一种舰船用短信传输系统及其短信传输方法

1.一种舰船用短信传输系统，其特征在于，包括岸上手机终端，公网，G短信平台，短波数据通信控制平台和船载终端；所述G短信平台，通过公网实现岸上手机终端和短波数据通信控制平台的短信传输；
所述短波数据通信控制平台，通过短波信道与船载终端实现短信传输；
所述船载终端内嵌有手机通信模块；所述船载终端在公网覆盖范围内，选择通过公网与岸上手机终端进行短信通讯；
所述短波数据通信控制平台包括：短波数据交换控制器，短波通信接口服务器，依次接收短波数据的接收天线、短波接收机、短波接收控制器，以及依次发送短波数据的短波发射控制器、短波发射机、发射天线；其中，所述短波通信接口服务器用于短波数据通信控制平台与所述G短信平台之间的数据传输；所述短波数据交换控制器用于控制短波通信接口服务器与短波接收控制器、短波发射控制器之间的数据接收和数据转发；
所述G短信平台，包括公网短信网关服务器、G短信接口服务器和数据库服务器；所述公网短信网关服务器通过公网接收或向岸上手机终端转发短信数据；所述G短信接口服务器用于G短信平台与短波数据通信控制平台之间的数据传输；所述数据库服务器用于存储和备份短信数据；
所述船载终端包括：短波接收模块、短波发射模块、控制短波数据接收与发射的综合控制处理单元、以及嵌入式电脑系统；所述嵌入式电脑系统处理短波数据，显示或输入短信。
2.一种舰船用短信传输方法，基于权利要求1所述的舰船用短信传输系统，其特征在于，所述方法包括：
岸上手机终端向船载终端发送短信时，如果船载终端处在公网覆盖范围内，则通过公网将此短信发送到船载终端，如果船载终端不在公网覆盖范围内，则通过短波信道将此短信发送到船载终端；
船载终端接收岸上手机终端发送的短信时，如果船载终端处于公网覆盖范围内，则通过公网接收此短信，如果船载终端处于公网覆盖范围外，则通过短波信道接收该短信；
船载终端向岸上手机终端发送短信时，如果船载终端处于公网覆盖范围内，则选择公网或短波信道发送短信，如果船载终端处于公网覆盖范围外，则通过短波信道发送该短信；
岸上手机终端接收短信时，如果船载终端处于公网覆盖范围内，则通过公网接收该短信，如果船载终端处于公网覆盖范围外，则通过短波信道接收该短信。

一种舰船用短信传输系统及其短信传输方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及通信技术领域，更具体地涉及一种舰船用短信传输系统及其短信传输方法，适用于远海远程通信。\n背景技术\n[0002] 随着通信技术的不断发展，3G通信向海洋辐射的要求日益迫切。但是，由于存在基站架设的困难，面向海洋的3G通信受到很大限制，无法实现远海3G通信，影响用户体验。\n尤其，对于远海中的舰船，船员和家人几乎无法通信联络。\n发明内容\n[0003] 为弥补上述缺陷，本发明的目的在于提供一种舰船用短信传输系统及其短信传输方法，不仅能使远在千里之外的船上用户能收到陆地家里3G用户发送的各种短信，还能实现船上用户成功发送短信给陆地指定3G用户。\n[0004] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。\n[0005] 技术方案一：\n[0006] 一种舰船用短信传输系统，其特征在于，包括岸上手机终端，公网，G短信平台，短波数据通信控制平台和船载终端；\n[0007] 所述G短信平台，通过公网实现岸上手机终端和短波数据通信控制平台的短信传输；\n[0008] 所述短波数据通信控制平台，通过短波信道与船载终端实现短信传输。\n[0009] 上述技术方案的特点和进一步改进在于：\n[0010] (1)所述船载终端内嵌有手机通信模块；所述船载终端在公网覆盖范围内，选择通过公网与岸上手机终端进行短信通讯。