物联网技术在海事通信领域的发展及应用

【摘 要】物联网是新一代信息技术的重要组成部分，在智能物流、智能交通、智能家居等领域都有着广阔的应用前景。海事通信是船舶管理和海上信息传输的重要手段，对船舶安全、航行便捷都有着重要意义。本文结合海事通信的工作特点，探讨了物联网技术在海事通信领域的发展与应用。

【关键词】物联网 海事通信 RFID 智能传感器

中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―495―01

进入21世纪以来，网络正在日益深刻地改变着人们的生产和生活方式。时至今日，随着感知识别技术的快速发展，信息从传统的人工生成的单通道模式转变为人工生成和自动生成相结合的双通道模式。以传感器和智能识别终端为代表的信息自动生成设备可以实时准确的开展对外部世界的感知、测量和监控。

物联网是在物理世界的联网需求和信息世界的扩展需求双重推动下不断发展起来的一种新型网络。其本质是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体、让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它所具有的3个重要特征是：普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化。简单的解释就是：身处物联网时代，所有的物体均能够实现可寻址、可通信、可控制。

海事通信作为航海保障体系的重要组成部分，在海上遇险值守搜救、安全警报信息播发、服务船舶用户通信需求等发面都发挥了至关重要的作用。时至今日，海事通信已经走过了数十年的发展历程，也正处在技术升级和服务转型的关键时期，如何利用好当前先进的计算机与信息技术，建设数字化海事通信体系，以更加智能便捷有效的通信方式跟上时代的发展步伐，是每一个海事通信人都在思考的问题。物联网技术的应用无疑为海事通信的数字化、信息化带来了新的思考与发展的契机。

物联网主要分为四个层次，即：感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。在海事通信领域，物联网技术的应用也同样分为感知识别、网络传输、监测管理和综合应用这几个部分：海事通信承担着海上遇险值守和信息播发的任务，需要人员24小时值守待命，各类通信设备如接收机、大功率发射机等设备都要保持24小时运转，需要及时对各类信息及突况作出准确的反应，这无形中消耗了极大的人力资源；针对传统通信机房而言，存在着机房设备24小时不间断运行、收、发信机及网络设备种类多样、涉及与各类天线的工作协调、发信机发射功率大等诸多特点，此外如何高效的管理和使用通信设备，以及如何监督通信质量都是当前亟待解决提高的一些问题。针对这些特点，物联网技术能够为海事通信的日常管理提供一些新的思路：

1.使用RFID（射频识别技术）用于存储每一台设备的基本操作信息和维修保养记录：RFID技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比，射频卡具有容量大、非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能，能同时处理多张卡片。在国外，射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理、资产管理等众多领域。目前生产的RFID产品主要分为主动式和被动式两大类：内部不带电池的标签称为被动式标签，需要外部持续提供能量才能正常工作，被动式标签的特点是读取距离较近，一般为几厘米到5米范围，其寿命较长、成本较低，但读取设备价格昂贵；内部自带电池的标签称为主动式标签，能够自发发射信号，发射功率一般小于5mw，具有同时识别多个目标系统的能力，能对100km/h的高速移动目标进行识别，可调识别范围能够扩大到100m左右，主动式标签寿命受电池影响，成本较高，但相比而言读取设备价格较低。针对两类RFID标签的特点，考虑到通信设备普遍具有较强的电磁屏蔽、较高的功率接收与发射以及根据信号传输距离的需要，在实践中应主要采用主动式RFID作为实践探索的方向，同时采用错开工作频率、扩展读取频率、加装信号中继器等手段，克服机房内的信号干扰和电磁屏蔽。在海事通信领域，为每一台接收机、发信机和网络设备配备RFID电子标签不仅能够方便的使用读写器读取通信设备的名称、型号和工作参数，还将能够随时调取操作说明和产品说明书，记录故障和维修保养情况，给值守操作和维修保养作业提供便利，有效地提升对通信设备的管理水平。

2.使用智能传感器监测替代传统的人工值守模式，时时监控通信设备各类工作指标：传感器作为信息获取的重要手段，与通信技术和计算机技术共同构成了信息技术的三大支柱，随着电子器件的不断更新换代，现代传感器正逐步向微型化、智能化和网络化的方向发展。如今，智能传感器在军事、楼宇管理、医疗监控等应用领域中都正在发挥着日益显著的作用。在海事通信领域，智能传感器能够最大限度的替代传统的人工模式，其通过自带的微处理器和无线传输装置，能够将每一台通信设备产生的零散信息进行简单的比较处理后汇总于统一的监控终端，方便值班人员监控查询，这些数据可以包括外界环境的温湿度数据、收发信机的工作频率、当前的发射功率、驻波比情况、电力及高压工作情况、天线的连接状态、散热系统的运行情况等重要工作参数；同时，一旦设备发生故障报警，专门用于监测告警信息的传感器即会将故障信息及时发送给监控终端，值守人员在获得告警信息后，可以选择根据告警内容，通过无线传输简单的开关指令，使用微处理控制系统操作发信设备和天线倒换设备实现诸如断开高压、更改频率、调换天线、关闭供电等简单操作，从而实现设备的远程监控与管理。

3.海事通信服务的对象是广大船舶用户和港航单位，对发射信号的质量有较高的要求，通过物联网技术能够实现对信号质量的实时监控。海事通信为了确保能够准确的接收和发射安全信息和遇险搜救信息，就要求在任何条件下，信号的发送必须提供尽可能采用较大的发射功率，同时减小干扰信号，确保信号的发射质量。当前对于信号质量的监控，仅仅局限于监控发信机的发射功率和驻波比情况，采用人工方式与用户进行沟通后反馈获得。随着物联网技术的发展，具有信号接收功能的传感设备即可以被部署到信号覆盖的码头、钻井平台、船舶等工作场所，实时接收发射的信号，通过处理器统计信号强度、干扰状况等，并将监测信息通过互联网、wifi、蓝牙、微波传输、海事卫星等多种传输手段发回监测终端，使值守人员能够随时掌握各路通信在不同区域的信号发射接收情况，便于合理调配通信资源，实现海事安全信息和遇险搜救信息的全面覆盖。采集到的信息被存入指定的数据库系统，将能够对整个北方海区所和接收的各类信息进行统一的存储与管理，分析各个航行区域和港口码头的船舶信息需求，并整合其他海事信息资源如AIS（船舶自动识别系统）、CCTV（海事数字电视监控系统），合理的进行调配与使用，提高海事通信的管理能力与服务水平。

随着整个北方海区通信资源的整合利用，海事通信正向着现代化、数字化不断迈进。物联网技术的发展将有利于将原本零散分散的单个站点、单台发信设备整合成一个可远程实现自动监测和控制的资源整体，由统一的信息处理终端进行监控与管理，将大量采集到的信息实现汇总与利用，能够有效提高海事通信的工作效率和管理水平。当前，物联网技术在全国乃至全世界都处于高速发展阶段，在各个领域的应用也都处在不断的摸索和实践中，相信随着电子器件和网络建设的不断完善，物联网技术在海事通信领域将会获得更多发展和实践的空间。

作者简介：

李巍（1986—），男，北海航海保障中心天津通信中心，助理工程师。