CN102426803B - 一种低功耗的船载碰撞预警方法 - Google Patents

Abstract

一种低功耗船载碰撞预警方法，是在具有导航功能的大船上，在导航控制终端上通过数据接口电路连接一个低频段VHF无线通信电路和天线，来检测周边的小船；在小船上安装有低频段VHF无线通信电路、预警主控器、GPS模块、GPRS模块、报警电路和操作显示电路，GPS模块和GPRS模块分别通过一个开关控制电路与预警主控器相连接，低频段VHF无线通信电路通过相应的接口与预警主控器、天线连接，大船不间断向周边发出信号，小船间隔性接收信息，收到信息后发出声光警报并向大船发送信息，同时启动GPS模块、GPRS模块，向管理中心计算机发送信息，管理中心计算机再把相关信息发送到大船导航控制终端，起到很好预警效果。

Description

一种低功耗的船载碰撞预警方法

技术领域

本发明涉及一种碰撞预警方法，尤其是一种能用于内河流域，能够让小船与大船（如货船、游船）互相之间实现碰撞预警的方法。

背景技术

现在不管是车辆还是船只的行驶的速度越来越快，碰撞事故也是常有发生，而现行的船只碰撞预警系统多是采用毫米波收发传感器的雷达、夜视功能的视频摄像等碰撞预警方案。这些方案具有以下诸多缺点：都需要采用多个传感器(如多个超声波、毫米波收发传感器、多个摄像机等)才可能实现全方位的防撞顶警功能；对位置、速度、航向等行驶参数测试困难，准确度差，同时超声波作用距离近、毫米波昂贵、视频摄像方案受天气影响较大；都不能解决树木建筑物遮挡、弯道等造成的盲区严重的问题。

还有AIS系统(Automatic Identification System，自动识别系统)，由AIS陆上基站、AIS船台、船载GPS、通信系统、AIS数据链、计算机网络和信息系统组成。主要用于海上目标识别，交通信息管理，也能实现协助避碰的功能。国际海事组织(IMO)规定了在从事国际航运的大型船舶上，强制安装AIS船台的要求，但考虑到成本太高，对总吨位小于500吨的中小型渔船和近海运输船并不要求装备。

现有的专利技术方案有申请号为CN200920096770.5公开了一种船舶智能避碰预警装置，中央处理单元分别通过第一数据接口接收经卫星定位系统所传送的本船信息数据，通过第二数据接口接收其他船舶信息数据，通过扬声器接口连接扬声器；中央处理单元还连接人机交互单元；人机交互单元包括有用于显示中央处理单元数据处理结果的液晶显示屏和用于向中央处理单元输入设定条件的按键盘。此装置只适合在海上这种航道比较大的地方，且能耗高，不适用于小船。

申请号为CN201020162413.7提供了一种机动车高速公路预警装置的技术方案，该方案的预警装置，包括无线数字传输模块，与无线数字传输模块连接的天线，所述的无线数字传输模块还与一微处理器连接，所述的微处理器与一碰撞感应器连接，所述微处理器还与一显示面板连接，还有一语音模块与所述的微处理器连接，另外，还有一控制面板与所述的微处理器连接。此装置只是在本车出现紧急情况下，向周围发出预警信号，避免追尾，而且这种无线方式距离近，预警效果不是太好。

申请号为CN200810197439.2公开了一种车辆碰撞预警方法及装置，其特征在于：车辆点火后碰撞预警系统开始初始化各参数，利用OBD信息采集模块、传感器信息采集模块、 GPS信息采集模块采集本车信息，利用车辆间信息交换模块采集周围车辆信息，并向周围车辆发送本车信息，根据驾驶员自身状态，计算个性化的碰撞概率，向驾驶员报警；其装置由OBD信息采集模块、传感器信息采集模块、GPS信息采集模块、车辆间信息交换模块、车辆内信息交换模块、碰撞检测模块、车辆碰撞报警模块组成。

目前使用的这些碰撞预警系统的能耗一般都比较大，特别是VHF无线通信模块、GPS模块和GPRS模块在传输状态时能耗很高，如果他们一直处于传输状态，就必须有功率比较大的发电装置来供电，例如船载发电机、汽车发电机或交流电。然而普通小船没有这样的电源供电条件，一般智能采用天阳能电池或者普通充电电池供电。受到这样的条件限制，小船不方便安装这些碰撞预警系统，因此，急需一种既能正常工作、又易于在小船上使用的碰撞预警方案。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种低功耗、能用于内河流域、能让小船与大船（如货船、游船）互相之间实现碰撞预警的方法。

