CN108476071B - 通信系统 - Google Patents

Abstract

一种与隔板的厚度无关，可在船舶中无线地收发数据的，根据本发明的一个实施例的用于船舶的网络通信系统可包括：第一通信装置，被安装在将船体分为多个空间的多个隔板中的第一隔板中，接收从发送终端传送的发送数据；以及第二通信装置，被安装在所述隔板中的第二隔板中，通过近距离磁场通信从第一以太网通信模块接收所述发送数据，并将接收的发送数据传达给接收终端，所述第一通信装置和所述第二通信装置将所述第一隔板和所述第二隔板作为通信介质来执行近距离磁场通信。

Description

通信系统

技术领域

本发明涉及一种通信系统，特别是涉及一种用于船舶的网络通信系统。

背景技术

造船业作为国家产业，为了维持造船业的竞争力，以较少的费用及较短的时间来建造船舶等提高船舶建造的效率性显得十分重要。

正在建造的船舶中，根据船舶的建造步骤来决定各部分的组装顺序，一侧部分的进度状况、事故状况须在另一部分中也被实时地共享。因此，正在建造的船舶中迫切需要通信技术。

例如，当正在建造的船舶的一部分设计被修改时，在设计被修改的部分的工作现场也需迅速地接收到修改的设计图，由此在其他部分中也可反映修改的设计，从而可修改船舶建造的顺序。此外其他部分的设计、施工也可被改变。

但是，由于船舶的内部通过具较厚厚度的隔板被划分为多个空间，因此该电波屏蔽非常严重的较差无线通信环境难以应用现有的利用无线电波的无线通信技术。此外，由于费用、时间、以及船舶建造工作的内部环境的持续变化等问题，较难在船舶建造工作中设置有线通信设施。

为了解决该问题，韩国公开专利第10-2011-0031098号(以下称为先行文献1)中提出了一种利用超声波的通信系统。

但是，超声波的情况下，只能最大通过具57mm厚度的金属壁，不能通过具 57mm以上厚度的船舶隔板，因此，当隔板的厚度变厚时，类似先行文献1的现有技术的通信系统在应用时具有局限性。

发明内容

技术课题

根据一个侧面，本发明可包括以下结构。可提供一种通过在传导性对象引导电磁场，将所述对象作为介质进行通信的信号收发装置，所述信号收发装置包括：通过有线通信或无线通信中至少一种第一通信方式与外部通信终端设备交换数据的外部通信模块；以及在所述对象内引导所述电磁场并在引导的电磁场中将所述数据承载为信号从而发送该数据的磁场通信模块。

根据一个实施例，磁场通信模块可包括：与磁共振(Magnetic Resonant) 方式有关的多个线圈。此外，所述多个线圈可包括：以3×3(3by 3)矩阵形态被安排的9个线圈。

根据另一个实施例，所述传导性对象可包括金属隔板，所述磁场通信模块可被供应电源并且可在所述金属隔板及对方装置中引导所述磁场，并在所述电磁场中承载数据从而发送该数据，其中从所述外部通信模块以电子信号形态提供所述数据。此外，所述传导性对象可包括在物理上相互分离并且相互接触的多个金属隔板。所述磁场通信模块可被供应电源并且可在所述多个金属隔板及对方装置中引导所述电磁场，且在所述电磁场中承载数据从而发送该数据。

根据又另一个实施例，所述外部通信模块可包括以太网通信模块。此外，所述以太网通信模块可通过频移键控(Frequency Shift Keying:FSK)方式或相移键控(PhaseShift Keying:PSK)方式中任何一种方式以电子信号形态将所述数据提供至所述磁场通信模块。

根据又另一个实施例，所述磁场通信模块可通过相位调制(Phase Modulation:PM)方式调制所述外部通信模块所提供的所述数据并且在引导的电磁场中承载数据从而发送该数据。

根据又另一个实施例，所述磁场通信模块可在从所述传导性对象收到对方终端所发信号的情况下，将所述数据以相位调制(Phase Modulation:PM)方式进行调制后提供至所述外部通信模块。

根据又另一个实施例，所述磁场通信模块可具有根据所述对象的材料及厚度被不同地调整的谐振频率。

根据又另一个实施例，在所述信号收发装置与对方装置通信的情况下，所述磁场通信模块可不位于所述对方装置对面的传导性对象之间。

根据另一个侧面，本发明可包括以下结构。首先，根据本发明的一个实施例的用于船舶的网络通信系统包括：第一通信装置，被安装在将船体分为多个空间的多个隔板中的第一隔板中，接收从发送终端传送的发送数据；以及第二通信装置，被安装在所述隔板中的第二隔板中，通过近距离磁场通信从第一以太网通信模块接收所述发送数据，并将接收的发送数据传达给接收终端，所述第一通信装置和所述第二通信装置将所述第一隔板和所述第二隔板作为通信介质来执行近距离磁场通信。

