CN103197332B - 带紧急示位标功能的北斗导航通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带紧急示位标功能的北斗导航通信设备，包括基座和本体两部分，基座包括基座电源和数据/控制线；本体包括北斗功能单元分别与功能选择模块的输出和电源切换模块的输出连接，北斗功能单元包括北斗导航通信功能模块和北斗紧急示位标功能模块；当本体安置在基座时，北斗功能单元运行北斗导航通信功能模块；当本体脱离基座时，北斗功能单元运行北斗紧急示位标功能模块，以发送遇险报警短消息。本发明利用本体安置或脱离基座的状态具体解决了导航通信功能和紧急示位标功能、基座电源和本体电池的自动切换，使设备既有北斗导航通信功能又有北斗紧急示位标功能，充分利用了北斗短消息通信服务资源。

Description

带紧急示位标功能的北斗导航通信设备

技术领域

本发明涉及一种北斗卫星导航通信设备，尤其是涉及一种带紧急示位标功能的北斗卫星导航通信设备。

背景技术

北斗卫星导航系统是我国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统并称全球四大卫星导航系统。按照“北斗”三步走发展规划，覆盖亚太地区的“北斗”区域卫星导航系统已于2012年12月27日建成并投入正式运营，可向亚太区域提供无源定位、授时和双向短消息通信服务；到2020年建成覆盖全球的全球定位系统。无源定位和授时的用户数可无限，短消息通信服务用户数是有限的。

北斗卫星导航通信设备基于北斗卫星导航系统，集北斗定位、短消息通信、兼容GPS的RNSS卫星定位及航行业务处理等功能于一体，主要由定位通信单元和显控单元组成。该设备可以向管理部门提供船位监测、船舶航行资料管理、作业区管理、紧急救援信息、作业资源管理等服务；向作业船舶提供短消息互通、进出港报告、遇险求助、航海通告、增值信息(如天气、海浪、渔场、鱼讯、鱼市等)及定位导航等服务；向海上生产作业者及其关联者提供多种通信网络间的船岸、船间短消息互通服务；是提高生产安全性，保障人身及财产安全的重要设备。

紧急示位标(EPIRB-Emergency Position Indicating Radio Beacon)，是一种船用紧急无线电信号发射设备，遇险沉船后可自动释放，从安装基座中自动弹出、浮在水面，向搜救卫星发射无线电遇险报警信息，标示遇险船舶识别、位置等信息，以实现广域的快速遇险搜救；同时也可发射无线电信标信号，便于接近寻找目标。目前国际上船舶普遍安装使用的紧急示位标是基于全球卫星搜救系统(COSPAS-SARSAT)的。

如何使北斗卫星导航通信设备具备基于北斗卫星系统的紧急示位标功能，对于推广北斗卫星导航系统应用、充分利用有限的短消息通信服务资源具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何使北斗卫星导航通信设备具备基于北斗卫星系统的紧急示位标功能，遇险时能够及时可靠地向北斗卫星发送遇险报警短消息。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种带紧急示位标功能的北斗导航通信设备，其特征在于：包括基座和防水密封的本体两部分，基座包括基座电源和数据/控制线；本体包括天线，本体具备足够使天线浮出水面的重心和体积；本体还包括北斗功能单元、功能选择模块、电源切换模块和本体电池，北斗功能单元分别与天线、功能选择模块的输出、电源切换模块的输出连接，北斗功能单元包括北斗导航通信功能模块和北斗紧急示位标功能模块，电源切换模块的输入连接本体电池；当本体安置在基座时，北斗功能单元还连接基座内的数据/控制线，电源切换模块的输入还连接基座电源并选用基座电源输出，功能选择模块的本体安置于基座的状态输出使北斗功能单元运行北斗导航通信功能模块；当本体脱离基座时，北斗功能单元脱离基座内的数据/控制线，电源切换模块的输入脱离基座电源并选用本体电池输出，功能选择模块的本体脱离基座的状态输出使北斗功能单元运行北斗紧急示位标功能模块，以发送遇险报警短消息。

优选地，所述电源切换模块由干簧管开关组成，所述本体电池串连干簧管常闭开关后与所述基座电源串连干簧管常开开关后合并作为电源切换模块输出；所述功能选择模块由干簧管常闭或者常开开关接地后作为输出；所述基座还装有与干簧管开关相近的磁铁。

优选地，所述电源切换模块由继电器组成，所述本体电池串连继电器常闭开关后与所述基座电源串连继电器常开开关后合并作为电源切换模块输出，所述基座电源给继电器供电；所述功能选择模块由继电器常闭或者常开开关接地后作为输出。

