[发明专利]一种船载多元海洋信息采集系统

说明书

本发明公开了一种船载多元海洋信息采集系统，包括软件部分和硬件部分两大部分，硬件部分包括FPGA雷达采集模块、渔探声呐采集模块、AIS采集模块、系统存储模块、显示终端、外部信息采集模块、卫通、GPRS无线模块和导航雷达、单(多波束)渔探仪、视频监控、AIS、风向风速仪、温湿度仪、大气压力传感器、温盐度剖面仪、声速剖面仪、DGPS、姿态传感器；有益效果是能够提高渔船海上作业、航行安全和渔业监管的能力和效率，极大节约海洋环境采集、地形地貌调查和海洋监测的必要人力，既能满足海事测控的实际工程需求，填补技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

技术领域

本发明涉及海事船舶测控领域，特别是涉及一种船载多元海洋信息采集系统。

背景技术

海洋测量船载海洋环境测量系统以GPS定位、加固计算机集成开发、高速通信、软件工程技术为基础，具有测量设备控制、数据综合采集与融合、数据处理与成图等为一体的走航式海洋测量自动化作业功能，广泛采用多功能作业手段、多种标准化实验室和测量室，此类系统设备专业性强、集成度高，适用于排水量在3000吨级以上中远海综合测量船，但专业测量系统成本昂贵，通用性、模块化程度差，无法适用于海洋渔船随机、走航式海洋环境大规模测量。

我国是海洋大国、渔业大国，海洋渔船数量庞大，登记注册多达十余万艘。目前，仅有少量志愿船配置了气象、水文仪器设备外，志愿船海洋仪器设备以人工定点、分散定时采集为主，仪器设备物联网介入少、采集要素不全面、自动化程度低；国内渔船无适用的海洋环境测量系统，常年长期位海上作业，未能发挥走航测量作用。

为了解决目前现有技术中，海洋测控技术落后的瓶颈，本发明提出了一种船载多元海洋信息采集系统，综合利用物联网、无线通信和信息处理技术，既能满足海事船舶多元信息采集的实际工程需求，填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种船载多元海洋信息采集系统，包括软件部分和硬件部分两大部分；硬件部分包括FPGA雷达采集模块、渔探声呐采集模块、AIS采集模块、系统存储模块、显示终端、外部信息采集模块、卫通、GPRS无线模块和导航雷达、单(多波束)渔探仪、视频监控、AIS、风向风速仪、温湿度仪、大气压力传感器、温盐度剖面仪、声速剖面仪、DGPS、姿态传感器；

软件部分包括LINUX软件数据处理模块，LINUX软件数据处理模块包括采集控制、地址分配、海图叠加、定位显示、航迹处理和转向避碰功能；

ARM处理器作为核心主控制器，FPGA作为协处理器；ARM通过外部数据总线、地址线、中断信号控制连接FPGA板；ARM扩展外围接口连网络交换机，网络交换机与外部信息采集模块、无线通信模块和摄像头等总线相连接，通过串口与AIS、罗经相连，通过LCD专用接口与LCD显示器相连；ARM、FPGA、外部信息采集模块和网络交换机都与电源模块电性连接；

ARM处理器外围电路扩展串口、网口和USB接口，ARM经RS422串口连接罗经、GPS；经网络交换机连接外部信息采集模块、GPRS模块和卫星通信模块；

FPGA通过RS422串口与导航雷达、渔探仪声呐相连，导航雷达、渔探仪的信号经调理电路进入FPGA扩展接入的AD模数转换器，并将转换的数据按照顺序存储到双口RAM中，当转换数据存储满后中断ARM处理器，并通过数据总线传输至ARM处理器；

FPGA逻辑程序控制数据总线、地址总线实现IP初始化配置、数据读写及ARM通信；ARM通过UDP协议实现FPGA通信；ARM处理器CPU将FPGA映射成系统的存储器进行访问，根据数据指针读写FPGA的FIFO数据寄存器完成数据的读取、写入；