所述第一通信装置包括：第一以太网通信模块，通过TCP/IP从所述发送终端接收基于以太网的发送数据，并将所述基于以太网的发送数据通过频移键控(Frequency ShiftKeying:FSK)方式或相移键控(Phase Shift Keying:PSK)方式转换成模拟式的发送数据；以及第一磁场通信模块，从所述第一以太网通信模块接收所述模拟式的发送数据，通过相位调制(Phase Modulation:PM)方式进行调制，且所述第二通信装置包括：第二磁场通信模块，通过所述第一隔板和第二隔板从所述磁场通信模块接收被相位调制的发送数据，从而转换成数字式的发送数据，并将数字式的发送数据通过脉冲码调制(Pulse CodeModulation:PCM)方式进行调制；以及第二以太网通信模块，从所述磁场通信模块接收所述脉冲码调制的发送数据，从而转换成基于以太网的发送数据，通过TCP/IP将所述转换的基于以太网的发送数据传送到接收终端。

所述用于船舶的网络通信系统可进一步包括：第1AP，通过有线网络或无线网络使所述发送终端与所述第一以太网通信模块连接；第2AP，通过有线网络或无线网络使所述接收终端与所述第二以太网通信模块连接。

所述用于船舶的网络通信系统中，当所述第一隔板和第二隔板为相同的隔板时，所述第一通信装置可被安装在所述第一隔板的第一面且所述第二通信装置被安装在所述第一隔板的第二面。

所述用于船舶的网络通信系统中，所述第一通信装置包括：用于向所述第一通信装置提供电源的第一电池，且所述第二通信装置包括：用于向所述第二通信装置提供电源的第二电池，所述第一和第二电池利用与外部电源连接从外部电源提供的电力来进行充电。

所述用于船舶的网络通信系统中，所述第一隔板和所述第二隔板通过一个以上的第三隔板被连接时，所述第一通信装置和所述第二通信装置可将所述第一隔板、所述第二隔板、以及所述第三隔板作为通信介质来执行近距离磁场通信。

附图说明

图1是示出根据本发明的用于船舶的网络通信系统被应用的船舶结构的附图。

图2是示出根据本发明的一个实施例的用于船舶的网络通信系统的结构的附图。

图3a和图3b是示出图2中的磁场通信模块的一个例子的附图。

图4a至图4e是示出根据本发明的多种实施例的用于船舶的网络通信系统的结构的附图。

具体实施方式

应注意，在本说明书中尽管在各附图中针对结构要素添加了参照符号，但对于相同的结构要素，在其他附图中被标示时也尽量使用相同的符号。

此外，在本说明书中使用的术语应被理解具有以下意思。

应理解，除非上下文另外明确指出，否则单数的表达应理解为包含复数表达，并且术语“第一”，“第二”等用于区分一个结构要素和另一个结构要素，权利的范围不应受到这些术语的限制。

应理解，术语“包括”或“具有”并不排除一个或多个其他特征，或数量，步骤，操作，结构要素，部件或上述组合的存在或附加的可能性。

术语“至少一个”应该被理解为包括来自一个或多个相关项目的所有可能组合。例如，“第一项目，第二项目和第三项目中的至少一个”的含义不仅表示第一项目、第二项目或第三项目，还表示第一项目、第二项目和第二项目中的两个以上的所有项目的组合。

以下参照附图，对根据本发明的等级检测装置的实施例进行详细说明。

图1是示出根据本发明的用于船舶的网络通信系统被应用的船舶结构的附图。

如图1所示，根据本发明的用于船舶的网络通信系统100在船舶110中被应用。一般，船舶110如图1所示，通过多个隔板112被分为多个隔室，且隔板112位于构成用于船舶的网络通信系统100的通信装置210a,210b之间的位置。例如，通信装置210a,210b可以位于隔室内。在一个实施例中，根据本发明的通信装置210a,210b可以配置在隔板112上。

