本發明專利技術涉及一種船舶自動識別終端設備實現低功耗待機的方法。本方法通過控制各個模塊供電工作、斷電休眠來降低設備的功耗。通過本方法，使船舶自動識別終端設備工作過程的大部分時間處于休眠模式，各個模塊斷電，ARM控制模塊進入休眠模式，整機的耗電電流僅2～3mA，極大地增加了設備待機時間，延長了船舶自動識別終端設備一次充電的可使用時間，達到了降低設備功耗的目的。本發明專利技術有利于AIS設備的小型化，適用范圍廣，具有推廣價值。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及船舶自動識別終端系統，尤其是涉及ー種船舶自動識別終端設備實現低功耗待機的方法。
技術介紹
船舶自動識別系統(AIS)通過全球定位系統(GPS)獲取當前的位置信息，并將自身的船位，船速，航向等動態信息以及船名，呼號，吃水及危險貨物等靜態資料通過甚高頻(VHF)頻道向附近船舶及岸臺廣播。周圍的船舶通過接收廣播的船舶信息可以及時掌握附近海域的船舶資料，采取必要的避讓行動，提高船舶航行的安全性。 船舶自動識別終端設備工作過程為每間隔一段時間進行一次GPS定位，以及周期地按照AIS標準廣播靜態/動態消息。由于GPS模塊和消息發送模塊耗電量較大,若船舶自動識別終端設備的各個模塊持續工作，則設備的耗電量將增大。由于小型船只沒有對AIS終端設備持續供電的能力，AIS終端設備設計為通過可充電電池供電維持工作，因此設備待機時間成為衡量船舶自動識別終端設備質量好壞的ー個重要指標。而各個模塊長開將嚴重縮短設備待機時間。由此，需要研發ー種船舶自動識別終端設備實現低功耗待機的方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是通過控制船舶自動識別終端設備各個模塊的上電、斷電，以及控制模塊的休眠，在不影響設備正常工作的情況下，降低設備功耗，提高設備待機時間。為了實現上述目的，本專利技術特別研發ー種船舶自動識別終端設備實現低功耗待機的方法。采用本方法可解決船舶自動識別終端設備的待機時間問題，通過合理控制各個模塊供電工作、斷電休眠來降低設備的功耗，從而提高設備待機時間。本專利技術采取的技術方案是ー種船舶自動識別終端設備實現低功耗待機的方法，其特征在于，通過控制各個模塊供電工作、斷電休眠來降低設備的功耗，其步驟如下 (一).在船舶自動識別終端設備正常工作模式，ARM控制模塊給GPS模塊供電，等待GPS定位; (ニ). GPS定位完成后，ARM控制模塊解析GPS模塊提供的位置消息，并組織AIS消息；ARM控制模塊通過GPS模塊提供的時間消息完成時間同步操作，然后關閉GPS模塊主電源，GPS模塊休眠； (三).在GPS完成定位以及ARM控制模塊組織完成AIS消息后，消息發送模塊在設備時間同步的基礎上等待至消息發送時隙，開始發送消息，此時射頻模塊供電，發送消息完畢后，射頻模塊關閉，射頻模塊休眠； (四).若設備正常工作過程中檢測到用戶按鍵，控制模塊分析用戶按鍵需執行的操作，在完成對應t呆作后休眠； (五).當ARM控制模塊判定GPS定位完成，消息發送完成，按鍵響應完成后，ARM控制模塊設置實時時鐘RTC中斷，用于將控制模塊從休眠中喚醒，然后ARM控制模塊進入休眠模式，至此，船舶自動識別終端設備所有模塊都進入休眠； (六).休眠過程中，若用戶按下按鍵，船舶自動識別終端設備將從休眠中喚醒并進入正常工作模式，重新檢測是否需要GPS定位、消息發送以及相應按鍵操作，若沒有任務則繼續休眠；休眠中若RTC時鐘到達定時，產生中斷喚醒ARM控制模塊，則設備進入正常工作模式。本專利技術的實現基于船舶自動識別終端設備，在ARM控制模塊的控制下，ARM控制模塊給GPS模塊供電并等待GPS定位。獲取GPS位置信息后，控制模塊周期地控制射頻模塊通過VHF天線廣播位置消息?？