一种基于AIS和北斗RDSS系统的个人搜救定位信标装置的制作方法

一种基于ais和北斗rdss系统的个人搜救定位信标装置
技术领域
1.本实用新型涉及搜救技术领域，特别涉及一种基于ais和北斗rdss系统的个人搜救定位信标装置。


背景技术：

2.随着渔业的发展，越来越多人到海里捕鱼，带动了渔船上救生设备产业的迅速繁荣。海上作业中，人员落水问题时有发生，海面宽阔，救援人员很难获取落水人员呼救信息、确定落水人员位置、事故发生时间以及事态严重程度，以给予最及时的救援。一直以来，管理人员都对此无计可施，其实，缺乏有效技术手段是目前海上事故救援效率低、救援难度高的重要原因。
3.为保障渔船上人员的生命安全，每条渔船都配备了救生衣。船用救生衣作为一种常见的救生设备，在渔船下海或海中救生的过程中起着不可替代的作用，适合远洋沿海及内河各类人员救生使用。然而，这种传统船用救生衣缺乏定位装置，人员落水后找不到位置，在茫茫大海之中确定遇险人员的位置绝非易事，尤其在夜间和大风、大雨或大雾等恶劣天气，导致落水人员丧失了最佳的海上黄金救援时间，因失温而死亡。海上事故频发，造成了不可挽回的巨大经济损失和不良社会效应，因此，事故发生时，如何快速获取落水者的位置信息，提高救援成功率成为了目前亟待解决的关键问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种基于ais和北斗rdss系统的个人搜救定位信标装置，能够快速获取落水者的位置信息，提高救援成功率。
5.本实用新型提供的基础方案：
6.一种基于ais和北斗rdss系统的个人搜救定位信标装置，包括水浸信号采集单元、控制器、定位单元、信号广播单元和供电单元；
7.所述水浸信号采集单元、定位单元、供电单元及信号广播单元均与控制器电连接；
8.所述水浸信号采集单元、定位单元及信号广播单元均与供电单元电连接；
9.所述水浸信号采集单元：采集水浸信号，并反馈水浸信号至所述控制器；
10.所述控制器：根据水浸信号，控制供电单元的启闭；
11.所述定位单元：采集位置信号，并反馈位置识别信号至所述控制器；
12.所述控制器：接收定位单元反馈的位置识别信号，并控制信号广播单元广播所述位置信号。
13.本实用新型的原理及优点在于：控制器根据水浸信号，控制供电单元的启闭，从而可以节省供电单元的电量，适时开启供电单元为系统供电，保障事故发生后，系统有更长的续航时间，避免人员落水后，因系统电量不足导致的人员后期失联，增大救援人员的搜救难度。采用本方案，可以达到事故发生时，快速获取落水者位置信息的效果，并及时广播落水者的位置信号，方便救援人员组织海上搜救行动；无需人员操作，即可实现人员落水后的第
一时间报警，便于救援人员及时了解落水者存在遇难情况，并了解其所在位置，从而有利于救援人员对落水者的快速救援，缩短搜救时间、提升救援成功率。
14.进一步，所述信号广播单元包括北斗rdss终端和ais发射终端；
15.所述北斗rdss终端：通过北斗短报文上行链路广播所述位置信号；
16.所述ais发射终端：通过发射天线发送所述位置信号。
17.有益效果：通过北斗rdss终端实现落水者位置信号的广播，便于救援管理部门实时获取各地的人员落水信息；通过ais发射终端及时上报落水者的位置信号，便于就近向本船或邻船求救。多通道实现落水者位置信号的广播，提高救援效率与救援成功率。
18.进一步，所述定位单元包括北斗定位器和信号放大器，所述北斗定位器与信号放大器电连接；
19.所述信号放大器：放大位置信号，并将放大后的位置信号发送至北斗定位器；
20.所述北斗定位器：识别放大后的位置信号，并反馈位置识别信号至所述控制器。
21.有益效果：通过信号放大器放大采集到的位置信号，提高定位精度。
22.进一步，所述控制器为单片微控制器。
23.有益效果：单片微控制器的体积小、质量轻，可以在海上人员携带个人搜救定位信标装置时，减小其负担。
24.进一步，还包括环境监测单元，所述环境监测单元与控制器电连接，所述环境监测单元与供电单元电连接；
25.所述环境监测单元：采集环境信息，并反馈环境信号至所述控制器；
26.所述控制器：接收环境监测单元的环境信号，并控制信号广播单元广播所述环境信息。