本发明对比现有技术有如下有益效果：本发明提供一种带紧急示位标功能的北斗导航通信设备，通过在北斗导航通信设备中加入北斗紧急示位标功能模块、电源切换模块和功能选择模块，利用本体安置或脱离基座的状态具体解决了导航通信功能和紧急示位标功能、基座电源和本体电池的自动切换，使设备既有北斗导航通信功能又有北斗紧急示位标功能，充分利用了北斗短消息通信服务资源。

附图说明

图1示出了本发明带紧急示位标功能的北斗导航通信设备实施例的组成示意图；

图2示出了本发明带紧急示位标功能的北斗导航通信设备实施例使用继电器的电源切换模块组成示意图；

图3示出了本发明带紧急示位标功能的北斗导航通信设备实施例使用继电器的功能选择模块组成示意图；

图4示出了本发明带紧急示位标功能的北斗导航通信设备实施例使用干簧管的电源切换模块组成示意图；

图5示出了本发明带紧急示位标功能的北斗导航通信设备实施例使用干簧管的功能选择模块组成示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。应注意，以下实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，但并非用以限定本发明，任何不脱离本发明的精神和范围所作的修改，仍包括在本发明的专利保护范围内。本发明的保护范围以权利要求书所界定的创新性特征的最大范围为准。

图1为本发明的带紧急示位标功能的北斗导航通信设备的实施例的组成示意图。请参见图1，该设备由基座和本体两部分组成。基座包括基座电源和数据/控制线，可以通过插头/座等方式与本体接触连接。基座数据/控制线另一端可以连接显控单元供观察操作。基座电源可以由船上电源供电。基座通常还包括入水释放装置，当入水达一定深度(例如1.5米～4米)时，会把安置其上的本体释放，使本体脱离与基座的接触连接，浮出水面；也可以由人从基座上取下本体。本体包括天线，并防水密封具备足够使本体天线部分浮出水面的重心和体积，例如将天线设计在本体上端而质量大的本体电池设计在下端，本体结构设计有足够多的空间体积以产生浮力。本体还包括北斗功能单元，分别与天线、功能选择模块、连着本体电池的电源切换模块连接。北斗功能单元至少包括北斗导航通信功能模块和北斗紧急示位标功能模块，它们的实现方法包括借助编写计算机程序、可编程逻辑电路等实现。北斗导航通信功能模块主导实现包括北斗定位、短消息通信，向管理部门提供船位监测、船舶航行资料管理等，向作业船舶提供短消息互通服务、进出港报告服务、遇险求助服务等功能；北斗紧急示位标功能模块主导实现包括北斗定位，发送遇险报警短消息等功能，还可以同时发射无线电(例如用VHF频段)信标信号。当然，通常北斗功能单元还包括射频模块、基带模块、控制处理模块、激活/测试输入模块等，以帮助实现北斗导航通信功能和北斗紧急示位标功能。其中激活/测试输入模块输入包括浸水开关(设备掉入水中时激活)、手动激活开关、测试开关和停止开关等信号，以控制激活、测试和停止北斗紧急示位标功能。当本体安置在基座时，北斗功能单元通过插头/座等方式连接基座内的数据/控制线，以此与显控单元连接；电源切换模块的输入还连接基座电源，并且电源切换模块选用基座电源作输出；功能选择模块的本体安置于基座的状态输出使北斗功能单元运行北斗导航通信功能模块，这样，本体与基座和显控单元连接结合，完成北斗导航通信设备的工作。如果遇险沉船，基座通常包括的入水释放装置，会把安置其上的本体释放，或者由人从基座上取下本体。当本体脱离基座时，北斗功能单元脱离基座内的数据/控制线，电源切换模块的输入脱离基座电源，并且电源切换模块选用本体电池输出；功能选择模块的本体脱离基座的状态输出使北斗功能单元的数据/控制线端口呈高阻/隔离状态(例如采用含高阻状态的电路或光电隔离电路)以防止入水短路影响，并且使北斗功能单元运行北斗紧急示位标功能模块，做好发送遇险报警短消息及激活北斗紧急示位标功能的准备。通常北斗功能单元还通过激活/测试输入模块输入的信号来控制北斗紧急示位标功能的激活、测试和停止，即当本体脱离基座或者基座电源关闭或故障时，即使运行北斗紧急示位标功能模块，北斗功能单元也不立即激活北斗紧急示位标发送功能，还需通过确认激活/测试输入模块输入的信号，例如浸水开关有效或者手动激活开关有效，才激活北斗紧急示位标发送功能。这样，北斗导航通信设备具备了北斗紧急示位标功能。

