CN104392584A - 一种海上人员用紧急呼救手表设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种海上人员佩戴在手腕上的救生设备，设备整体造型采用手表的样式，电路板装配在上壳与下壳之间的空间里，VHF天线采用PCB印制线，与电路板合为一体，主板由电源管理电路、信息处理单元、VHF发射机、数据接口、锂电池、呼救按键、状态指示灯、数据接口、VHF天线以及数据连接线和电源连接线组成，其电路连接为VHF天线连接在VHF发射机上，用户操作接口和电源管理电路通过数据电缆分别连接到信息处理单元，VHF发射机、用户操作接口、信息处理单元通过电源电缆分别连接到电源管理电路，设备外形小巧，克服了常规呼救设备体积大不变携带的问题，采用独特的定位方式，克服恶劣天气环境影响，以便适合海上作业的人员装配。

Description

一种海上人员用紧急呼救手表设备
技术领域
    本发明涉及一种船舶自动识别技术的救生设备，特别涉及一种海上人员佩戴在手腕上的救生设备。
背景技术
    随着全球贸易发展，交通运输行业越来越依赖于海洋，船舶密度增加了，从业人员也随之增加，因船舶交通事故死亡失踪的人员逐年上升，海上工作俨然成为一种高风险工作。为了降低海上事故发生率，提高海上搜救成功率，延长遇险人员在海上的生存时间，国家每年都会筹集大量资金运用到安全、救助设备的投入上，现有的救生设备存在许多弊端，体积较大，不方便海上作业人员随身携带；GPS定位对天线的安装位置要求较高，导致定位时间过长延误搜救时机；此外，该类设备一般成本较高，难以普及。
发明内容
      本发明的目的就是为克服现有技术的不足，提供一种海上人员用紧急呼救手表设备的设计方案，采用电池供电、体积小巧、方便携带、低成本的AIS紧急呼救手表，以求通过此设备保障海上人员作业安全。
本发明是通过这样的技术方案实现的：海上人员用紧急呼救手表设备，其特征在于：所述设备整体造型采用手表的样式，包括主板、锂电池、螺钉、防水橡胶密封圈、上壳、下壳、呼救按键膜、导光柱与腕带；
电路板装配在上壳与下壳之间的空间里，VHF天线采用PCB印制线，与电路板合为一体，有效减小空间的占用，锂电池放在电路板下方与下壳之间的壳体内，呼救按键膜镶嵌在上壳并采用防水设计，上壳与下壳用螺钉固定在一起；
主板由电源管理电路、信息处理单元、VHF发射机、数据接口、锂电池、呼救按键、状态指示灯、数据接口、VHF天线以及数据连接线和电源连接线组成，其电路连接为VHF天线连接在VHF发射机上，状态指示灯、数据接口、呼救按键一端连接在用户操作接口上，呼救按键的另一端接地，VHF发射机、用户操作接口和电源管理电路通过数据电缆分别连接到信息处理单元，VHF发射机、用户操作接口、信息处理单元通过电源电缆分别连接到电源管理电路，锂电池正极分别连接到电源管理电路输入端、负极接地。
有益效果是：所述设备整体造型采用手表的样式，外形十分小巧，克服了常规呼救设备体积大不变携带的问题，采用独特的定位方式，克服恶劣天气环境影响，以便适合海上作业的人员装配。
附图说明
图1是本发明的整体效果图；
图2是本发明的结构图；
图3是本发明的电原理图。
图中：2-1.电路板，2-2. 锂电池 ，2-3. 螺钉，2-4. 防水橡胶密封圈，2-5. 上壳，2-6. 下壳 ，2-7. 呼救按键，2-8. 呼救按键膜，2-9. 状态指示灯，2-10. 导光柱，2-11. 腕带 。
 
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：
     如图1至图3所示，所述设备整体造型采用手表的样式，包括主板、锂电池2-2、螺钉2-3、防水橡胶密封圈2-4、上壳2-5、下壳2-6、呼救按键膜2-8、导光柱2-10与腕带2-11；
  电路板2-1装配在上壳2-5与下壳2-6之间的空间里，VHF天线采用PCB印制线，与电路板2-1合为一体，有效减小空间的占用，锂电池2-2放在电路板2-1下方与下壳2-6之间的壳体内，呼救按键膜2-8镶嵌在上壳2-5并采用防水设计，上壳2-5与下壳2-6用螺钉2-3固定在一起；