在图1中，虽然仅示出两个通信装置210a,210b，但为了在船舶110内执行顺畅的通信，可在多个隔板112中分别设置通信装置210。

如图1所示，根据本发明的通信装置210a,210b可包括设置在隔板112第一面的第一通信装置210a和设置在隔板112第二面的第二通信装置210b。在此，第二面表示隔板112中与第一面相反的面。

以下为了便于说明，假设用于船舶的网络通信系统100包括第一通信装置 210a和第二通信装置210b，并参照图2至图4e来具体说明第一通信装置210a 和第二通信装置210b的具体结构及性能。

图2是示出根据本发明的一个实施例的用于船舶的网络通信系统的结构的附图。

如图2所示，根据本发明的一个实施例的用于船舶的网络通信系统100包括隔板112中设置的第一通信装置210a和第二通信装置210b。此外，根据本发明的一个实施例的用于船舶的网络通信系统100可进一步包括第1AP(Access Point)220、第2AP230。以下说明中，假设用于船舶的网络通信系统100包括第1AP220和第2AP230来进行说明。

第一通信装置210a被安装在隔板112的第一面，从发送终端240接收发送数据，并将隔板112作为通信介质，通过近距离磁场通信将接收的发送数据传达至第二通信装置210b。

第二通信装置210b被安装在隔板112的第一面，并将隔板112作为通信介质，接收从第一通信装置210a传达的发送数据从而传送至接收终端250。

如图2所示，第一通信装置210a包括第一以太网通信模块212a、第一磁场通信模块214a和第一电池216a，且第二通信装置210b包括第二以太网通信模块 212b、第二磁场通信模块214b和第二电池216b。

第一以太网通信模块212a从发送终端240接收被传送至接收终端250的发送数据。具体地，第一以太网通信模块212a通过内部包含的TCP/IP协议套接模块(未示图)，根据TCP/IP协议从发送终端240接收基于以太网的发送数据。

根据一个实施例，发送终端240可以是与内部网络(例如公司内网络)260 联动的类似数据库、网络服务器、信使服务器或文件服务器的可有线发送数据的装置，或是类似智能手机、笔记本或对讲机的可无线发送数据的装置。

从发送终端240传送的数据可包括字符串数据、音频数据及视频数据。

在根据该实施例的情况下，第一以太网通信模块212a通过第1AP220被连接至内部网络260，因此从可有线发送数据的发送终端240接收发送数据，并通过第1AP220被连接至无线网中，因此从可无线发送数据的发送终端240接收发送数据。

在上述的实施例中，虽然说明第一以太网通信模块212a通过第1AP220被连接至内部网络260，但在变形的实施例中，第一以太网通信模块212a也可被直接连接至内部网络260。

当通过TCP/IP协议，基于以太网的发送数据从发送终端240被接收时，第一以太网通信模块212a将接收的发送数据通过频移键控(Frequency Shift Keying:FSK)方式或相移键控(Phase Shift Keying:PSK)方式进行调制。

频移键控方式是表示通过载波(Carrier Wave)的离散频率(DiscreteFrequencies)变化，数字数据被传送的频率调制体系。最简单的频移键控方式是二进制频移键控(Binary FSK:BFSL)方式。二进制频移键控方式为了传送二进数信息(0或1)使用一对离散频率。二进制频移键控方式中“1”被称为标记频率(Mark Frequency)，且“0”被称为空间频率(Space Frequency)。

相移键控方式是表示将基准信号(载波)的相位改变或调制从而来传送数据的数字调制方式。所有数字调制方式为了表现数字数据使用限定数的被区分的信号。相移键控方式是使用二进制数字的固有模式被分配的固定数的相位，各相位将相同数的比特编码。各比特的模式形成以特定相位显示的符号。据此，在解调被调制的数据的一侧中获取接收的信号的相位，并将其映射成再次相位显示的符号，从而将原先的数据复原。

频移键控或相移键控完成时，第一以太网通信模块212a利用内部包含的数模转换器(Digital-Analog Convertor)，将经频移键控或相移键控调制的发送数据转换成模拟式的发送数据，并将模拟式的发送数据传达至第一磁场通信模块214a。

第一磁场通信模块214a从第一以太网通信模块212a接收模拟式的发送数据，并将接收的模拟式的发送数据通过相位调制(Phase Modulation:PM)方式进行调制。相位调制方式是表示针对输入信号的震幅来使载波的相位变化的调制方式。由于符号载波的角度极性变化，任何时候只有两个种类，因此该相位调制方式输出稳定适用于高密度记录。