图2为本发明实施例中的电源切换模块使用继电器实现时的组成示意图。请参见图2，本体电池串连继电器常闭开关后作为电源切换模块输出，基座电源串连继电器常开开关作为电源切换模块输出，以此形成了二选一的自动切换功能。当本体安置在基座时，基座电源给继电器供电，使常闭开关断开即断开了本体电池，同时使常开开关闭合即用基座电源作为电源切换模块输出。当本体脱离基座时，继电器断电，使常开开关断开即隔离了本体电源端口以防止入水短路影响，同时使常闭开关闭合即用本体电池作为电源切换模块输出。

图3为本发明实施例中的功能选择模块使用继电器实现时的组成示意图。功能选择模块的主要功能是给出一个本体在基座与否的状态开关量。请参见图2和图3，利用继电器常闭开关接地作为功能选择模块输出，当本体安置在基座时，继电器通电，使常闭开关断开，功能选择模块输出悬空；当本体脱离基座时，继电器断电，使常闭开关闭合，功能选择模块输出接地。当然，作为等同的选择，功能选择模块也可以选用继电器的常开开关，或者接地改为接电源。

本发明的电源切换模块和功能选择模块还可以使用干簧管实现。图4为本发明实施例中的电源切换模块使用干簧管实现时的组成示意图。请参见图4，干簧管装在本体上，安置本体的基座上接近干簧管的地方装有磁铁，当磁铁靠近干簧管时，簧片的接点就会感应出极性相反的磁极。由于磁极极性相反而相互吸引，当吸引的磁力超过簧片的抗力时，初始分开的接点便会吸合，或者初始闭合的接点会分开；当磁铁离开使磁力减小到一定值时，在簧片抗力的作用下接点又恢复到初始状态，这样便完成了一个开关的作用。本体电池串连干簧管常闭开关后作为电源切换模块输出，基座电源串连干簧管常开开关作为电源切换模块输出，以此形成了二选一的自动切换功能。当本体安置在基座时，磁铁使干簧管动作，使常闭开关断开即断开了本体电池，同时使常开开关闭合即用基座电源作为电源切换模块输出。当本体脱离基座时，干簧管脱离磁铁而恢复初始状态，使常开开关断开即隔离了本体电源端口以防止入水短路影响，同时使常闭开关闭合即用本体电池作为电源切换模块输出。

图5为本发明实施例中的功能选择模块使用干簧管实现时的组成示意图。请参见图5，利用干簧管常闭开关接地作为功能选择模块输出，当本体安置在基座时，磁铁使干簧管动作，使常闭开关断开，功能选择模块输出悬空；当本体脱离基座时，干簧管脱离磁铁而恢复初始状态，使常闭开关闭合，功能选择模块输出接地。当然，作为等同的选择，功能选择模块也可以选用干簧管的常开开关，或者接地改为接电源。

同样地，作为等同的选择，本发明的电源切换模块和功能选择模块还可以部分使用继电器开关、部分使用干簧管开关来实现。若部分采用继电器开关实现，由于该部分不用考虑本体干簧管与基座磁铁互相接近的要求，本体和基座的结构更容易设计制造。

Claims (3)

1.一种带紧急示位标功能的北斗导航通信设备，其特征在于：包括基座和防水密封的本体两部分，基座包括基座电源和数据/控制线；本体包括天线，本体具备足够使天线浮出水面的重心和体积；本体还包括北斗功能单元、功能选择模块、电源切换模块和本体电池，北斗功能单元分别与天线、功能选择模块的输出、电源切换模块的输出连接，北斗功能单元包括北斗导航通信功能模块和北斗紧急示位标功能模块，电源切换模块的输入连接本体电池；当本体安置在基座时，北斗功能单元还连接基座内的数据/控制线，电源切换模块的输入还连接基座电源并选用基座电源输出，功能选择模块的本体安置于基座的状态输出使北斗功能单元运行北斗导航通信功能模块；当本体脱离基座时，北斗功能单元脱离基座内的数据/控制线，电源切换模块的输入脱离基座电源并选用本体电池输出，功能选择模块的本体脱离基座的状态输出使北斗功能单元运行北斗紧急示位标功能模块，以发送遇险报警短消息。

2.如权利要求1所述的带紧急示位标功能的北斗导航通信设备，其特征在于：所述电源切换模块由干簧管开关组成，所述本体电池串连干簧管常闭开关后与所述基座电源串连干簧管常开开关后合并作为电源切换模块输出；所述功能选择模块由干簧管常闭或者常开开关接地后作为输出；所述基座还装有与干簧管开关相近的磁铁。

3.如权利要求1所述的带紧急示位标功能的北斗导航通信设备，其特征在于：所述电源切换模块由继电器组成，所述本体电池串连继电器常闭开关后与所述基座电源串连继电器常开开关后合并作为电源切换模块输出，所述基座电源给继电器供电；所述功能选择模块由继电器常闭或者常开开关接地后作为输出。