CN107947879A - 船用通信信道切换装置、系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用通信信道切换装置，涉及无线电通信技术领域，包括信号发生器、运算模块、选择模块和切换模块，信号发生器用于通过本地端通信设备向所有远端通信设备发送检测信号；运算模块用于接收并分析所有远端通信设备向本地端通信设备发出的反馈信号，并计算出所有远端通信设备和相应的本地端通信设备之间通信信道的通信质量参数；选择模块用于根据所述通信质量参数选择最优通信信道；切换模块用于接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
Description
技术领域
本发明涉及无线电通信技术领域，具体涉及一种船用通信信道切换装置、系统及其使用方法。
背景技术
船舶通信系统为满足航行中与不同通信对象之间的通信需求，配置有多种通信手段，包括中短波、超短波等各个频段的电台和多种频段的卫星通信设备。
船舶无线电通信设备的数量种类较多，当远端存在多个可使用的无线电通信设备时，工作人员难以从本地端选择最合适的通信设备与远端无线电通信设备进行通信连接。
现有技术中，工作人员通常根据经验手动选择其中一个本地通信设备与远端对应种类的通信设备进行通信，此种人工选择方式，不仅操作麻烦，浪费人力，而且存在人为误差，可靠性差，再者，需要工作人员有一定的工作经验和能力，才可人工完成选择，对工作人员要求较高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种船用通信信道切换装置，可自动选择通信质量较好的通信信道，自动化程度高，可靠性好，而且操作简单，对工作人员能力要求不高，节省了人力，通用性更好。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种船用通信信道切换装置，包括：
信号发生器，其用于通过本地端通信设备向所有远端通信设备发送检测信号；
运算模块，其用于接收并分析所有远端通信设备向本地端通信设备发出的反馈信号，并计算出所有远端通信设备和相应的本地端通信设备之间通信信道的通信质量参数；
选择模块，其用于根据所述通信质量参数选择最优通信信道；
切换模块，其用于接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
在上述技术方案的基础上，还包括一监控模块，其与所述信号发生器相连，所述监控模块用于持续监测已连通的当前通信信道的通信质量是否超过预设的范围，若是，则启动所述信号发生器重新发送检测信号。
在上述技术方案的基础上，所述监控模块包括信号采集单元和处理单元：
所述信号采集单元用于采集当前通信信道的通讯信号，并将所述通讯信号发送给所述运算模块；
所述运算模块还用于计算得到所述通讯信号的通信质量参数；
所述处理单元用于判断所述通讯信号的通信质量参数是否超过预设的范围，若超过，则启动所述信号发生器重新发送检测信号。
在上述技术方案的基础上，还包括一缓存模块，其与所述所有本地端通信设备和本地通信网络连接，其用于存储所有通过本地通信网络传输的即将发出的数据，再传递给本地端通信设备予以发出。
在上述技术方案的基础上，所述切换装置包括至少一终端设备，所述终端设备包括一模式设定控件和若干控制本地端通信设备开关断的通道选择按钮，所述模式设定控件用于设定所述通信信道切换装置的操作模式为自动切换模式或手动切换模式，所述通道选择按钮用于当所述模式设定控件设定为手动切换模式时，接通操作人员手动选择的本地通信设备，所述切换模块用于在所述模式设定控件设定为自动切换模式时接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
在上述技术方案的基础上，所述终端设备还包括显示屏，所述显示屏用于显示所述运算模块得到的所有通信信道的通信质量参数。
本发明还提供了一种船用通信信道切换系统，包括上述船用通信信道切换装置、至少两个远端通信设备、以及若干本地端通信设备。
本发明还提供了一种上述船用通信信道切换装置的使用方法，包括如下步骤：
启动信号发生器，所述信号发生器通过本地端通信设备向所有远端通信设备发送检测信号，所有远端通信设备在接收到所述检测信号后均发送反馈信号，与远端通信设备对应的本地端通信设备接收所述反馈信号，并将所述反馈信号发送给运算模块，所述运算模块分析接收到的所有反馈信号，并计算出所有本地端通信设备与远端通信设备之间的通信信道的通信质量参数，选择模块根据所述通信质量参数选择出最优通信信道，切换模块接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
