一种基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控方法及系统，涉及航标通信技术领域；本发明中采用TCP长连接、TCP短连接和短信等多种通信方式实现航标终端设备的遥测遥控过程，该过程不仅可以对航标终端设备的运行参数进行修改，同时还可以实时获取航标终端设备的各种运行参数，当航标终端设备发生故障时也会及时上报故障信息，使得远程服务器端及时获取航标终端设备的状态信息，从而保障海上航标终端设备正常运行；本发明中也基于航标遥测遥控通信协议提供多种通信方式，通过多种通信方式高效实现通信过程，节省通信资源。

说明书

技术领域

本发明涉及航标遥控通信技术领域，尤其涉及一种基于航标遥测遥控通信 协议的遥测遥控方法及系统。

背景技术

航标是水上交通运输的重要基础设施，对保障船舶航行安全、宣誓国家海 域主权有着极其重要的意义。传统的航标遥测遥控通信协议采用TCP长连接的方 式，通信方式比较单一，在对于不同报文传送时需要采用的通信协议不同，仅 采用一种TCP长连接模式容易造成通信资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控方法及 系统，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控方法，包括以下步骤：

S1，远程服务器端对航标终端设备发起遥测遥控命令，以查询航标终端设 备的运行状态信息；

S2,航标终端设备将运行状态数据上报远程服务器端；

S3,远程服务器端发起遥控命令并修改航标终端设备运行参数，同时航标 终端设备对远程服务器端反馈是否已经进行修改；

S4，航标终端设备自动向远程服务器端上报运行状态信息或故障信息，远 程服务器端接收信息。

优选地，步骤S1具体包括：

远程服务器端将查询航标终端设备运行状态信息的命令按照航标遥测遥控 通信协议利用6比特ASCII码封装成电文，通过短信、AIS、TCP或北斗短消息方 式发送到航标终端设备，所述航标终端设备收到电文后按照航标遥测遥控通信 协议解析电文内容，并通过短消息方式应答远程服务器端报文解析是否成功。

优选地，步骤S2具体包括：

航标终端设备收到远程服务器端的遥测命令并应答后，将远程服务器端要 求上传的航标终端设备状态参数的相关数据利用6比特ASCII码封装成电文，通 过TCP连接方式或短消息方式发送到远程服务器端并接收远程服务器端发送的 应答电文。

优选地，步骤S3具体包括：

远程服务器端将修改航标终端设备运行状态参数的命令，利用6比特ASCI I 码封装成电文，通过短信、AIS、北斗短消息方式发送到航标终端设备，航标终 端设备收到电文后解析电文内容，对运行状态参数进行修改后，航标终端设备 通过短消息方式应答服务器端参数修改是否成功；

运行状态参数的命令包括灯器闪光周期、雷达应答器工作收件、报警参数、 服务器IP地址、TCP连接模式、北斗指挥机地址和状态参数上传间隔中的至少一 种。

优选地，状态参数上报间隔包括上报四种状态参数类型：一级状态参数数 据，二级状态参数数据，三级状态参数数据和四级状态参数数据，所述一级状 态参数数据、二级状态参数数据和三级状态参数数据能够按照设定的时间间隔 循环上报终端状态参数的瞬时数据，也能够在服务器端下达查询指令后立即上 传终端状态参数的瞬时数据；

所述四级状态参数数据只能够在远程服务器端下达查询指令后按照设定的 时间上报瞬时数据。

优选地，步骤S4具体包括：

所述航标终端设备在设定好的状态参数上报间隔，定时采集当前状态信息， 利用6比特ASCII码封装成电文，通过TCP、短信、AIS、北斗短消息等方式将报 文发送到远程服务器端，并接收应答报文；