\n[0011] (2)所述短波数据通信控制平台包括：\n[0012] 短波数据交换控制器，短波通信接口服务器，依次接收短波数据的接收天线、短波接收机、短波接收控制器，以及依次发送短波数据的短波发射控制器、短波发射机、发射天线；其中，\n[0013] 所述短波通信接口服务器用于短波数据通信控制平台与所述G短信平台之间的数据传输；\n[0014] 所述短波数据交换控制器用于控制短波通信接口服务器与短波接收控制器、短波发射控制器之间的数据接收和数据转发。\n[0015] (3)所述G短信平台，包括公网短信网关服务器、G短信接口服务器和数据库服务器；\n[0016] 所述公网短信网关服务器通过公网接收或向岸上手机终端转发短信数据；\n[0017] 所述G短信接口服务器用于G短信平台与短波数据通信控制平台之间的数据传输；\n[0018] 所述数据库服务器用于存储和备份短信数据。\n[0019] (4)所述船载终端包括：短波接收模块、短波发射模块、控制短波数据接收与发射的综合控制处理单元、以及嵌入式电脑系统；所述嵌入式电脑系统处理短波数据，显示或输入短信。\n[0020] 技术方案二：\n[0021] 一种舰船用短信传输方法，基于上述的舰船用短信传输系统，其特征在于，所述方法包括：\n[0022] 岸上手机终端向船载终端发送短信时，如果船载终端处在公网覆盖范围内，则通过公网将此短信发送到船载终端，如果船载终端不在公网覆盖范围内，则通过短波信道将此短信发送到船载终端；\n[0023] 船载终端接收岸上手机终端发送的短信时，如果船载终端处于公网覆盖范围内，则通过公网接收此短信，如果船载终端处于公网覆盖范围外，则通过短波信道接收该短信；\n[0024] 船载终端向岸上手机终端发送短信时，如果船载终端处于公网覆盖范围内，则选择公网或短波信道发送短信，如果船载终端处于公网覆盖范围外，则通过短波信道发送该短信；\n[0025] 岸上手机终端接收短信时，如果船载终端处于公网覆盖范围内，则通过公网接收该短信，如果船载终端处于公网覆盖范围外，则通过短波信道接收该短信。\n[0026] 本发明运用短波通信技术和3G通信技术，通过G短信平台与短波数据通信控制平台的接力传输，实现了短信的短波传输，实现了3G网络和短波通信网的跨网通信，实现了\n3G网络通过短波传输的方式使通信范围扩大和延伸，使海上与陆地实现了双向短信传输，为海上用户提供了一种新的无线通信模式和渠道。\n附图说明\n[0027] 下面结合附图和具体实施方式对本发明的结构和工作原理作进一步详细说明。\n[0028] 图1为本发明的一种舰船用短信传输系统原理示意图；\n[0029] 图2为本发明实施例中短波通信接口服务器的结构示意图；\n[0030] 图3为本发明实施例中短波通信接口服务器模块结构示意图；\n[0031] 图4为本发明实施例中短波数据交换控制器的结构示意图；\n[0032] 图5为本发明实施例中短波发射控制器的结构示意图；\n[0033] 图6为本发明实施例中短波接收控制器的结构示意图；\n[0034] 图7为本发明实施例中岸上手机终端发送短信至船载终端的流程图；\n[0035] 图8为本发明实施例中短波数据通信控制平台短信发送的流程图；\n[0036] 图9为本发明实施例中船载终端接收短信的流程图；\n[0037] 图10为本发明实施例中船载终端发送短信的流程图；\n[0038] 图11为本发明实施例中岸上手机终端接收短信的流程图；\n[0039] 图12为本发明的舰船用短信传输方法的G短信下行传输流程图；\n[0040] 图13为本发明的舰船用短信传输方法的G短信上行传输流程图。\n具体实施方式\n[0041] 参照图1，为本发明一种舰船用短信传输系统，由短波数据通信控制平台、G短信平台、船载终端以及公网、岸上手机终端共同构成。其中，基于现有的公网、岸上手机终端，通过对短波数据通信控制平台、G短信平台、船载终端这3大部分的软、硬件设计以达到实现短信远海传输的目的，其中短波数据通信控制平台、G短信平台为岸台设备。文中，公网泛指电信、联通、移动等运营商的无线通信网络。G短信包含3G网络、2G网络系统的所有短信业务。实施例中，公网采用联通的无线通信网络。