27.有益效果：监测环境信息，及时广播遇险人员的实际位置以及周围的环境信息，方便搜救人员了解落水者所处的环境现状，从而有利于施救工作的展开。
28.进一步，所述环境监测单元包括温度传感器和风速传感器；所述环境信息包括水温信息和风速信息；
29.所述温度传感器：采集水温信息，并反馈水温信号至所述控制器；
30.所述风速传感器：采集风速信息，并反馈风速信号至所述控制器。
31.有益效果：采集水温信息和风速信息，从而使救援人员了解到更加全面的落水者所在位置的环境信息。
32.进一步，还包括报警指示单元，所述报警指示单元与控制器电连接，所述报警指示单元与供电单元电连接；
33.所述控制器：根据水浸信号，控制报警指示单元的启闭。
34.有益效果：根据水浸信号进行报警指示。
35.进一步，所述环境监测单元还包括太阳光传感器，所述环境信息还包括太阳光信息；所述报警指示单元包括指示灯；
36.所述太阳光传感器：采集太阳光信息，并反馈太阳光信号至所述控制器；
37.所述控制器：根据水浸信号及太阳光信息，控制指示灯的启闭。
38.有益效果：指示灯的开启需要持续耗费供电单元的电量，光照条件良好时，指示灯在太阳光下并不显眼，对于救援人员的搜寻工作没有太大帮助，此时更需要的是保证供电
装置的电量充足，而光照条件不好时，灯光会让落水者在大海中更加显眼，便于救援人员快速发现落水者，提升救援效率。故本方案中，根据太阳光信息，控制指示灯的启闭，有利于减缓供电装置的电量流失，并提升救援效率。
39.进一步，所述报警指示单元包括蜂鸣器。
40.有益效果：通过蜂鸣器进行报警，海岸宽阔，落水者落水后需要保持体力，蜂鸣器开启后，落水者无需消耗体力自己进行呼救，且蜂鸣器声音穿透力大，能够起到良好的求救、提示其所在位置的作用。
41.进一步，还包括提示灯单元，所述提示灯单元与控制器电连接，所示提示灯单元与供电单元电连接；
42.所述信号广播单元：广播所述位置信号，并反馈信息发送状态信号至所述控制器；
43.所述控制器：根据所述信息发送状态信号，控制提示灯单元的启闭。
44.有益效果：根据所述信息发送状态信号，控制提示灯单元的启闭，从而使落水者知晓自己落水的信息发送情况，平复其落水后的恐惧感。
附图说明
45.图1为本实用新型实施例一种基于ais和北斗rdss系统的个人搜救定位信标装置的连接关系示意图。
具体实施方式
46.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
47.实施例1：
48.实施例1基本如附图1所示：
49.传统船用救生衣缺乏定位装置，人员落水后找不到位置，本方案提供一种基于ais和北斗rdss系统的个人搜救定位信标装置，以下简称信标装置，该信标装置可以设置在救生衣上，具体包括水浸信号采集单元、控制器、定位单元、信号广播单元、环境监测单元、报警指示单元、供电单元和提示灯单元。
50.所述水浸信号采集单元、定位单元、供电单元、环境监测单元、报警指示单元、提示灯单元及信号广播单元均与控制器电连接；所述水浸信号采集单元、定位单元、环境监测单元、报警指示单元、提示灯单元及信号广播单元均与供电单元电连接。所述供电单元用于提供电源。
51.本实施例中，所述水浸信号采集单元为水浸传感器，具体型号为sjcgq11lm，自带电池，电池规格为cr2032。所述水浸信号采集单元实时采集水浸信号，对用户是否落水进行检测，并反馈水浸信号至控制器。本实施例中，所述控制器为单片微控制器，具体型号为stm32f108t6。
52.所述控制器根据水浸信号，控制供电单元的启闭及报警指示单元的启闭。正常情况下，供电单元处于关闭状态，避免电量浪费，当水浸信号采集单元采集到水浸信号，用户有落水情况时，控制器立即控制供电单元开启，为系统提供电源，并及时开启报警指示单元，第一时间发出警报，便于救援人员对其进行救援工作。所述报警指示单元包括指示灯和蜂鸣器，检测到水浸信号后，控制器控制蜂鸣器开始不间断发声。
53.在本技术的其他实施例中，为避免水浸传感器故障导致供电单元开启失败，还设有装置开关按键，用户可通过手动按下开关按键，立即开启供电单元。