   主板由电源管理电路、信息处理单元、VHF发射机、数据接口、锂电池2-2、呼救按键2-7、状态指示灯2-9、数据接口、VHF天线以及数据连接线和电源连接线组成，其电路连接为VHF天线连接在VHF发射机上，状态指示灯、数据接口、呼救按键一端连接在用户操作接口上，呼救按键的另一端接地，VHF发射机、用户操作接口和电源管理电路通过数据电缆分别连接到信息处理单元，VHF发射机、用户操作接口、信息处理单元通过电源电缆分别连接到电源管理电路，锂电池正极分别连接到电源管理电路输入端、负极接地。
    锂电池2-2、螺钉2-3、防水橡胶密封圈2-4、下壳2-6、上壳2-5与主板，主板安放在上壳2-5与下壳2-6之间的中部圆柱形壳体内，VHF天线采用PCB印制线，锂充电电池2-2连接在主板下方并安插在下壳2-6下方圆柱形壳体内，上壳2-5与下壳2-6接缝处装有防水橡胶密封圈2-4，上壳2-5与下壳2-6用螺钉2-3固定在一起，可使整机达到IP67防水级别，上壳2-5、下壳2-6均采用抗紫外线改性塑料制成，防曝晒，防盐雾腐蚀，可以全天候在室外工作。
    电源管理电路采用两路低压差低噪声线性稳压电源，一路给信息处理单元、用户操作接口供电，另一路给射频发射电路供电。开机时，利用信息处理单元输出控制信号使能电源芯片工作。设备使用一次性锂电池作为供电电源。电源管理电路设有电池电压检测电路，当电量过低时提示用户更换电池。
信息处理单元使用嵌入式ARM系统，通过用户操作接口接收用户操作指令，并将预设的位置信息和呼救信息通过AIS协议栈打包成AIS消息，然后进行GMSK调制并控制VCO和锁相环工作，通过发射机发射出去。信息处理单元可以输出不同的控制信号控制发射机的发射功率。通过数据接口可以与上位机通信修改设备的静态信息和升级程序。
VHF发射机首先将信息处理单元发送来的GMSK信号进行调制，并按照信息处理单元的要求在161.975Mhz和162.025Mhz两个信道交替发射。
定位方式采用以下两种方式：
一、发送预设位置消息方式：
设备设有四个方向按键，当分别表示“船头”、“船尾”、“左舷”、“右舷”，信息处理单元预设四条分别表示“船头”、“船尾”、“左舷”、“右舷”位置信息使用AIS协议栈打包成AIS消息。按下按键，设备发送携带不同位置信息的AIS消息，位于母船的人员可以获取落水人员的大致位置，缩短搜救时间。例如当人员从船舶落水，当从船尾位置落水，按“船尾”按键，设备发送携带船尾位置信息的AIS消息，从接收设备上可以显示出人员在船尾落水。此种定位方式可以避免GPS定位易受天气、安装位置等影响，在最短的时间内发送携带位置信息的报警信息，利于母船的搜救。
二、信号引导方式：
当用户按下呼救按键时，设备循环发送六条功率依次增大的呼救信号，依次命名为1号到6号。由于该设备没有GPS获取具体位置信息，其他船舶收到落水人员的呼救信息后，无法判断落水人员位置。该设备循环发送的六条呼救信息，功率依次增大，当船舶距离落水人员距离较远时，首先收到的是6号消息，当船舶行驶一段时间，收到5号消息后，表示船舶正在向落水人员位置的方向前进。当行驶一段时间6号消息也无法收到了，表示船舶的行驶方向发生偏离，应当调整方向，通过此六条搜救信号的引导可以确定落水人员的位置。此种定位方式利于其他船舶的搜救。
本设备采用上述两种定位方式协同工作，克服GPS定位的缺点，而且可以有效的节省电量，延长设备工作时间。
设备有两种工作模式，激活模式和测试模式，当按下其中一个方向按键时设备激活，发射带有“船头”、“船尾”、“左舷”或者“右舷”位置信息的呼救消息。当四个方向按键同时按下并保持一段时间时，设备进入测试模式，可以结合接收设备测试该设备的完好状态和电池电量。
用户操作接口负责扫描呼救按键状态，并控制状态指示灯。在关机状态下，当呼救按键按下，设备被激活，用户操作接口控制电源管理电路为设备供电，同时通知信息处理单元进入激活模式，使用AIS-SART协议发射呼救信息，每发射一条消息状态指示灯就红灯闪烁一下。
设备的电池选用6V一次性锂电池，激活模式下可以连续工作100小时，电池体积较小，安装简单，便于更换。