\n[0042] 本实施例中，船载终端采用了最先进的嵌入式技术的产品。其内部集成了基于Windows CE操作系统的32位ARM高速处理器内核的嵌入式电脑、高画质7寸TFT显示屏、手写输入模块，组成嵌入式电脑系统，用于处理短波数据、显示或输入短信。接收天线、短波接收机构成船载终端的短波接收模块；短波调制解调器、外置的短波发射机、发射天线构成船载终端的短波发射模块；综合控制处理单元控制短波数据的接收与发射。嵌入式电脑系统与综合控制处理单元双向通信，可以实现数据的短波发送与接收，具有短波通信机制。\n[0043] 本实施例的船载终端中内嵌有手机通信模块，即内置的3G无线通信模块，并对应设置3G天线，以及辅助设置GPS接收模块和GPS天线。船载终端在公网(即3G通信基站)覆盖范围内，嵌入式电脑系统可以选择通过公网与岸上手机终端进行短信通讯。\n[0044] 本实施例的船载终端使用时，在海上作业的船只能够在近海(约100公里以内且有3G网络覆盖)利用内置的3G无线通信模块，通过3G网络实现3G无线座机功能，除了能够进行短信双向传输外，还可以上网冲浪，浏览网页等全方位的3G服务。当船只远离陆地(据海岸线100公里以外)，3G网络已经无法覆盖时，则启用短波通信机制，通过短波信道进行短信的接收和发送。\n[0045] 该船载终端通过有机地结合短波信道或3G无线信道，实现了3G短信远海传输功能。短波通信距离视船上所安装的短波电台功率大小及船上架设的短波天线来决定。因为岸上短波发射机功率大小和架设天线的选择不受安装空间的影响。当然采用天线阵或分集接收方式可以使系统的通信距离不受限制，而保证全球通信。\n[0046] 本实施例中，G短信平台，包括公网短信网关服务器、G短信接口服务器和数据库服务器，实际部署时可以合并部署在一台计算机上。公网短信网关服务器通过互联网或专线接入联通在信网关。通过互联网接入时，公网短信网关服务器需要具有固定的公网IP地址；通过专线接入时公网短信网关服务器需要具有固定的专线IP地址。为提高平台安全性，公网短信网关服务器与联通在信网关的连接需要经过防火墙进行过滤、隔离。公网短信网关服务器部署基于联通SGIP协议的短信网关程序，实现联通G网短信的发送、接收、状态报告获取等功能。公网短信网关服务器通过公网可以接收或向岸上手机终端转发短信数据。\n[0047] 数据库服务器用于存储和备份短信数据，数据库服务器使用MySQL数据库，存储短信平台的各类基础数据、业务数据，实现数据的定时自动备份功能。G短信接口服务器部署接口服务，实现G短信平台与短波数据通信控制平台的短信交互，即用于G短信平台与短波数据通信控制平台之间的数据传输。G短信平台的设计按照公网通信运营商的通信协议进行设计。\n[0048] 本实施例中，短波数据通信控制平台，通过短波信道与船载终端实现短信传输。短波数据通信控制平台实现短波单通道双工短信数据传输，具体包括短波数据交换控制器，短波通信接口服务器，依次接收短波数据的接收天线、短波接收机、短波接收控制器，以及依次发送短波数据的短波发射控制器、短波发射机、发射天线；其中，短波通信接口服务器用于短波数据通信控制平台与所述G短信平台之间的数据传输；短波数据交换控制器用于控制短波通信接口服务器与短波接收控制器、短波发射控制器之间的数据接收和数据转发。\n[0049] 短波通信接口服务器的硬件特性是一台计算机。在WINDOWS XP操作系统的支持下，以及通过应用软件的设计，实现G短信平台与短波数据通信控制平台的短信数据交互，控制短波数据的转发与接收，以及人机界面、客户资料、数据库信息的处理等。\n[0050] 短波发射机是一个通用设备。该设备的功能是将已调制的短信数据通过短波频率发射出去。为了保证与远距离海上船只进行通信，应选用大功率的短波发射机，发射功率＞\n500W为宜。短波发射机和短波接收机在本系统中，设置到异频工作模式，即发射和接收频率不同，这样保证了本系统的全双工通信。当然，这些设置必须保证能够进行可靠通信为前提。