本发明的低功耗的船载碰撞预警方法，包括大船和小船预警设备的安装、大船不间断向周边发出信号，小船间隔性接收信息，收到信息后发出声光警报并向大船或航道交通管理中心发送信息，大船和小船同时进行应急处理，所述的应急处理包括避让、靠边、停止；

所述大船和小船预警设备的安装是在大船的导航控制终端上通过数据接口电路连接一个低频段VHF无线通信电路；在小船上安装有低频段VHF无线通信电路、预警主控器、工作电源、GPS模块和GPRS模块，预警主控器还连接有报警电路和操作显示电路，GPS模块和GPRS模块分别通过一个开关控制电路与预警主控器相连接，低频段VHF无线通信电路通过相应的接口与预警主控器连接。

以上所述小船间隔性接收信息，收到信息后发出声光警报是当两船只相互靠近时，小船通过低频段VHF无线通信接收到大船发出的广播信息，然后输入信号给预警主控器，使报警电路发出警报的声音和闪烁的灯光，通知双方驾驶员进行应急处理。

所述的小船包括小渔船、小货船、养殖网箱或/和临时水上设施。

所述小船向大船发送信息，大船获取小船位置信息改变航向是小船在接收广播信息的同时把自己船只的信息发送给大船，并通过开关控制电路启动GPS模块和GPRS模块，把自己船只的信息发送给航道交通管理中心，航道交通管理中心把信息再次传送给大船，确保大船收到并知道小船的位置。

所述小船的预警设备的工作电源由太阳能电池板、蓄电池和充电控制电路组成。 

所述的低功耗是在小船上安装的碰撞预警系统是定时打开低频段VHF无线通信电路，没有收到大船广播的信息就继续关闭低频段VHF无线通信电路，等待下一个定时时间的到来；在大船未靠近小船时，GPS模块、GPRS模块这两个消耗功率较大的设备都处于关断或者休眠状态；当大船靠近小船时，小船收到信息后通过开关电路启动GPS模块，读取坐标位置信息，当坐标位置变化不大时，不需要发送信息，当位置变化大时，启动GPRS模块，向航道交通管理中心发送位置信息。 

所述报警电路为声光报警电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明使用低频段VHF射频信号实现告警信号的传递，既可实现在低可见度状况下(如大雾、雨雪、霸、夜晚等低可见度天气，树木建筑物遮挡、一定的弯道等造成的探测盲区)，自动进行大船、小船间的碰撞预警，避免事故发生，提高驾驶的安全性。

2、本发明还可通过开关启动电路控制在需要的时候启动GPS模块、GPRS模块，将小船的船只信息、位置信息、航向等传送给大船与航道交通管理中心。

3、本发明使用的系统结构简单，大船未靠近小船时，低频段VHF无线通信电路只是定时打开，GPS模块、GPRS模块这两个消耗功率较大的设备都处于关断或者休眠状态，功耗较低；当大船靠近小船时，可通过开关启动电路定时启动GPS模块，读取坐标位置信息，当坐标位置变化不大时，不需要发送信息，降低功耗，小船告警终端可以用太阳能电池配合锂电池进行供电，适合于供电受限的渔船、小船使用。

附图说明

图1是本发明的大船预警设备的组成及系统结构示意图。

图2是本发明的小船预警设备的组成及系统结构示意图。

图3是本发明的工作流程示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例：

首先在大船已有的导航控制终端通过数据接口电路连接一个低频段VHF无线通信电路，大船的广播信息通过天线按照一定的时间间隔重复发送；而在小船上则安装上低频段VHF无线通信电路，预警主控器、GPS模块和GPRS模块，预警主控器还连接有控制灯光、声音的报警电路和操作显示电路，GPS模块和GPRS模块分别通过一个开关控制电路与预警主控器相连接，低频段VHF无线通信电路通过相应的接口与预警主控器连接。小船的预警设备的工作电源由太阳能电池、锂电池和充电控制电路组成。

