于大型化，造成船舶和桥梁的横梁﹑桥梁的桥墩等相撞的事故不断发生，并呈日益增多的趋势。与船舶之间相撞事故相比，船撞桥问题有着更为严重的后果和经济损失。船桥碰撞会造成桥梁损毁﹑船舶沉没﹑人员伤亡﹑货物原油泄露导致环境污染和水路运输干线长时间拥堵等严重后果，维修或者重建桥梁﹑疏浚航道﹑维修船只所需的人力物力相当巨大，因此需要迫切需要一种船舶防撞预警系统来避免船舶碰撞事故的发生。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种基于FPGA的船舶防撞预警系统，该系统可以实时检测船舶至附近距离以及测量是否可以安全通过桥梁，提高船舶航行可靠性，减少船舶碰撞事故。

为实现上述目的，本发明所设计的基于FPGA的船舶防撞预警系统，包括激光接收模块、旋转控制模块、信号转换电路模块、FPGA控制模块、报警模块、数据输入模块、液晶显示模块、以及电池模块；

所述激光接收模块的激光信号输出端与信号转换电路模块的激光信号输入端连接，所述信号转换电路模块的电信号输出端与FPGA控制模块的电信号输入端连接，所述FPGA控制模块的报警信号输出端与报警模块的报警信号输入端连接，所述FPGA控制模块的旋转信号输出端与旋转控制模块的旋转信号输入端连接，所述数据输入模块的数据输出端与FPGA控制模块的数据输入端连接，所述电池模块的供电输出端与FPGA控制模块的供电输入端连接。

进一步地，所述激光接收模块包括第一激光测距仪、第二激光测距仪、第三激光测距仪、以及第四激光测距仪，所述第一激光测距仪、第二激光测距仪、第三激光测距仪、以及第四激光测距仪的激光信号输出端分别与信号转换电路模块的激光信号输入端连接。这样，激光测距仪可以实时检测船舶至附近距离以及测量是否可以安全通过桥梁，提高船舶航行可靠性，减少船舶碰撞事故。

进一步地，所述旋转控制模块包括分别安装在船舶的正前方、正后方、正左方、正右方的第一电动旋转底座、第二电动旋转底座、第三电动旋转底座、第四电动旋转底座；所述第一激光测距仪、第二激光测距仪、第三激光测距仪、以及第四激光测距仪分别对应安装在第一电动旋转底座、第二电动旋转底座、第三电动旋转底座、第四电动旋转底座上，所述FPGA控制模块旋转信号输出端分别与第一电动旋转底座、第二电动旋转底座、第三电动旋转底座、第四电动旋转底座旋转信号输出端连接。

进一步地，所述报警模块由发光二极管和蜂鸣器组成，所述发光二极管和蜂鸣器的报警信号输入端分别与FPGA控制模块的报警信号输出端连接。

进一步地，所述发光二极管的数量为6～10个，且均为红色发光二极管。

进一步地，所述数据输入模块由用于输入命令信息的键盘和语音输入设备组成，所述键盘和语音输入设备的数据输出端分别与FPGA控制模块的数据输入端连接。这样，可以由键盘或者语音输入设备输入本船的提示报警安全距离，方便在任意船上安装使用，实用性强。

再进一步地，所述FPGA控制模块为型号EP1C12Q240C8的芯片。

更进一步地，所述液晶显示模块为型号196128的液晶显示屏。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

其一，本发明设计有四个激光测距仪分别安装在船舶的正前方、正后方、正左方、正右方的，而且还可以通过电动旋转底座带动旋转，可以测量出船舶到四周障碍物和船舶到上方障碍物的距离，距离船体上方的障碍物距离由具有两个自由度的可以旋转的激光测距仪，根据探测到的距离和旋转角度测量得出垂直高度，得到的数据更加精准、全面，定位误差小，可以有效减少船舶碰撞事故。