短波发射机音频端口连接短波发射控制器，天线端口连接高增益短波发射天线，发射天线的选择应与短波发射机的发射功率相匹配，且保证发射效率。\n[0051] 短波接收机也是一个通用设备。该设备的功能是实时接收当前设置频率上的音频信号，并通过音频接口将该信号传递到短波接收控制器。其天线端口连接高增益短波接收天线。接收天线的选择应与短波接收机相匹配，保证高的接收灵敏度。\n[0052] 影响短波通信效果的主要因素中，天线是首要的。选择一副好天线可以使电台的有效辐射功率成倍甚至成几倍增加。根据通信距离、通信方向(定向或全向)、承受功率的不同，短波天线品种可以有多种选择，从国际上看，使用宽带天线是流行趋势，这是因为宽带天线具有结构简单，架设方便，不用天调，不接地线，频率范围宽等优点。本实施例中的发射天线和接收天线均采用新型三线式高效宽带天线。\n[0053] 结合图2，为本发明实施例中短波通信接口服务器结构，其中，短波通信接口服务器与G短信平台的物理连接采用标准的RJ45硬件接口，采用基于TCP/IP的Socket通信方式，实现短信数据交互。交互的数据信息包含短信数据的传输，短信传输的状态报告，船台编号与手机号码对应关系的实时数据库同步信息。\n[0054] 短波通信接口服务器与短波数据交换控制器的硬件接口采用标准三线制RS-232C异步串行数据接口，数据传输速率默认115200Kbps(根据需要可以改变)。该接口实时接收从短波数据交换控制器传来的短信数据，并实时接收从G短信平台传递来需要发送的短信数据。\n[0055] 当短波通信接口服务器收到从G短信平台来的短信数据，如果符合协议要求，且是本系统网内用户，则首先提取该短信数据并进行数据格式转换，转换后保存，然后将本条短信加入到短波短信发送队列中。一旦短波信道空闲，则自动将本条信息经过格式匹配后发送到短波数据交换控制器。当短波通信接口服务器收到从短波数据交换控制器送来的短信数据时，经数据格式转换匹配后自动发送到G短信平台。\n[0056] 结合图3，为本发明实施例中的短波通信接口服务器的模块示意图，所述模块包括短信数据调度管理模块、短波数据交换模块、登陆管理模块、数据库管理模块、RS232C接口模块和TCP/IP接口模块。\n[0057] 其中，短信数据调度管理模块用于对短信数据进行调度和管理；短波数据交换模块用于对短波数据进行交换；登陆管理模块对所有登陆用户进行管理；数据库管理模块用于对数据库的数据信息进行管理；RS232C接口模块用于通过RS232C接口进行连接；TCP/IP接口模块用于进行TCP/IP接入。\n[0058] 结合图4，为短波数据交换控制器。短波数据交换控制器是一个进行数据交换的中转设备，该设备实时接收和转发三路数据。这三路数据分别是与短波通信接口服务器通信的数据，与短波发射控制器通信的数据，与短波接收控制器通信的数据。三者之间的数据交换按自定义协议进行传输。\n[0059] 短波数据交换控制器与短波接收控制器、短波发射控制器的硬件接口为K接口。K接口特性的最大优点是可以同时传输多路信号，且传输距离远，可达4Km。该接口适用于本系统中要求短波发射机与短波接收机异频同时工作时，二者应相隔一定距离使相互干扰减小到最小范围。\n[0060] 短波数据交换控制器的硬件采用多处理器模式，即多单片机控制器，并通过多个串口实现多路数据的交换。短波数据交换控制器实时接收短波接收控制器发送来的短信数据，短信数据符合协议要求则首先保存到存储器中，同时检测短波通信接口服务器是否处于忙状态，如果空闲则将该数据传递到短波通信接口服务器。短波数据交换控制器实时接收短波通信接口服务器发送来的短信数据，并检查短波发射控制器是否处于忙状态，如果空闲则将该数据传递到短波发射控制器中。\n[0061] 结合图5，为本发明实施例中的短波发射控制器。其中，短波发射控制器通过K接口收到短波数据交换控制器送来的短信数据后，其单片机控制器先将短信数据保存到存储器中，如果短波发射机空闲，则将该数据进行纠错编码，并经短波数据调制器调制为3k以内的音频信号送入短波发射机的音频接口，自动控制短波发射机将短信数据发送出去。