刂泼姘蹇捎糜谠O備開關機和發送告警消息，控制面板通過LED燈指示工作狀態。ARM控制模塊通過在GPS模塊和射頻模塊不需要工作的時候關閉模塊電源，以及在待機過程中休眠ARM控制模塊自身，來降低設備功耗。并且低功耗待機中的設備仍可正常使能，可正常發送消息、定位以及開、關機等操作。本專利技術所產生的有益效果是通過本方法，使船舶自動識別終端設備工作過程的大部分時間處于休眠模式，各個模塊斷電，ARM控制模塊進入休眠模式，整機的耗電電流僅2 3mA，極大地増加了設備待機時間，延長了船舶自動識別終端設備一次充電的可使用時間，達到了降低設備功耗的目的。附圖說明圖1為本專利技術船舶自動識別終端設備構成框圖。圖2為本專利技術船舶自動識別終端設備時鐘校準及補償模塊的電路原理圖。圖3為本專利技術船舶自動識別終端設備GPS模塊電路原理圖。圖4為本專利技術船舶自動識別終端設備低功耗休眠架構圖。具體實施例方式為了更清楚的理解本專利技術，以下結合附圖和實施例對本專利技術作進ー步說明參照圖1，本專利技術的船舶自動識別終端設備包括由協議棧、消息發送模塊、GPS控制模塊和休眠控制模塊構成的ARM控制模塊、射頻模塊、GPS模塊、時鐘模塊、控制面板和電源模塊，ARM控制模塊分別與射頻模塊、GPS模塊、時鐘模塊、控制面板及電源模塊連接，電源模塊分別與射頻模塊、GPS模塊、時鐘模塊及控制面板連接。本專利技術各模塊的功能如下 1)射頻模塊為通用公知的模塊，用于在AISA/B信道廣播靜態/動態消息； 2)GPS模塊用于解析GPS位置信息，并提供UTC時間信息； 3)控制面板用于人機接ロ，用戶通過面板按鍵操作設備，通過LED燈觀察當前工作狀態； 4)時鐘模塊用于為ARM控制芯片提供主時鐘和RTC實時時鐘； 5)電源模塊用于為各個模塊供電； 6)ARM控制模塊用于控制整個終端設備工作，其中，時鐘校準模塊用于通過GPS提供的標準時間校準自身時鐘；時鐘補償模塊用于通過周期地修正本地時間來完成對本地時鐘誤差的補償；消息發送模塊用于按照AIS協議周期的發送AIS靜態、動態消息；GPS控制模塊用于控制GPS芯片的開關，以及解析GPS消息等；休眠控制模塊用于在設備空閑時，關閉不需要的部分，降低系統功耗。協議棧用于按照AIS國標對消息編碼等操作。參照圖2，船舶自動識別終端設備的ARM控制模塊采用STM32F103RCT6控制芯片N5，時鐘模塊采用為控制芯片N5提供主時鐘的DSA321G_12. OM無源晶振芯片N2以及為控制芯片N5提供RTC時鐘的DST310S-32. 768KHz無源晶振芯片N4，其中無源晶振芯片N2的兩端分別與控制芯片N5的5腳和6腳連接，并分別通過電容C6和電容C7接地；無源晶振芯片N4的兩端分別與控制芯片N5的3腳和4腳連接，并分別通過電容C8和電容C17接地。船舶自動識別終端設備的時鐘模塊由兩部分提供，STM32F103CT6為ARM7核的設備控制芯片N5，用于控制整個船舶自動識別終端設備工作。芯片N2為DSA321G_12. OM無源晶振，為控制芯片N5提供主時鐘；晶振外部接兩個電容C6和電容C7到地，用于微調晶振頻率。芯片N4為DST310S-32. 768KHz無源晶振，為控制芯片N5提供RTC時鐘，晶振外部接兩個電容CS和電容C17到地，用于微調晶振頻率。當船舶自動識別終端設備進入低功耗休眠模式時，主時鐘停止工作，此時設備的時間同步維持由RTC實時時鐘維持。當設備從休眠過程中喚醒時，主時鐘啟動并接替RTC時鐘繼續維持設備的時間同步狀態。參照圖3，船舶自動識別終端設備的GPS模塊采用ー個用于通過GPS天線計算GPS的位置消息和時間消息的NE0-5M芯片N13，芯片N13的20腳和21腳分別通過電阻R78和電阻R77以及電阻R80和電阻R81與所述的控制芯片N5的17腳和16腳連接，其中電阻R78和電阻R77的一端以及電阻R80和電阻R81的一端分別通過電容ClOO和電容ClOl接地；芯片NI3的22腳通過電阻R82接3. 