或者在航标设备终端在发现基本运行故障后主动向服务器发送故障信息， 所述故障信息包括航标碰撞、灯质错误、白天灯亮晚上灯灭、发电机油位不足、 市电停电信息；

远程服务器端解析航标终端设备上报的信息后即可获取航标终端设备的当 前状态信息或故障信息。

优选地，通过短信发送电文时，发起方直接向对方发送报文，对方需要给 予相应的应答即完成一次通信；

当通过AIS6号电文和北斗短消息进行通信时，发起方向对方发送报文，对 方不需应答。

优选地，通过TCP通信时包括TCP短连接通信方式和TCP长连接通信方式；

所述TCP短连接通信方式即远程服务器端和航标终端设备只需要保持短期 网络连接，具体包括：

首先由航标终端设备向服务器端发送网络连接请求，然后远程服务器端对 链接请求进行应答，使得链接呈打开状态；

然后航标终端设备将所需要的数据进行上传，然后服务器端对上传后的数 据作出相应的应答，完成通信，同时链接关闭；

所述TCP长连接通信方式即表示远程服务器端和航标终端设备之间长期保 持网络链接，具体包括：

A1，首先由航标终端设备向远程服务器端发送网络连接请求，然后远程服 务器端对链接请求进行应答，使得链接呈打开状态；

A2，然后航标终端设备将所需要的数据进行上传，然后远程服务器端对上 传后的数据作出相应的应答；

A3，当2分钟后，航标终端设备和远程服务器端如果没有报文交互，则航 标终端设备发送心跳报文至远程服务器端，服务器端收到心跳报文后予以应答； 重复此操作以保证网络链接打开；

A4，当需要进行报文交互时，重复A2、A3如此循环往复。

本发明的另一个目的在于提供一种基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控 系统，所述遥测遥控系统包括远程服务器端和不少于一个的航标终端设备，

所述远程服务器端用于与航标终端设备进行数据通信，包括向所述航标终 端设备发送操控指令，同时也接收所述航标终端设备上报的运行状态信息、告 警信息和位置信息；

所述航标终端设备用于接收并执行远程服务器端发送的操控指令，所述操 控指令包括采集航标终端设备的实时运行参数、位置信息或故障告警信息，并 且将采集到的数据根据航标遥测遥控通信协议编码成报文内容发送给远程服务 器端。

优选地，所述航标终端设备包括数据采集模块、通信模块、定位模块、雷 达接收器、灯光装置和供电装备，所述通信模块与所述远程服务器端相连，所 述数据采集模块与所述通信模块相连，所述灯光装置、所述雷达接收器、所述 供电装置和所述供电设备分别与所述数据采集模块相连，所述数据采集模块用 于分别采集雷达接收器的电流信息、供电装备的电压电流信息、灯器工作状态 和航标终端设备的位置信息，并将采集到的信息发送给通信模块，所述通信模 块根据通信协议将信息编辑成电文发送给远程服务器端。

本发明的有益效果是：

本发明公开了一种基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控方法及系统，采 用TCP长连接、TCP短连接、AIS和短信等多种通信方式实现航标终端设备的遥测 遥控过程，该过程不仅可以通过远程服务器端对航标终端设备的运行参数进行 修改，同时还可以实时获取航标终端设备的各种运行参数，当航标终端设备发 生故障时也会及时上报故障信息，使得远程服务器端及时获取航标终端设备的 状态信息，从而保障海上航标终端设备正常运行；本发明中也基于航标遥测遥 控通信协议提供多种通信方式，通过多种通信方式高效实现通信过程，节省通 信资源。

附图说明

图1是实施例2中提供的基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控方法流程图；

图2是实施例2中通信方式选择对照表；

图3是TCP短连接通信方式的原理图

图4是TCP长连接通信方式的原理图；

图5是遥测遥控通信协议中碰撞等级和发电机油位不足的故障分级说明表；

图6是遥测遥控通信协议中雷达应答器工作编码展示表；

图7是遥测遥控通信协议中的6比特ASCII表；

图8是遥测遥控通信协议中报文功能与结构码说明表。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，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方式仅仅用以 解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控系统，所述遥测 遥控系统包括远程服务器端和不少于一个的航标终端设备，

