延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标及其工作方法
技术领域
本发明涉及救生指示装置领域,具体地说是一种延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标及其工作方法。
背景技术
近年来,随着全球经济的快速增长,海上交通运输的地位日益显著,特别是船舶科技的迅速发展和海洋经济的崛起,使世界航运市场得到了前所未有的扩大与发展。世界航运业的迅猛发展在带来巨大经济利益的同时,也使海上交通情况变得越来越复杂。虽然现在大部分船舶都安装了先进的导航设备,但是碰撞、触礁、搁浅、沉没等造成重大人身伤亡的海上交通事故仍然屡屡发生,生命无价,海上搜救工作具有十分重要的作用。
AIS是一种船舶定位技术,AIS便携式应急示位标(AIS-MOB)是一种可以安装在救生衣上或者随身携带的便携式应急示位报警设备,该设备可通过人工启动或者落水自动启动,在AIS信道或指配的专用信道上发送个人位置和报警信息,该信息可被一定距离内的所有AIS终端设备和基站设备接收并显示。通过在船舱工作的人员或者游客的身上配备AIS便携式应急示位标,一旦人员落水,可以提高搜救效率。传统的AIS-MOB一般包括:电池、启动开关、GPS定位器、微控制器、AIS控制器及调制器、功率放大器、AIS发射天线等部分组成。其工作原理为:人工或者遇水启动开关后,微控制器接收GPS定位器送来的位置信息,并将此信息通过AIS控制器及调制器调制编码后通过功率放大器放大后经AIS发射天线发出,此过程中,功率放大器是耗费电池电能的主要部件之一。如果在AIS-MOB落水后且一定距离内的没有可以接收AIS信号的接收设备时,AIS-MOB的发射就属于无效发射,只会白白耗费AIS-MOB电池的电能,这便直接导致缩短了可营救落水遇险人员的时间。
发明内容
为此,本发明提出一种延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标及其工作方法,其至少部分上解决或者缓解现有技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案如下:
一种延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标,包括定位装置、AIS接收模块、微控制器和AIS发射模块,其中:
定位装置,与微控制器连接,用于获取当前位置信息,并发送至微控制器;
AIS接收模块,与所述微控制器连接,用于接收周围AIS设备发出的AIS信息,并将接收到的所述AIS信息进行处理,并将处理后的数据发送至所述微控制器;
微控制器,接收所述定位装置发送的位置信息和所述AIS接收模块发送的数据,判断该数据是否有效,同时,将所述位置信息发送给所述AIS发射模块;
AIS发射模块,与所述微控制器连接,接收所述微控制器发送的位置信息,当所述数据有效时,按照第一时间间隔向外发射所述位置信息。
所述的AIS便携式应急示位标,所述AIS发射模块还用于当所述数据无效时,按照第二时间间隔向外发射所述位置信息,所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔,或
当所述数据无效时,不向外发射所述位置信息。
所述的AIS便携式应急示位标,所述AIS接收模块包括:
AIS接收天线,用于接收周围AIS设备发出的所述AIS信息;
AIS信号频率检测电路,用于放大并检测所述AIS信息中是否包含AIS信息所属的载波频点,并将检测结果发送至所述微控制器。
所述的AIS便携式应急示位标,所述微控制器判断所述AIS信号频率检测电路发送的检测结果,如为是,则判断该检测结果为有效;如为否,则判断该检测结果为无效。
所述的AIS便携式应急示位标,所述AIS接收模块包括:
AIS接收天线,用于接收周围AIS设备发出的所述AIS信息;
AIS解调电路,用于放大并解调所述AIS信息,并将解调后的AIS信息发送至所述微控制器。
所述的AIS便携式应急示位标,所述微控制器判断解调后的所述AIS信息中,是否包含9位标准MMSI号,如包含,则判断该AIS信息为有效数据;
如不包含,则进一步判断解调后的所述AIS信息中,是否包含标准IMO号,如包含,则判断该AIS信息为有效数据;如不包含,则判断该AIS信息数据为无效数据。
所述的AIS便携式应急示位标,所述AIS发射模块包括:
AIS调制放大电路,所述AIS调制放大电路的输入端和所述微控制器连接,用于对所述位置信息依次进行编码、变换、调制以及放大,实现数字信号到射频信号的转换;
AIS发射天线,所述AIS发射天线的输入端和所述AIS调制放大电路的输出端连接,用于完成对所述射频信号的发射。
所述的AIS便携式应急示位标,所述AIS发射天线和所述AIS接收天线为同一根AIS天线,通过多路开关切换,以实现不同的功能。
一种延长AIS便携式应急示位标有效工作时间的方法,具体包括如下步骤:
定位装置获取当前位置信息并发送至微控制器;
AIS接收模块接收周围AIS设备发出的AIS信息,并将接收到的所述AIS信息进行处理,并将处理后的数据发送至所述微控制器;
所述微控制器接收所述定位装置发送的位置信息和所述AIS接收模块发送的数据,并判断该数据是否有效,同时,将所述位置信息发送给AIS发射模块;
AIS发射模块接收所述微控制器发送的位置信息,当所述数据有效时,按照第一时间间隔向外发射所述位置信息。
所述的方法,当所述数据无效时,通过所述AIS发射模块按照第二时间间隔向外发射所述位置信息,所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔;或
当所述数据无效时,所述AIS发射模块不向外发射所述位置信息。
所述的方法,所述AIS接收模块接收周围AIS设备发出的AIS信息,并将接收到的所述AIS信息进行处理,并将处理后的数据发送至所述微控制器的步骤包括:
通过AIS接收天线接收周围AIS设备发出的所述AIS信息;
通过AIS信号频率检测电路放大并检测所述AIS信息中是否包含AIS信息所属的载波频点,并将检测结果发送至所述微控制器。
所述的方法,所述微控制器判断所述AIS接收模块发送的数据是否有效的步骤具体为:所述微控制器判断所述AIS信号频率检测电路发送的检测结果,如为是,则判断该检测结果为有效;如为否,则判断该检测结果为无效。
所述的方法,所述AIS接收模块接收周围AIS设备发出的AIS信息,并将接收到的所述AIS信息进行处理,并将处理后的数据发送至所述微控制器的步骤包括:
通过AIS接收天线接收周围AIS设备发出的所述AIS信息;
通过AIS解调电路放大并解调所述AIS信息,并将解调后的AIS信息发送至所述微控制器。
所述的方法,所述微控制器判断所述AIS接收模块发送的数据是否有效的步骤具体为:
所述微控制器判断解调后的所述AIS信息中,是否包含9位标准MMSI号,如包含,则判断该AIS信息为有效数据;
如不包含,则进一步判断解调后的所述AIS信息中,是否包含标准IMO号,如包含,则判断该AIS信息为有效数据;如不包含,则判断该AIS信息数据为无效数据。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
(1)本发明提供的一种延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标,包括:定位装置、AIS接收模块、微控制器和AIS发射模块,通过定位装置获取当前位置信息;通过AIS接收模块接收周围AIS设备发出的AIS信息,并对该AIS信息进行处理,并将处理后的数据发送至所述微控制器;通过微控制器判断所述AIS接收模块发送的数据是否有效,当所述数据有效时,通过AIS发射模块按第一时间间隔将位置信息向外发射;当所述数据无效时,通过AIS发射模块按第二时间间隔将位置信息向外发射,所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔或者不发送所述位置信息。由于AIS接收模块的功耗远小于AIS发射模块的功耗,这便大大延长本发明提供的AIS便携式应急示位标的有效工作时间。
(2)本发明提供一种延长AIS便携式应急示位标有效工作时间的方法,通过定位装置获取当前位置信息;通过AIS接收模块接收周围AIS设备发出的AIS信息,并对该AIS信息进行处理,并将处理后的数据发送至所述微控制器;通过微控制器判断所述AIS接收模块发送的数据是否有效,当所述数据有效时,通过AIS发射模块按第一时间间隔将位置信息向外发射;当所述数据无效时,通过AIS发射模块按第二时间间隔将位置信息向外发射,所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔或者不发送所述位置信息。由于AIS接收模块的功耗远小于AIS发射模块的功耗,这便使得利用本发明提供的方法进行工作的AIS便携式应急示位标的有效工作时间大大延长。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1是根据本发明一个实施例的一种延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标的示意图;
图2a和图2b是根据本发明一个实施方式的一种延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标的示意图;
图3是根据本发明另一个实施方式的一种延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标的示意图;
图4是根据本发明另一个实施例的一种延长AIS便携式应急示位标有效工作时间的方法;
附图标记:1-定位装置,2-AIS接收模块,3-微控制器,4-AIS发射模块,5-AIS天线,6-多路开关,21-AIS接收天线,22-AIS信号频率检测电路,23-AIS解调电路,41-AIS调制放大电路,42-AIS发射天线。