3V電源，芯片NI3的23腳通過本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種船舶自動識別終端設備實現低功耗待機的方法，其特征在于，通過控制各個模塊供電工作、斷電休眠來降低設備的功耗，其步驟如下：（一）.在船舶自動識別終端設備正常工作模式，ARM控制模塊給GPS模塊供電，等待GPS定位；（二）.GPS定位完成后，ARM控制模塊解析GPS模塊提供的位置消息，并組織AIS消息；ARM控制模塊通過GPS模塊提供的時間消息完成時間同步操作，然后關閉GPS模塊主電源，GPS模塊休眠；（三）.在GPS完成定位以及ARM控制模塊組織完成AIS消息后，消息發送模塊在設備時間同步的基礎上等待至消息發送時隙，開始發送消息，此時射頻模塊供電，發送消息完畢后，射頻模塊關閉，射頻模塊休眠；（四）.若設備正常工作過程中檢測到用戶按鍵，控制模塊分析用戶按鍵需執行的操作，在完成對應操作后休眠；（五）.當ARM控制模塊判定GPS定位完成，消息發送完成，按鍵響應完成后，ARM控制模塊設置實時時鐘RTC中斷，用于將控制模塊從休眠中喚醒，然后ARM控制模塊進入休眠模式，至此，船舶自動識別終端設備所有模塊都進入休眠；?（六）.休眠過程中，若用戶按下按鍵，船舶自動識別終端設備將從休眠中喚醒并進入正常工作模式，重新檢測是否需要GPS定位、消息發送以及相應按鍵操作，若沒有任務則繼續休眠；休眠中若RTC時鐘到達定時，產生中斷喚醒ARM控制模塊，則設備進入正常工作模式。...
【技術特征摘要】
1.一種船舶自動識別終端設備實現低功耗待機的方法，其特征在于，通過控制各個模塊供電工作、斷電休眠來降低設備的功耗，其步驟如下(一).在船舶自動識別終端設備正常工作模式，ARM控制模塊給GPS模塊供電，等待GPS 定位;(二).GPS定位完成后，ARM控制模塊解析GPS模塊提供的位置消息，并組織AIS消息； ARM控制模塊通過GPS模塊提供的時間消息完成時間同步操作，然后關閉GPS模塊主電源， GPS模塊休眠；(三).在GPS完成定位以及ARM控制模塊組織完成AIS消息后，消息發送模塊在設備時間同步的基礎上等待至消息發送時隙，開始發送消息，此時射頻模塊供電，發送消息完畢后，射頻模塊關閉，射頻模塊休眠；(四).若設備正常工作過程中檢測到用戶按鍵，控制模塊分析用戶按鍵需執行的操作， 在完成對應 呆作后休眠；(五).當ARM控制模塊判定GPS定位完成，消息發送完成，按鍵響應完成后，ARM控制模塊設置實時時鐘RTC中斷，用于將控制模塊從休眠中喚醒，然后ARM控制模塊進入休眠模式，至此，船舶自動識別終端設備所有模塊都進入休眠；(六).休眠過程中，若用戶按下按鍵，船舶自動識別終端設備將從休眠中喚醒并進入正常工作模式，重新檢測是否需要GPS定位、消息發送以及相應按鍵操作，若沒有任務則繼續休眠；休眠中若RTC時鐘到達定時，產生中斷喚醒ARM控制模塊，則設備進入正常工作模式。2.根據權利要求1所述的一種船舶自動識別終端設備實現低功耗待機的方法，其特征在于，所述的船舶自動識別終端設備包括由協議棧、消息發送模塊、GPS控制模塊和休眠控制模塊構成的ARM控制模塊、射頻模塊、GPS模塊、時鐘模塊、控制面板和電源模塊，所述的 ARM控制模塊分別與射頻模塊、GPS模塊、時鐘模塊、控制面板及電源模塊連接，電源模塊分別與射頻模塊、GPS模塊、時鐘模...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭長勇，張健，李輝輝，張財元，程樹軍，徐旭曉，
申請(專利權)人：天津七一二通信廣播有限公司，
類型：發明
國別省市：
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