小船的低频段VHF通信电路采用定时开启、短时间进行接收的方式工作。如果收不到广播信息，或者收到的信息不符合本系统的格式，预警设备则转入低功耗休眠的工作方式；如果当大船、小船相互靠近并达到设定的距离时，小船的低频段VHF通信电路在短暂的开启接收的时间内将接收到合法的大船的广播信息，小船的预警设备则判断有大船靠近，系统进入警备状态，小船上的报警电路开始工作发出声音和闪烁的灯光。有人在小船上时，通过发出的声音警报，船员可以及时地驾驶小船靠边行驶；如果是夜间无人在小船上时，行使过来的船只可以通过闪烁的灯光，发现小船的位置而改变原来的航向。

小船在接收到大船的广播信息后，小船上的预警主控器通过低频段VHF通信电路发送简短的信息（包含小船的编号码）返回给大船；并且预警主控器通过控制开关控制电路启动GPS模块。

GPS模块获得稳定的卫星定位信息后，跟前一次的保存的位置信息比较，如果位置变化不大，转入等待下一次工作的开启；如果GPS位置变化大，则保存当前位置信息，并让预警主控器再通过控制开关控制电路启动GPRS模块，将小船的位置、航向、船信息等通过GPRS模块发送到航道交通管理中心，管理中心再把信息发送到大船的导航控制终端上。大船的导航控制终端根据收到的信息，在终端显示屏上显示相关信息，并对大船的驾驶员发出周围有小船的提醒。

综合上述过程，大船未靠近小船时，小船低频段VHF通信电路未接收到大船的广播信息，GPS模块、GPRS模块等电路都处于关断或者休眠状态，功耗较低；当大船靠近小船时，小船低频段VHF通信电路接收到大船的广播信息，小船预警主控器可通过开关控制电路定时启动GPS模块，读取坐标位置信息，当坐标位置变化不大时，不需要发送信息，降低功耗。从而使得小船预警终端工作功耗很小，可以用太阳能电池板与锂电池、充电控制电路组成的工作电源进行供电。

Claims (3)

1.一种低功耗的船载碰撞预警方法，其特征在于：包括大船和小船预警设备的安装、大船不间断向周边发出信号，小船间隔性接收信息，收到信息后发出声光警报并向大船或航道交通管理中心发送信息，大船和小船同时进行应急处理，所述的应急处理包括避让、靠边、停止；所述大船和小船预警设备的安装包括在具有导航功能的大船上，在导航控制终端上通过数据接口电路连接一个低频段VHF无线通信电路和天线；在小船上安装有低频段VHF无线通信电路、预警主控器、工作电源、GPS模块和GPRS模块，预警主控器还连接有报警电路和操作显示电路，GPS模块和GPRS模块分别通过一个开关控制电路与预警主控器相连接，低频段VHF无线通信电路通过相应的接口与预警主控器连接；

所述小船间隔性接收信息，收到信息后发出声光警报是当两船只相互靠近时，小船通过低频段VHF无线通信接收到大船发出的广播信息，然后输入信号给预警主控器，使报警电路发出警报的声音和闪烁的灯光，通知双方驾驶员进行应急处理；

所述小船包括小渔船、小货船或养殖网箱；

所述小船的预警设备的工作电源由太阳能电池板、蓄电池和充电控制电路组成。

2.根据权利要求1所述的低功耗的船载碰撞预警方法，其特征在于：所述小船向大船发送信息，大船获取小船位置信息改变航向是小船在接收广播信息的同时把自己船只的信息发送给大船，并通过开关控制电路启动GPS模块和GPRS模块，把自己船只的信息发送给航道交通管理中心，航道交通管理中心把信息再次传送给大船，确保大船收到并知道小船的位置。

3.根据权利要求1所述的低功耗的船载碰撞预警方法，其特征在于：所述的低功耗是在小船上安装的碰撞预警系统是定时打开低频段VHF无线通信电路，没有收到大船广播的信息就继续关闭低频段VHF无线通信电路；在大船未靠近小船时，GPS模块、GPRS模块这两个消耗功率较大的设备都处于关断或者休眠状态；当大船靠近小船时，小船收到信息后通过开关电路启动GPS模块，读取坐标位置信息，当坐标位置变化不大时，不需要发送信息，当位置变化大时，启动GPRS模块，向航道交通管理中心发送位置信息。

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