    根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (3)

1. 海上人员用紧急呼救手表设备，其特征在于：所述设备整体造型采用手表的样式，包括主板、锂电池（2-2）、螺钉（2-3）、防水橡胶密封圈（2-4）、上壳（2-5）、下壳（2-6）、呼救按键膜（2-8）、导光柱（2-10）与腕带（2-11）；
电路板（2-1）装配在上壳（2-5）与下壳（2-6）之间的空间里，VHF天线采用PCB印制线，与电路板（2-1）合为一体，有效减小空间的占用，锂电池（2-2）放在电路板（2-1）下方与下壳（2-6）之间的壳体内，呼救按键膜（2-8）镶嵌在上壳并采用防水设计，上壳（2-5）与下壳（2-6）用螺钉（2-3）固定在一起；
   主板由电源管理电路、信息处理单元、VHF发射机、数据接口、锂电池（2-2）、呼救按键（2-7）、状态指示灯（2-9）、数据接口、VHF天线以及数据连接线和电源连接线组成，其电路连接为VHF天线连接在VHF发射机上，状态指示灯、数据接口、呼救按键一端连接在用户操作接口上，呼救按键的另一端接地，VHF发射机、用户操作接口和电源管理电路通过数据电缆分别连接到信息处理单元，VHF发射机、用户操作接口、信息处理单元通过电源电缆分别连接到电源管理电路，锂电池正极分别连接到电源管理电路输入端、负极接地。
2.   如权利要求1所述海上人员用紧急呼救手表设备，其特征在于：信息处理单元使用嵌入式ARM系统，通过用户操作接口接收用户操作指令，并将预设的位置信息和呼救信息通过AIS协议栈打包成AIS消息，然后进行GMSK调制并控制VCO和锁相环工作，通过发射机发射出去；信息处理单元可以输出不同的控制信号控制发射机的发射功率，通过数据接口可以与上位机通信修改设备的静态信息和升级程序；
VHF发射机首先将信息处理单元发送来的GMSK信号进行调制，并按照信息处理单元的要求在161.975Mhz和162.025Mhz两个信道交替发射。
3.如权利要求1所述海上人员用紧急呼救手表设备，其特征在于：定位方式采用以下两种方式：
1、）发送预设位置消息方式：
设备设有四个方向按键，当分别表示“船头”、“船尾”、“左舷”、“右舷”，信息处理单元预设四条分别表示“船头”、“船尾”、“左舷”、“右舷”位置信息使用AIS协议栈打包成AIS消息，按下按键，设备发送携带不同位置信息的AIS消息，位于母船的人员可以获取落水人员的大致位置，缩短搜救时间；
当人员从船舶落水，当从船尾位置落水，按“船尾”按键，设备发送携带船尾位置信息的AIS消息，从接收设备上可以显示出人员在船尾落水；此种定位方式可以避免GPS定位易受天气、安装位置等影响，在最短的时间内发送携带位置信息的报警信息，利于母船的搜救；
2）、信号引导方式：
当用户按下呼救按键时，设备循环发送六条功率依次增大的呼救信号，依次命名为1号到6号；设备循环发送的六条呼救信息，功率依次增大，当船舶距离落水人员距离较远时，首先收到的是6号消息，当船舶行驶一段时间，收到5号消息后，表示船舶正在向落水人员位置的方向前进；
当行驶一段时间6号消息也无法收到，则表示船舶的行驶方向发生偏离，应当调整方向，通过此六条搜救信号的引导可以确定落水人员的位置，此种定位方式利于其他船舶的搜救；
    本设备采用上述两种定位方式协同工作，克服GPS定位的缺点，而且可以有效的节省电量，延长设备工作时间；
    设备有两种工作模式，激活模式和测试模式，当按下其中一个方向按键时设备激活，发射带有“船头”、“船尾”、“左舷”或者“右舷”位置信息的呼救消息，当四个方向按键同时按下并保持一段时间时，设备进入测试模式，结合接收设备测试该设备的完好状态和电池电量；
    用户操作接口负责扫描呼救按键状态，并控制状态指示灯；在关机状态下，当呼救按键按下，设备被激活，用户操作接口控制电源管理电路为设备供电，同时通知信息处理单元进入激活模式，使用AIS-SART协议发射呼救信息，每发射一条消息状态指示灯就红灯闪烁一下，设备的电池选用6V一次性锂电池，激活模式下可以连续工作100小时。
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