当相位调制完成时，第一磁场通信模块214a将隔板112作为通信介质，通过近距离磁场通信将相位调制的发送数据传达至第二磁场通信模块214b。

在一个实施例中，如图3a所示第一磁场通信模块214a为了穿过隔板112来传达数据，可体现为以磁共振(Magnetic Resonant)方式共振的9个线圈 (Coil)。在这种情况下，各线圈可以配置成如图3a中所示出的3× 3矩阵形态。第一电池216a作为用于向第一通信装置210a和第1AP220中的至少一个提供电源，可如图2所示，与外部电源270连接，从外部电源270接收电力进行充电。

第二磁场通信模块214b将隔板112作为通信介质，通过近距离磁场通信接收经第一磁场通信模块214a调制的发送数据。第二磁场通信模块214b通过内部包含的模数转换器(Analog-Digital Convertor)，将模拟式的发送数据转换成数字式。当发送数据的数字转换完成时，第二磁场通信模块214b通过脉冲码调制(Pulse Code Modulation:PCM)方式进行调制将数字式的发送数据传达至第二以太网通信模块212b。

在一个实施例中，第二磁场通信模块214b为了与第一磁场通信模块214a的近距离磁场通信如图3b所示可体现为以磁共振(Magnetic Resonant)方式共振的9个线圈(Coil)。在这种情况下，各线圈可通过图3b所示的3×3矩阵形态被排列，且第一磁场通信模块214a和第二磁场通信模块214b的共振频率可根据隔板112的材料及厚度被调整。

如上所述，根据本发明，由于第一磁场通信模块214a和第二磁场通信模块 214b将隔板112作为通信介质，通过近距离磁场通信来将发送数据进行收发，因此可自由地在隔板112上设定位置。即，第一磁场通信模块214a和第二磁场通信模块214b无须为了磁场通信被配置在互相对称的位置。

第二以太网通信模块212b通过第二磁场通信模块214b接收脉冲码调制的发送数据，并将发送数据转换成根据TCP/IP协议的基于以太网的发送数据,并通过第2AP230传送至接收终端250。

另外,以第二以太网通信模块212b接收发送数据的接收终端250可以是类似智能手机、笔记本或对讲机的具有可无线接收数据功能的装置,或是类似 IP(InternetProtocol)相机、IoT(Internet)传感器、LAN(Local Area Network)装置的具有可有线接收数据功能的装置。

在该实施例中，当接收终端250是具有可无线接收数据功能的装置时，接收终端250可以通过无线网接入第2AP230来接收发送数据，且当接收终端250 是具有可有线接收数据功能的装置时，接收终端250直接与第2AP230连接来接收发送数据。

第二电池216b作为用于向第二通信装置210b和第2AP230中的至少一个提供电源，可从另外的外部电源280接收电力进行充电。

在图2中，虽然说明了第1AP220从第一电池216a接收电源，且第2AP230从第二电池216b接收电源，但在变形的实施例中也可以是第1AP220从外部电源 270直接接收电源，且第2AP230从外部电源280直接接收电源。

上述的实施例中，虽然记载了第一通信装置210a从发送终端240接收发送数据，且第二通信装置210b将第一通信装置210a传达的发送数据传送至接收终端250，但是在变形的实施例中也可以是第二通信装置210b从接收终端250 接收发送数据，且第一通信装置210a将第二通信装置210b传达的发送数据传送至发送终端240。根据该实施例，所述第一以太网通信模块212a功能与第二以太网通信模块212b功能互为变更，第一磁场通信模块214a功能与第二磁场通信模块214b功能互为变更。

根据该实施例，可提供一种与隔板的厚度无关，在船舶中有线或无线地收发数据的用于船舶的网络通信系统。此外，以隔板作为通信介质,利用近距离磁场通信方式，可提供能发送数据的，用于船舶的网络通信系统。此外，也可提供能自由选择在隔板上安装位置的，用于船舶的网络通信系统。

变形的实施例

在图2中，第一以太网通信模块212a和第一磁场通信模块214a可一体形成在第一通信装置210a内，且第二以太网通信模块212b和第二磁场通信模块 214b可一体形成在第二通信装置210b内。

但是，在变形的实施例中，如图4a所示也可以是第一以太网通信模块212a 和第一磁场通信模块214a互相物理性地分离被构成，通过第一线缆410被连接，且第二以太网通信模块212b和第二磁场通信模块214b互相物理性地分离被构成，通过第二线缆420被连接。