具体实施方式
实施例1
如图1所示,本实施例提供了一种延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标,包括定位装置1、AIS接收模块2、微控制器3和AIS发射模块4,其中:
定位装置1,与微控制器3连接,用于获取当前位置信息,并发送至微控制器3。所述定位装置1可以为GPS定位模块、GNSS(全球导航卫星系统)定位模块、北斗定位模块中的一种或者多种组合使用,只要能实现定位获得位置信息的功能即可以。所述位置信息可以包括当前AIS便携式应急示位标所在的经纬度信息以及当前时间。
AIS接收模块2,与所述微控制器3连接,用于接收周围AIS设备发出的AIS信息,并将接收到的所述AIS信息进行处理,并将处理后的数据发送至所述微控制器3。微控制器3,接收所述定位装置1发送的位置信息和所述AIS接收模块2发送的数据,判断该数据是否有效,同时,将所述位置信息发送给所述AIS发射模块4。
作为一种具体实现方式,如图2a所示,所述AIS接收模块2可以包括:AIS接收天线21,用于接收周围AIS设备发出的所述AIS信息;AIS信号频率检测电路22,用于放大并检测所述AIS信息中是否包含AIS信息所属的载波频点,其载波频点可以为161.975MHz、162.025MHz或者其它预留的频点,并将检测结果发送至所述微控制器3。本领域技术人员应当可以理解,所述AIS信号频率检测电路22可以采用滤波电路对AIS信号所属的频段进行滤波后(AIS信号所属的频段一般为:156.025MHz-162.025MHZ),通过傅立叶变换观察频谱来实现,其只要能实现检测是否有AIS信号所属的载波频点即可以。在此基础上,所述微控制器3判断所述AIS信号频率检测电路22发送的检测结果,如为是,则判断该检测结果为有效;如为否,则判断该检测结果为无效。通过检测AIS信号所属的载波频点来判断周围是否有AIS设备,运用于海事救援场合时,则判断周围是否有携带AIS设备的船舶或者搜救力量出现,由于仅通过检测载波频点来判断,不需要对接收到的AIS信号进行解析判断,可以有效的降低微控制器3的运算复杂程度,从而可以进一步降低能耗,延长AIS-MOB的有效工作时间。
作为另一种具体实现方式,如图2b所示,所述AIS接收模块2可以包括:AIS接收天线21,用于接收周围AIS设备发出的所述AIS信息;AIS解调电路23,用于放大并解调所述AIS信息,并将解调后的AIS信息发送至所述微控制器3。在此基础上,所述微控制器3判断解调后的所述AIS信息中,是否包含9位标准MMSI号,如包含,则判断该AIS信息为有效数据;如不包含,则进一步判断解调后的所述AIS信息中,是否包含标准IMO号,如包含,则判断该AIS信息为有效数据;如不包含,则判断该AIS信息数据为无效数据。其中,MMSI指海上移动通信业务标识,是船舶无线电通信系统在其无线电信道上发送的一列九位数字码;IMO是国际海事组织的识别码,是每艘船舶名称的代码,是7位纯数字的唯一代码。
作为其他实现方式,所述AIS接收模块2还可以采用软件无线电的方式接收周围AIS设备发出的所述AIS信息,并将接收到的所述AIS信息通过软件无线电进行处理,并将处理后的数据发送至所述微控制器3。在此基础上,所述微控制器3同样可以采用软件的方式判断该数据是否有效。
本领域技术人员应当可以理解,接收周围AIS设备发出的所述AIS信息的方式有很多种,处理所述AIS信息的方法也有很多种,判断所述AIS信息是否有效的方式也有很多种,只要能实现上述功能即可以。在一个AIS便携式应急示位标中,可以选择其中一种实现方式,或者集成多种实现方式,供用户选择使用哪个,或者同时使用。
AIS发射模块4,与所述微控制器3连接,接收所述微控制器3发送的位置信息,当所述数据有效时,按照第一时间间隔向外发射所述位置信息;当所述数据无效时,按照第二时间间隔向外发射所述位置信息;所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔。
作为一种具体实现方式,第一时间间隔可以为每分钟发送8帧包含位置信息的AIS信息,第二时间间隔可以为每分钟发送1帧包含位置信息的AIS信息或者每间隔十分钟发送8帧包含位置信息AIS信息;
作为另一种具体实现方式,第一时间间隔可以为每分钟发送8组包含位置信息的AIS信息,第二时间间隔可以为每间隔三十分钟发送一次包含位置信息的AIS信息,发送持续时间为一分钟,共包括8组所述AIS信息;
总之,第一时间间隔是指正常向外发送AIS信息的间隔时间,第二时间间隔可以指以比较长的间隔时间向外发送AIS信息,以降低功耗。本领域技术人员应当可以理解,其他设置方式的时间间隔也在本发明专利所要保护的范围之内,具体间隔的时间可以根据具体的需要去设置就可以。当所述数据无效时,还可以不向外发射所述位置信息,直至所述数据有效时,才以第一时间间隔向外发射所述位置信息。