\n[0062] 结合图6，为本发明实施例中的短波接收控制器。其中，短波接收控制器实时接收短波接收机的音频信号，并通过短波数据解调器解码。其单片机控制器一旦收到符合协议格式的数据，将首先检测短波数据交换控制器忙闲状态，如果空闲自动将该数据传输到短波数据交换控制器。\n[0063] 本发明的舰船用短信传输方法，基于上述的舰船用短信传输系统，该方法包括：岸上手机终端向船载终端发送短信时，如果船载终端处在公网覆盖范围内，则通过公网将此短信发送到船载终端，如果船载终端不在公网覆盖范围内，则通过短波信道将此短信发送到船载终端；船载终端接收岸上手机终端发送的短信时，如果船载终端处于公网覆盖范围内，则通过公网接收此短信，如果船载终端处于公网覆盖范围外，则通过短波信道接收该短信；船载终端向岸上手机终端发送短信时，如果船载终端处于公网覆盖范围内，则选择公网或短波信道发送短信，如果船载终端处于公网覆盖范围外，则通过短波信道发送该短信；岸上手机终端接收短信时，如果船载终端处于公网覆盖范围内，则通过公网接收该短信，如果船载终端处于公网覆盖范围外，则通过短波信道接收该短信。\n[0064] 下面结合本发明的舰船用短信传输系统，详细介绍舰船用短信传输方法。\n[0065] 参照图7，为本发明实施例中岸上手机终端发送短信至船载终端的流程，其中具体步骤如下：\n[0066] P701：岸上手机终端编辑短信；\n[0067] 当岸上手机终端向船载终端发送短信时，岸上手机终端需按照约定格式编辑短信并发送至一个特殊接入号(由公网约定，例如1065100)。\n[0068] 短信内容格式为：船台编号#短信内容。\n[0069] 船台编号：指本系统指定的用户号，号码由5位组成，第1位是系统指定的固定代码，号码范围0-9；后4位号码范围000-9999，系统容量10000个。\n[0070] 短信内容：按公网要求编辑，短信内容字符数量符合公网标准。\n[0071] P702：将编辑好的短信发送至G短信平台；\n[0072] P703：G短信平台判断此短信是否为规定格式，如果是则转入步骤P704，如果否则转入步骤P705；\n[0073] G短信平台接收短信后，验证是否符合格式并匹配此船台编号对应的手机号码。\n[0074] P704：匹配目的号码；\n[0075] 匹配目的号码的同时转换短信格式，转换后的短信格式为：短信内容+[来自***](***为源手机号码)。\n[0076] P705：如果不符合规定格式，则丢弃此短信；\n[0077] P706：判断目的号码是否在基站覆盖范围内，如果在则进入步骤P707，如果没在则进入步骤P708；\n[0078] P707：通过公网发送；\n[0079] 如果目的手机号码在公网(或联通或移动或电信)通信基站信号覆盖范围内，则短信平台通过公网基站将此短信发送至目的手机。\n[0080] P708：通过短波数据通信控制平台发送。\n[0081] 如果目的手机号码不在公网通信基站信号覆盖范围内，则短信通过短波数据通信控制平台将此短信发送至船载终端。\n[0082] 参照图8，为本发明实施例中短波数据通信控制平台的短信发送流程，其具体步骤如下：\n[0083] P801：G短信平台转发短信数据到短波数据通信控制平台；\n[0084] 短波数据通信控制平台发送短信的前提是G短信平台将短信数据传递到该平台。\n[0085] P802：按照短波传输要求转换数据格式；\n[0086] 当发送短信时，首先按照协议格式提取短信内容及发送方的手机号码。在短信内容中提取船台编号作为船载终端号，将发送方的手机号码填入短信内容中。\n[0087] P803：数据编码、调制；\n[0088] 具体数据格式如下：船台编号+短信内容+发送方的手机号码，将该数据经过编码、调制后送到短波发射机的音频输入通道。\n[0089] P804：短波信道发射。\n[0090] 参照图9，为本发明实施例中船载终端接收短信的流程。