在上述技术方案的基础上，还包括步骤：在切换模块连通所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备后，信号采集单元采集当前通信信道的通讯信号，运算模块计算得到所述通讯信号的通信质量参数，处理单元判断所述通讯信号的通信质量参数是否超过预设的范围，若超过，则启动所述信号发生器重新发送检测信号。
在上述技术方案的基础上，所述切换装置包括至少一终端设备，所述终端设备包括一模式设定控件和若干控制本地端通信设备开关断的通道选择按钮，在使用所述船用通信信道切换装置时，设定操作模式为自动切换模式或手动切换模式，若模式设定控件为自动切换模式时，则在得到最优通信信道后，所述切换模块自动接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备；若模式设定控件为手动切换模式时，则在得到最优通信信道后，通过手动操作通道选择按钮接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的船用通信信道切换装置可自动选择通信质量较好的通信信道，自动化程度高，可靠性好，而且操作简单，使用方便，对工作人员能力要求不高，节省了人力，通用性更好。
(2)本发明的船用通信信道切换装置包括监控模块，可以监测处当前通信信道的通信质量是否超过预设的范围，来判断当前通信质量是否发生明显下降或中断，从而及时发现通讯信号是否受到距离、障碍物、天气等多重因素的影响而出现通信质量明显下降或通信中断的情况，可以避免通信扰动或通信中断的问题，对船舶安全有着重要作用，使得该装置更加安全可靠。
(3)本发明的船用通信信道切换装置包括缓存模块，可以存储所有由本地通信网络传递给本地端通信设备的即将发出的通信数据，当需要切换新的通信信道时，缓存模块可以在切换的间隙缓存本地端即将发出的通讯信号，等新的通信信道接通后，再将缓存的通讯信号发送给对应的本地端通信设备，从而保证数据传输的完整性。
(4)本发明的船用通信信道切换装置包括至少一终端设备，可以设定切换装置的操作模式为自动切换或手动切换模式，根据实际船舶需要，选择相应的操作模式，使用起来更加方便，适用范围更广。
附图说明
图1为本发明实施例中船用通信信道切换装置的示意图；
图2为本发明实施例中船用通信信道切换装置的使用方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种船用通信信道切换装置，包括：信号发生器、运算模块、选择模块和切换模块。
信号发生器用于通过本地端通信设备向所有远端通信设备发送检测信号；运算模块用于接收并分析所有远端通信设备向本地端通信设备发出的反馈信号，主要分析该反馈信号幅度衰减程度、信号强度闪烁指数等，并计算出所有远端通信设备和相应的本地端通信设备之间通信信道的通信质量参数；选择模块用于根据通信质量参数选择最优通信信道；切换模块用于接通与最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
在实际使用时，可以在运算模块计算出每个通信信道的通信质量参数后，对其进行简单的量化评级，将通信质量的参数值划分为多个等级，该量化评级可以根据经验所得，在分级后，选择级别最高的信道最为最优通信信道。
在本发明实施例中，远端通信设备为中短波电台和超短波电台，本地端通信设备包括中短波电台、超短波电台、海事卫星电话和动中通卫星站等。在使用该船用通信信道切换装置时，信号发生器向所有本地端通信设备均发送检测信号，远端通信设备的中短波电台只能对应接收本地端通信设备的中短波电台，远端通信设备的超短波电台只能对应接收本地端通信设备的超短波电台。
当检测到远端通信设备的超短波电台和本地端通信设备的超短波电台之间为最优通信信道时，切换模块接通与最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备，即接通最优通信信道对应的远端通信设备的超短波电台和本地端通信设备的超短波电台。具体地，切换模块是先接通本地通信网络和本地端通信设备，然后再由本地端通信设备与远端通信设备进行无线通信。
进一步地，船用通信信道切换装置还包括一监控模块，其与信号发生器相连，监控模块用于持续监测已连通的当前通信信道的通信质量是否超过预设的范围，若是，则启动信号发生器重新发送检测信号，可以监测出当前通信信道的通信质量是否超过预设的范围，来判断当前通信质量是否发生明显下降或中断，从而及时发现通讯信号是否受到到距离、障碍物、天气等多重因素的影响而出现通信质量明显下降或通信中断的情况，可以避免通信扰动或通信中断的问题，对船舶安全有着重要作用，使得该装置更加安全可靠。