54.本实施例中，所述供电单元包括供电电源和健康巡检模块，所述健康巡检模块用于检测供电电源的电量状态，并反馈电量检测信号至控制器。本实施例中，所述供电电源采用型号为er18505m的防水锂电池。具体的，健康巡检模块为电池电量测量芯片，型号是ltc2942，其一端与供电电源连接，一端与负载连接，其内部的库仑计量器(芯片自带的内部元器件)负责对流经位于电池和其它负载单元之间的一个检测电阻器的电流进行积分运算，获得电量的变化信息，并反馈电量检测信号至控制器。信标装置上还设有巡检按键和故障提示灯，用户可通过手动按键巡检按键，向控制器发送巡检信号，控制器根据巡检信号，控制健康巡检模块开启，并根据健康巡检模块反馈的电量检测信号控制故障提示灯的启闭，在供电电源缺电时，通过故障提示灯提示用户缺电情况。
55.供电单元开启后，所述定位单元开始采集位置信号，并反馈位置识别信号至所述控制器。所述定位单元包括天线、北斗定位器和信号放大器。所述天线用于接收北斗信号，所述信号放大器用于放大天线接收到的北斗信号并转发给北斗定位器，所述北斗定位器用于识别北斗信号并产生位置信息。具体的，天线接收到北斗信号并将信号传输至信号放大器，信号放大器的低噪声功率放大模块rdaln16会通过多级滤波抑制信号中的环境噪声并筛选出北斗信号，并提高北斗信号的输出功率，将放大后的信号转发给北斗定位器atgm336h。北斗定位器对信号进行解码获得位置信息，并将位置信息反馈给控制器处理。
56.同时，环境监测单元开始采集环境信息，并反馈环境信号至所述控制器。所述环境监测单元包括温度传感器、风速传感器和太阳光传感器；所述环境信息包括水温信息、风速信息和太阳光信息。温度传感器用于采集水温信息，并反馈水温信号至所述控制器；风速传感器用于采集风速信息，并反馈风速信号至所述控制器；太阳光传感器用于采集太阳光信息，并反馈太阳光信号至所述控制器。
57.控制器内存储有各信标装置的身份识别码，所述控制器接收定位单元反馈的位置识别信号和环境监测单元的环境信号后，对接收到的位置识别信号、环境信号和身份识别码进行整合，打包为数据包。
58.控制器根据水浸信号及太阳光信息，控制指示灯的启闭。本实施例中，所述太阳光传感器的型号为rs485，所述太阳光信息为光照强度值，当太阳光传感器检测到的光照强度值高于光强阈值时，控制指示灯开启，否则控制指示灯关闭，节约电源。
59.控制器完成数据打包后，由信号广播单元广播打包好的数据包，并反馈信息发送状态信号至所述控制器。控制器根据所述信息发送状态信号，控制提示灯单元的启闭。本实施例中，所述提示灯单元为led提示灯，信息发送成功后，控制led提示灯开启，提示用户已发送求救信号。
60.所述信号广播单元包括北斗rdss终端和ais发射终端。北斗rdss终端的型号为me3005rd，ais发射终端的型号为me3005。
61.所述北斗rdss终端通过北斗短报文上行链路广播所述位置信号，具体的，北斗rdss终端内部设有短报文模块，内部的短报文模块将数据调制l波段1615.68mhz，发射功率放大到37dbm(5w)，通过北斗短报文上行链路向外播发数据包。远端的渔政管理部门通过管理平台查看遇险人员身份信息及遇险人员实际位置，并通过上述信息对遇险人员进行确认
及联系相关人员，并组织周边海上搜救力量实现远距离应急救援行动。
62.所述ais发射终端通过发射天线发送所述位置信号，具体的，ais发射终端将数据封装成1号和14号ais报文，启动内部的锁相环电路，将基带数据调频到161.975mhz和162.025mhz频点，再通过后置的功率放大器将功率放大到33dbm(2w)，然后通过vhf发射天线将射频信号广播播发。近端的本船或邻船自带的ais船载终端接收信标发出的ais报警信息，根据信息中的位置进行近距离救援。
63.所述单片微控制器内包括定时器，能够精准的统计运行时间，每分钟重复执行一次以上实时数据采集及数据广播工作，直至水浸传感器离开水或手动按下开关按键关闭信标装置。在本技术的其他实施例中，所述控制器根据温度传感器采集的水温信号，控制系统运行间隔时间，也即重复执行以上操作的间隔时间，水温越低，情况越紧急，间隔时间越短。
64.以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。