\n[0091] 当船载终端距海岸线约100公里区域以内，且处于公网覆盖范围内时，由于船载终端内置3G无线通信模块，所以就可以直接接收到短信，而不需要通过短波信道。\n[0092] 当船载终端处于公网覆盖范围外时，由于G短信平台自动将该短信数据传送到短波数据通信控制平台并通过短波信道发射，因此船载终端利用内置的短波接收机接收该基带信号，并通过内置的短波解调器将基带信号解调为短信数据，并通过内嵌式电脑系统的显示器进行显示。\n[0093] 图10为本发明实施例中船载终端发送短信的流程，其具体流程如下：\n[0094] P1001：船载终端编辑短信；\n[0095] 当船载终端向岸上手机终端发送短信时，首先启动短信发送界面，然后利用手写输入模块或键盘输入方式输入短信内容。\n[0096] P1002：输入手机号码(目的号码)；在指定文本框输入目的手机号码。\n[0097] P1003：判断3G无线通信模块有无信号，如果有则进入步骤P1004；如果无则进入步骤P1005；\n[0098] P1004：判断是否选择公网，如果选择则进入步骤P1006；如果不选择则进入步骤P1005；\n[0099] 如果船载终端的3G无线通信模块处于公网覆盖范围内，则可以选择公网发送短信，也可以选择短波信道发送短信。\n[0100] P1005：短波信道发送短信；\n[0101] 如果船载终端处于公网覆盖范围外，则只有采用短波信道发送短信。\n[0102] P1006：公网发送短信。\n[0103] 参照图11，为本发明实施例中岸上手机终端接收短信的流程，其具体流程如下：\n[0104] 当岸上手机终端接收短信时，如果船载终端通过公网发送短信，则直接从公网通过短信平台传递到岸上手机终端。该短信通信模式按照公网运营商信令协议执行。\n[0105] 如果短波数据通信控制平台收到船载终端向岸上手机终端发送的短信，则将收到的短信经过数据格式转换，通过短波数据通信控制平台传递到G短信平台，再依次经公网的短信网关、短信中心，将该短信发送到岸上手机终端。\n[0106] 综合上述详细流程，总结得到本发明的舰船用短信传输方法的宏观流程，包括G短信下行传输流程和G短信上行传输流程；其中，下行传输指岸上手机终端发送短信到船载终端，上行传输指船载终端发送短信到岸上手机终端。\n[0107] 参照图12，为本发明的舰船用短信传输方法的G短信下行传输流程，其中具体步骤如下：\n[0108] 首先岸上手机终端编辑短信通过通信基站(公网)发到G短信平台，如果船载终端在通信基站覆盖范围内，则通过通信基站发到船载终端；如果船载终端不在通信基站覆盖范围内，则通过短波通信接口服务器接收从G短信平台来的短信数据，并将该短信数据经过格式匹配后，发送到短波数据交换控制器，然后短波数据交换控制器将该数据传递到短波发射控制器，再通过短波发射机和发射天线发射，最终船载终端通过其短波信道接收此短信。\n[0109] 图13为本发明的舰船用短信传输方法的G短信上行传输流程，其中具体步骤如下：\n[0110] 首先船载终端将编辑好的短信发送，如果船载终端在通信基站(公网)覆盖范围内，则此条短信通过通信基站发送到G短信平台，再通过通信基站发给岸上手机终端；如果船载终端不在通信基站覆盖范围内，则通过短波发射机和发射天线发射信号，发射信号依次被岸台设备中的接收天线、短波接收机接收此信号，短波接收机将接收的短信发送给短波接收控制器，再经过短波数据交换控制器将短信格式转换后，发给短波通信接口服务器，短波通信接口服务器将接收的短信发送到G短信平台，最后通过通信基站发送到岸上手机终端。\n[0111] 本发明通过G短信平台与短波数据通信控制平台的硬件接口和软件协议实现了G短信远海传输。当海洋中的船只远离通信基站时，仍能通过短波信道实现G短信的发送和接收。\n[0112] 本发明的技术方案实现了3G网络和短波通信网的跨网通信，实现了3G网络通过短波传输的方式使通信范围扩大和延伸，使远海船载终端与岸上手机终端可以双向传输短信，为远海用户提供了一种新的无线通信模式和渠道。