根据该实施例，第一磁场通信模块214a可安装在隔板112的第一面，且第二磁场通信模块214b可安装在隔板112的第二面。

此外，在图2中，虽然说明了隔板112位于第一通信装置210a和第二通信装置210b之间，从而进行收发数据，但第一通信装置210a和第二通信装置210b 也可以将隔板作为通信介质来执行近距离磁场通信，因此可以是将多个隔板作为通信介质来收发数据。

例如，如图4b所示，具有互相连接的第一隔板112a和第二隔板112b，当第一通信装置210a被安装在第一隔板112a的第一面，且第二通信装置210b被安装在第二隔板112b的第二面时，第一通信装置210a和第二通信装置210b可将第一隔板112a和第二隔板112b作为通信介质来收发数据。

根据另一个例子，如图4c所示，具有第一隔板112a、第二隔板112b及第三隔板112c，且第一隔板112a、第二隔板112b通过第三隔板112c互相连接，当第一通信装置210a被安装在第一隔板112a的第一面，且第二通信装置210b被安装在第三隔板112c的第二面时，第一通信装置210a和第二通信装置210b 可将第一隔板112a至第三隔板112c作为通信介质来收发数据。

根据又另一个例子，如图4d所示，具有第一隔板112a至第五隔板112e，且第一隔板112a和第五隔板112e通过第一隔板112b至第四隔板112d被互相连接，当第一通信装置210a被安装在第一隔板112a的第一面，且第二通信装置210b 被安装在第五隔板112e的第二面时，第一通信装置210a和第二通信装置210b 可将第一隔板112a至第五隔板112e作为通信介质来收发数据。

根据又另一个例子，如图4e所示，就算第一通信装置210a至第三通信装置 210c通过第一隔板112a、第二隔板112b、第三隔板112c被配置在互相分离的隔室中，第一通信装置210a至第三通信装置210c也可以将第一隔板112a作为通信介质互相收发数据。

根据该实施例，用于船舶的网络通信系统在以具80mm以上厚度的隔板构成的船舶内也可以有线及无线地收发数据。此外，用于船舶的网络通信系统将隔板作为通信介质，利用近距离磁场通信方式来收发数据，因此，可在船舶内以较快的速度收发数据。此外，用于船舶的网络通信系统可利用隔板作为通信介质，可在隔板上自由地设定第一通信装置和第二通信装置的安装位置，从而提高系统体现的自由度。

以上说明的本发明并不局限于上述的实施例及附图，本发明所属领域中具通常知识的技术人员在不脱离本发明技术思想的范围内可进行各种置换、变形和修改。这一点对本发明所属领域中具通常知识的技术人员来说，是不言而喻的。

Claims (8)

1.一种通过在传导性对象引导电磁场并且通过将所述对象作为介质进行通信的信号收发装置，所述信号收发装置包括：

通过有线通信或无线通信中至少一种第一通信方式与外部通信终端设备交换数据的外部通信模块；及

在所述对象内引导所述电磁场并且在引导的电磁场中将所述数据承载为信号从而发送所述数据的磁场通信模块，

其中所述传导性对象包括物理上相互分离并且相互接触的多个金属隔板，所述磁场通信模块被供应电源并且在所述多个金属隔板及对方装置中引导所述电磁场，并且在所述电磁场中承载所述数据从而发送所述数据，

其中从所述外部通信模块以电子信号形态提供所述数据。

2.根据权利要求1所述信号收发装置，其中所述磁场通信模块包括：

与磁共振方式有关的多个线圈。

3.根据权利要求2所述信号收发装置，其中所述多个线圈包括：

以3×3矩阵形态被安排的9个线圈。

4.根据权利要求1所述信号收发装置，其中所述外部通信模块包括以太网通信模块，所述以太网通信模块通过频移键控方式或相移键控方式中任何一种方式以电子信号形态将所述数据提供至所述磁场通信模块。

5.根据权利要求1所述信号收发装置，其中所述磁场通信模块以相位调制方式调制所述外部通信模块所提供的所述数据并且在引导的电磁场中承载所述数据从而发送所述数据。

6.根据权利要求1所述信号收发装置，其中所述磁场通信模块在从所述传导性对象收到对方终端所发信号的情况下，将所述数据以相位调制方式进行调制后提供至所述外部通信模块。

7.根据权利要求1所述信号收发装置，其中所述磁场通信模块具有根据所述对象的材料及厚度被不同地调整的谐振频率。

8.根据权利要求1所述信号收发装置，在所述信号收发装置与对方装置通信的情况下，所述磁场通信模块不位于所述对方装置对面的传导性对象之间。

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