所述远程服务器端用于与航标终端设备进行数据通信，包括向所述航标终 端设备发送操控指令，同时也接收所述航标终端设备上报的运行状态信息、告 警信息和位置信息；

所述航标终端设备用于接收并执行远程服务器端发送的操控指令，所述操 控指令包括采集航标终端设备的实时运行参数、位置信息或故障告警信息，并 且将采集到的数据根据航标遥测遥控通信协议编码成报文内容发送给远程服务 器端。

本实施例中的所述航标终端设备具体包括数据采集模块、通信模块、定位 模块、雷达接收器、灯光装置和供电装备，所述通信模块与所述远程服务器端 相连，所述数据采集模块与所述通信模块相连，所述灯光装置、所述雷达接收 器、所述供电装置和所述供电设备分别与所述数据采集模块相连，所述数据采 集模块用于分别采集雷达接收器的电流信息、供电装备的电压电流信息、灯器 工作状态和航标终端设备的位置信息，并将采集到的信息发送给通信模块，所 述通信模块根据通信协议将信息编辑成电文发送给远程服务器端。

实施例2

本实施例提供了一种基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控方法，包括以 下步骤：

S1，远程服务器端对航标终端设备发起遥测遥控命令，以查询航标终端设 备的运行状态信息；

S2,航标终端设备将运行状态数据上报远程服务器端；

S3,远程服务器端发起遥控命令并修改航标终端设备运行参数，同时航标 终端设备对远程服务器端反馈是否已经进行修改；

S4，航标终端设备自动向远程服务器端上报运行状态信息或故障信息，远 程服务器端接收信息。

本实施例中步骤S1具体包括：

远程服务器端将查询航标终端设备运行状态信息的命令按照航标遥测遥控 通信协议利用6比特ASCII码封装成电文，通过短信、AIS、北斗短消息方式发送 到航标终端设备，所述航标终端设备收到电文后按照航标遥测遥控通信协议解 析电文内容，并通过短消息方式应答远程服务器端报文解析是否成功。

具体的，步骤S2具体包括：

航标终端设备收到远程服务器端的遥测命令并应答后，将远程服务器端要 求上传的航标终端设备状态参数的相关数据利用6比特ASCII码封装成电文，通 过TCP连接方式或短消息方式发送到远程服务器端并接收远程服务器端发送的 应答电文。

步骤S3具体包括：

远程服务器端将修改航标终端设备运行状态参数的命令，利用6比特ASCI I 码封装成电文，通过短信、AIS、北斗短消息方式发送到航标终端设备，航标终 端设备收到电文后解析电文内容，按照电文内容对运行状态参数进行修改后， 航标终端设备通过短消息方式应答服务器端参数修改是否成功；

服务器与终端采用任一方式进行通信时，其应用层的电文内容即为具体航 标遥测遥控通信命令，利用6比特ASCII码封装(见附图中比特ASCII表)，最后 不足6位时用0填充。每条报文由起始符、具体电文内容、校验码、终止符四部 分组成，首先是起始符“#$”，其次为具体电文内容(见附图中报文命令)，再 次为“具体电文内容”按字节异或得到的十六进制校验码，最后为终止符“*”。

使用AIS 6号电文时，不需要起始符“#$”和终止符“*”，其二进制消息由 应用标识符、具体电文内容、校验码三部分组成。应用标识符的DAC为415，FI 为0，校验码为应用标识符加具体电文内容按字节异或得到的十六进制校验码。

运行状态参数的命令包括灯器闪光周期、雷达应答器工作收件、报警参数、 服务器IP地址、TCP连接模式、北斗指挥机地址、状态参数上传间隔。

值得注意到的是，本实施例中的状态参数上报间隔包括上报四种状态参数 类型：一级状态参数数据，二级状态参数数据，三级状态参数数据和四级状态 参数数据，所述一级状态参数数据、二级状态参数数据和三级状态参数数据能 够按照设定的时间间隔循环上报终端状态参数的瞬时数据，也能够在服务器端 下达查询指令后按照对应的时间上传终端状态参数的瞬时数据，上报时间间隔 分别是30min，60min和120min；