具体地，监控模块包括信号采集单元和处理单元。信号采集单元用于采集当前通信信道的通讯信号；运算模块还用于计算得到通讯信号的通信质量参数；处理单元用于判断通讯信号的通信质量参数是否超过预设的范围，若超过，则启动信号发生器重新发送检测信号。
预设的范围可以为该通信信道刚接通时的通信质量参数，也可以为工作人员依据该通信信道刚接通时的通信质量参数结合经验所得设定的参数范围。特别地，当在实际使用时，对运算模块计算出每个通信信道的通信质量参数后，对其进行简单的量化评级，预设的范围也可以为选择模块选择的最优通信信道对应的通信质量参数的量化等级范围。
进一步地，船用通信信道切换装置还包括一缓存模块，其与所有本地端通信设备和本地端通信网络连接，其用于存储所有由本地通信网络传递给本地端通信设备的即将发出的通信数据。当需要切换新的通信信道时，缓存模块可以在切换的间隙缓存本地端即将发出的通讯信号，等新的通信信道接通后，再将缓存的通讯信号发送给对应的本地端通信设备，从而保证数据传输的完整性。
切换装置包括至少一终端设备，终端设备包括一模式设定控件和若干控制本地端通信设备开关断的通道选择按钮，模式设定控件用于设定通信信道切换装置的操作模式为自动切换模式或手动切换模式，通道选择按钮用于当模式设定控件设定为手动切换模式时，接通操作人员手动选择的本地通信设备，切换模块用于在模式设定控件设定为自动切换模式时接通与最优通信信道对应的本地端通信设备。从而可以根据情况设定切换装置的操作模式为自动切换或手动切换模式，根据实际船舶需要，选择相应的操作模式，使用起来更加方便，适用范围更广。
切换装置可以包括一个或多个终端设备，可以根据实际情况相应配置即可。在实际使用中，工作人员位置较为分散，可以每个工作人员均配置一个终端设备，方便每个工作人员进行相应的通信信道切换，使用起来更加方便。
终端设备还包括显示屏，显示屏用于显示运算模块得到的所有通信信道的通信质量参数，便于工作人员查看每个通信信道的通信质量参数。当切换模块发生故障时，工作人员也可根据显示屏上显示的所有通信信道的通信质量参数，相应选择最优的通信信道进行手动切换，不会影响该装置正常工作，使其利用率更高，更加安全可靠。
本发明的船用通信信道切换装置可自动选择通信质量较好的通信信道，自动化程度高，可靠性好，而且操作简单，使用方便，对工作人员能力要求不高，节省了人力，通用性更好。
本发明实施例还提供了一种船用通信信道切换系统，包括上述船用通信信道切换装置、至少两个远端通信设备、以及若干本地端通信设备，可以使用该切换装置，从远端通信设备中选择出最优的通信信道，并接通最优的通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
参见图2所示，本发明实施例还提供了一种上述船用通信信道切换装置的使用方法，具体包括如下步骤：
S1：预先在终端设备上设定操作模式为自动切换模式或手动切换模式；
S2：启动信号发生器，信号发生器通过本地端通信设备向所有远端通信设备发送检测信号；
S3：所有远端通信设备在接收到检测信号后均发送反馈信号，与远端通信设备对应的本地端通信设备接收反馈信号，并将反馈信号发送给运算模块；
S4：运算模块分析接收到的所有反馈信号，并计算出所有远端通信设备的通信信道的通信质量参数；
S5：选择模块根据通信质量参数选择出最优通信信道；
S6：判断终端设备上设定的操作模式是否为自动切换模式，若是，则转入步骤S7，若否，则转入步骤S8；
S7：切换模块接通与最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备；
S8：手动操作终端设备上的通道选择按钮接通与最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备；
S9：监控模块持续监测已连通的当前通信信道的通信质量是否超过预设的范围，若是，则转入步骤S10，若否，则继续监测；
S10：重复步骤S2至S5的操作，重新找到新的最优通信信道；
S11：按照设定的操作模式，切断当前通信信道对应的本地端通信设备，连通新的最优通信信道对应的本地端通信设备。
步骤S9的具体操作步骤为：信号采集单元采集当前通信信道的通讯信号，运算模块计算得到通讯信号的通信质量参数，处理单元判断通讯信号的通信质量参数是否超过预设的范围，若超过，则启动信号发生器重新发送检测信号。