如图2b所示,所述AIS发射模块4可以包括:AIS调制放大电路41,所述AIS调制放大电路41的输入端和所述微控制器3连接,用于对所述位置信息依次进行编码、变换、调制以及放大,实现数字信号到射频信号的转换;AIS发射天线42,所述AIS发射天线42的输入端和所述AIS调制放大电路41的输出端连接,用于完成对所述射频信号的发射。所述AIS发射模块4还可以采用软件无线电的方式进行发射。本领域技术人员应当可以理解,AIS发射模块4的基本功能可以为:将所述的位置信息按照AIS标准要求,对该位置信息进行数字信号至射频信号的转换,并将转换为射频信号的位置信息封装为标准AIS信息进行发射。
在具体使用中,如图3所示,所述AIS发射天线42和所述AIS接收天线21可以为同一根AIS天线5,通过多路开关6切换。具体工作过程为:微控制器3可以控制所述多路开关6将AIS天线5接通到发射通道或者接收通道,当AIS-MOB工作于接收AIS信息的状态中时,则多路开关6将AIS天线5切换到接收通道(同时断开发射通道);当AIS-MOB工作于发送自身位置信息的状态中时,则多路开关6将AIS天线5切换到发射通道(同时断开接收通道),如此根据需要进行选择即可。通过此种设置方法,便于缩小所述AIS便携式应急示位标的体积,使得该示位标的便携性更好。
本实施例提供的延长有效工作时长的AIS便携式应急示位标,由于通过微控制器3判断所述AIS接收模块2发送的数据是否有效,当所述数据有效时,通过AIS发射模块4按第一时间间隔将位置信息向外发射;当所述数据无效时,通过AIS发射模块4按第二时间间隔将位置信息向外发射,所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔或者不发送所述位置信息。由于AIS接收模块2的功耗远小于AIS发射模块4的功耗,这便大大延长本发明提供的AIS便携式应急示位标的有效工作时间。
实施例2
参见图4所示,本实施例提供了一种延长AIS便携式应急示位标有效工作时间的方法,具体包括如下步骤:
S1:定位装置1获取当前位置信息并发送至微控制器3;
S2:AIS接收模块2接收周围AIS设备发出的AIS信息,并将接收到的所述AIS信息进行处理,并将处理后的数据发送至所述微控制器3;
S3:所述微控制器3接收所述定位装置1发送的位置信息和所述AIS接收模块2发送的数据,并判断该数据是否有效,同时,将所述位置信息发送给AIS发射模块4;
S4:AIS发射模块4接收所述微控制器3发送的位置信息,当所述数据有效时,按照第一时间间隔向外发射所述位置信息。
所述步骤S4中还包括:当所述数据无效时,按照第二时间间隔向外发射所述位置信息,所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔;或者当所述数据无效时,所述AIS发射模块4不向外发射所述位置信息。
作为一种具体实现方式,所述步骤S2包括:
S21:通过AIS接收天线21接收周围AIS设备发出的所述AIS信息;
S22:通过AIS信号频率检测电路22放大并检测所述AIS信息中是否包含AIS信息所属的载波频点,其载波频点可以为161.975MHz、162.025MHz或者其它预留的频点,并将检测结果发送至所述微控制器3。
在此基础上,所述步骤S3中,微控制器3判断所述AIS接收模块2发送的数据是否有效的步骤具体为:所述微控制器3判断所述AIS信号频率检测电路22发送的检测结果,如为是,则判断该检测结果为有效;如为否,则判断该检测结果为无效。
作为另一种具体实现方式,所述步骤S2包括:
S21:通过AIS接收天线21接收周围AIS设备发出的所述AIS信息;
S22:通过AIS解调电路23放大并解调所述AIS信息,并将解调后的AIS信息发送至所述微控制器3。
在此基础上,所述步骤S3中,微控制器3判断所述AIS接收模块2发送的数据是否有效的步骤具体为:
S31:所述微控制器3判断解调后的所述AIS信息中,是否包含9位标准MMSI号,如包含,则判断该AIS信息为有效数据;
S32:如不包含,则进一步判断解调后的所述AIS信息中,是否包含标准IMO号,如包含,则判断该AIS信息为有效数据;如不包含,则判断该AIS信息数据为无效数据。
本实施例提供的延长AIS便携式应急示位标有效工作时间的方法,由于通过微控制器3判断所述AIS接收模块2发送的数据是否有效,当所述数据有效时,通过AIS发射模块4按第一时间间隔将位置信息向外发射;当所述数据无效时,通过AIS发射模块4按第二时间间隔将位置信息向外发射,所述第二时间间隔大于所述第一时间间隔或者不发送所述位置信息。由于AIS接收模块2的功耗远小于AIS发射模块4的功耗,这便使得利用本发明提供的方法进行工作的AIS便携式应急示位标的有效工作时间大大延长。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。