所述四级状态参数数据只能够在远程服务器端下达查询指令后按照设定的 时间上报瞬时数据。

在每次上报状态信息时，传递的报文包括基础报文+实时状态信息，对于每 个状态参数数据上报报文中，基础报文的内容相同，如表1所示：

表1基础报文内容

对于一级状态数据，其上报的状态内容如表2所示：

表2一级状态参数数据

对于二级状态数据，其上报的状态参数内容如表3所示：

表3二级状态参数数据

对于三级状态数据，其上报的状态参数内容如表4所示：

表4三级状态参数数据

对于四级状态数据，其上报的状态参数内容如表5所示：

表5四级状态参数数据

本实施例中，步骤S4具体包括：

所述航标终端设备在设定好的状态参数上报间隔，定时采集当前状态信息， 利用6比特ASCII码封装成电文，通过TCP、短信、AIS、北斗短消息等方式将报 文发送到远程服务器端，并接收应答报文；

或者在航标设备终端在发现基本运行故障后主动向服务器发送故障信息， 所述故障信息包括航标碰撞、灯质错误、白天灯亮晚上灯灭、发电机油位不足、 市电停电信息中的至少一种；以航标碰撞和油位不足故障信息为例，具体内容 见图5所示。

上报报警信息的报文内容为基础报文+报警信息，其中报警信息如下表6所 示：

表6

航标终端设备实时采集航标故障信息，一旦需要主动上报状态预警，立即 向远程服务器端主动上报终端运行状态报警信息，并以终端上报报警时间间隔 向服务器主动上报终端运行状态报警信息，直至故障解除。

除碰撞报警以外，此时航标终端设备以不少于10min/次的频率采集主动上 报终端运行状态的相关信息，连续两次发现需要主动上报状态预警后，马上并 以终端上报报警时间间隔向服务器主动上报终端运行状态报警信息，直至故障 解除。

远程服务器端解析航标终端设备上报的信息后即可获取航标终端设备的当 前状态信息或故障信息。

在本实施例中可以采用多种通信方式进行通信，当通过短信发送电文时， 发起方直接向对方发送报文，对方需要给予相应的应答即完成一次通信；

当通过AIS6号电文和北斗短消息进行通信时，发起方向对方发送报文，对 方不需应答。

如果是通过TCP通信时，则包括TCP短连接通信方式(图3)和TCP(图4) 长连接通信方式；

所述TCP短连接通信方式即远程服务器端和航标终端设备只需要保持短期 网络连接，具体包括：

首先由航标终端设备向服务器端发送网络连接请求，然后远程服务器端对 链接请求进行应答，使得链接呈打开状态；

然后航标终端设备将所需要的数据进行上传，然后服务器端对上传后的数 据作出相应的应答，完成通信，同时链接关闭；

所述TCP长连接通信方式即表示远程服务器端和航标终端设备之间长期保 持网络链接，具体包括：

A1，首先由航标终端设备向远程服务器端发送网络连接请求，然后远程服 务器端对链接请求进行应答，使得链接呈打开状态；

A2，然后航标终端设备将所需要的数据进行上传，然后远程服务器端对上 传后的数据作出相应的应答；

A3，当2分钟后，航标终端设备和远程服务器端如果没有报文交互，则航 标终端设备发送心跳报文至远程服务器端，服务器端收到心跳报文后予以应答； 重复此操作以保证网络链接打开；

A4，当需要进行报文交互时，重复A2、A3如此循环往复

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本发明公开了一种基于航标遥测遥控通信协议的遥测遥控系统及方法，采 用TCP长连接、TCP短连接和短信等多种通信方式实现航标终端设备的遥测遥控 过程，该过程不仅可以通过远程服务器端对航标终端设备的运行参数进行修改， 同时还可以实时获取航标终端设备的各种运行参数，当航标终端设备发生故障 时也会及时上报故障信息，使得远程服务器端及时获取航标终端设备的状态信 息，从而保障海上航标终端设备正常运行；本发明中也基于航标遥测遥控通信 协议提供多种通信方式，通过多种通信方式高效实现通信过程，节省通信资源。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。