本发明不局限于上述实施方式，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种船用通信信道切换装置，其特征在于，包括：
信号发生器，其用于通过本地端通信设备向所有远端通信设备发送检测信号；
运算模块，其用于接收并分析所有远端通信设备向本地端通信设备发出的反馈信号，并计算出所有远端通信设备和相应的本地端通信设备之间通信信道的通信质量参数；
选择模块，其用于根据所述通信质量参数选择最优通信信道；
切换模块，其用于接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
2.如权利要求1所述的船用通信信道切换装置，其特征在于：还包括一监控模块，其与所述信号发生器相连，所述监控模块用于持续监测已连通的当前通信信道的通信质量是否超过预设的范围，若是，则启动所述信号发生器重新发送检测信号。
3.如权利要求2所述的船用通信信道切换装置，其特征在于，所述监控模块包括信号采集单元和处理单元：
所述信号采集单元用于采集当前通信信道的通讯信号，并将所述通讯信号发送给所述运算模块；
所述运算模块还用于计算得到所述通讯信号的通信质量参数；
所述处理单元用于判断所述通讯信号的通信质量参数是否超过预设的范围，若超过，则启动所述信号发生器重新发送检测信号。
4.如权利要求1所述的船用通信信道切换装置，其特征在于：还包括一缓存模块，其与所述所有本地端通信设备和本地通信网络连接，其用于存储所有通过本地通信网络传输的即将发出的数据，再传递给本地端通信设备予以发出。
5.如权利要求1所述的船用通信信道切换装置，其特征在于：所述切换装置包括至少一终端设备，所述终端设备包括一模式设定控件和若干控制本地端通信设备开关断的通道选择按钮，所述模式设定控件用于设定所述通信信道切换装置的操作模式为自动切换模式或手动切换模式，所述通道选择按钮用于当所述模式设定控件设定为手动切换模式时，接通操作人员手动选择的本地通信设备，所述切换模块用于在所述模式设定控件设定为自动切换模式时接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
6.如权利要求5所述的船用通信信道切换装置，其特征在于：所述终端设备还包括显示屏，所述显示屏用于显示所述运算模块得到的所有通信信道的通信质量参数。
7.一种船用通信信道切换系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的船用通信信道切换装置、至少两个远端通信设备、以及若干本地端通信设备。
8.一种如权利要求1至6任一项所述船用通信信道切换装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
启动信号发生器，所述信号发生器通过本地端通信设备向所有远端通信设备发送检测信号，所有远端通信设备在接收到所述检测信号后均发送反馈信号，与远端通信设备对应的本地端通信设备接收所述反馈信号，并将所述反馈信号发送给运算模块，所述运算模块分析接收到的所有反馈信号，并计算出所有本地端通信设备与远端通信设备之间的通信信道的通信质量参数，选择模块根据所述通信质量参数选择出最优通信信道，切换模块接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
9.如权利要求8所述的船用通信信道切换装置的使用方法，其特征在于，还包括步骤：在切换模块连通所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备后，信号采集单元采集当前通信信道的通讯信号，运算模块计算得到所述通讯信号的通信质量参数，处理单元判断所述通讯信号的通信质量参数是否超过预设的范围，若超过，则启动所述信号发生器重新发送检测信号。
10.如权利要求8所述的船用通信信道切换装置的使用方法，其特征在于：所述切换装置包括至少一终端设备，所述终端设备包括一模式设定控件和若干控制本地端通信设备开关断的通道选择按钮，在使用所述船用通信信道切换装置时，设定操作模式为自动切换模式或手动切换模式，若模式设定控件为自动切换模式时，则在得到最优通信信道后，所述切换模块自动接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备；若模式设定控件为手动切换模式时，则在得到最优通信信道后，通过手动操作通道选择按钮接通与所述最优通信信道对应的远端通信设备和本地端通信设备。
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