CN105701999A - 一种船舶碰撞、姿态监测报警系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船舶碰撞、姿态监测报警系统，包括外壳，所述外壳通过固定磁铁螺栓吸附固定在船体上，所述外壳内包括船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器以及GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器、无线通信模块、WIFI信息发布模块、供电系统，本发明选用低功耗芯片，采用休眠、触发自动唤醒技术，保证报警器在正常监测状态下，处于微功耗状态下稳定运行，在外壳的四个角上安装有固定磁铁螺栓，方便拆装，电子器件完全密封在塑封外壳内，保证报警器在水中浸泡环境下，仍能正常工作。同时，提供了一种硬件组成以及连接结构，从而使得可在此硬件的基础上完成整个船舶碰撞姿态监测报警系统成为可能。

Description

一种船舶碰撞、姿态监测报警系统
技术领域
本发明涉及一种报警装置，尤其涉及一种船舶碰撞、姿态监测报警系统。
背景技术
船舶航行于江、河、湖、海航道之上，是货物、人员运输，海洋工程、渔业捕捞等海洋经济的基本工具和载体。由于海洋经济、内河航运经济的快速发展，运营船舶数量越来越多，水域、航道航行船舶的密度也越来越大，船舶碰撞、搁浅、触礁、翻沉等水上安全事故时有发生，给航行安全管理、船舶搜救管理部门带来巨大压力。
及时发现水上船舶遇险和掌握遇险船舶所在位置、姿态及其演变，对于及时启动搜救、科学制定搜救方案和指挥，减少人员、货物、水环境污染损失具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的技术缺陷，而提供了一种船舶碰撞、姿态监测报警系统。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种船舶碰撞、姿态监测报警系统，包括船舶碰撞、姿态监测报警装置和岸基系统，所述船舶碰撞、姿态监测报警装置与所述岸基系统通讯连接，所述船舶碰撞、姿态监测报警装置，包括外壳，所述外壳通过固定磁铁螺栓吸附固定在船体上，所述外壳内包括船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器以及GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器4、无线通信模块、WIFI信息发布模块、供电系统，所述供电系统为船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器、GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器、无线通信模块供电，所述微处理器与船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器以及GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器、无线通信模块、WIFI信息发布模块相连接；
所述船舶姿态传感器用于监测船舶姿态包括横向角度和纵向角度，并发送至微处理器；
所述冲击力传感器用于监测船舶横向、纵向和底部合成碰撞冲击力，并发送至微处理器；
所述陀螺传感器用于船舶姿态监测精度修正和监测精度提高，并发送至微处理器；
所述GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器用于将定位信息传递给微处理器，并为微处理器授时，微处理器将定位信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶实际位置和精确的数据监测时间；
所述无线通讯模块用于在微处理器控制下，采用至少采用下述通讯模式的一种发送报警信息和接收报警确认信息，通讯模式：3G/4G公网短信、GPRS模式、北斗卫星短报文通讯模式、AIS二进制报文模式；
所述WIFI信息发布模块用于在微处理器控制下，通过无线WIFI网络模式，为移动客户端发送船舶姿态、撞击力度信息和报警信息；
所述微处理器实现船舶姿态、冲击力、GPS、北斗卫星经纬度监测，报警及工作状态管理工作；
所述供电系统，由集成干电池、电池充电和电压变换器组成，为各用电部件提供电力；
所述外壳为全塑密封磁性外壳，并配有水平状态指示和调整螺栓，用于调整船舶碰撞、姿态监测报警装置的初始状态。
进一步地，所述微处理器包括嵌入式单片机、I/O、通讯端口。
进一步地，所述船舶姿态传感器还用于，当船体姿态倾斜时，船舶姿态传感器将信息传送给微处理器，微处理器将信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶倾斜报警信息。
进一步地，当船舶受到冲击时，冲击力传感器检测到冲击信号，并将信号传送给微处理器，微处理器将信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶受冲击报警信息。
进一步地，所述微处理器还用于将船舶倾斜信息和船舶受冲击消息传递给WIFI通讯模块，为移动设备提供检测信息服务。
进一步地，报警事件产生后，如未接受到报警解除确认信息，所述无线通信模块还用于自动按设定间隔，重复发送报警信息，报警确认后，则自动恢复到监测工作状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的船舶姿态传感器自动监测船舶任意方位倾斜角度，进而判定船舶姿态是否异常，如果发现异常，则立即通过配置的通讯模块，采用相应的通讯协议，向岸基管理系统发出船舶遇险报警信息。冲击力传感器监测船舶是否遭受破坏性冲击力撞击，如果受到破坏性冲击力撞击，则立即通过配置的通讯模块，采用相应的通讯模式向岸基管理系统发出船舶遇险报警信息；在船舶正常航行状态下，报警装置通过配置的通讯模块，采用相应的通讯协议，按岸基监控系统管理要求，以小时，日、周或月等的固定时刻为周期，自动申报报警装置及船舶完好状态；在报警事件产生后，报警器通过配置的通讯模块，采用相应的通讯协议，自动按设定间隔，连续发送船舶当前时刻的位置、姿态信息，直至接收到岸基系统发送的报警确认信息，报警器恢复到正常监测状态。船舶碰撞、姿态监测报警装置的特征技术指标：
船舶姿态，以船艏向为基准，与水平面任意夹角监测范围：±180°，监测精度：≦0.5°，反应时间：1s。
船舶冲击力，任意方向监测范围：0-10G，监测分辨率：0.05G，反应速度：2ms。
本发明选用低功耗芯片，采用休眠、触发自动唤醒技术，保证报警器在正常监测状态下，处于微功耗状态下稳定运行。本发内侧安装有固定磁铁，能让本发明紧紧固定在铁质船体的任何部位，方便拆装。电子器件完全密封在塑封外壳内，保证报警器在水中浸泡环境下，仍能正常工作。
本发明外壳为全塑密封磁性外壳可在潮湿、水浸状态下长期正常工作2年，当报警情况发生时，具有在10秒内自动发送报警信息的功能，如与带有地理信息的岸基监控系统联合使用，可以为管理当局提供近乎实时的报警及发生报警的位置信息，极大提高政府安全管理和应急处置能力。
附图说明
图1所示为本发明实施例的结构示意图；
图2所示为本发明实施例提供的船舶碰撞、姿态监测报警装置的结构示意图；
图中：船舶姿态传感器1、冲击力传感器2、陀螺传感器3、GPS定位传感器5、北斗卫星定位传感器6、微处理器4、无线通信模块7、WIFI信息发布模块8、供电系统9、外壳10，固定磁铁螺栓11,船舶碰撞、姿态监测报警装置12，岸基系统13。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，其既可以指代某一部件与另一部件直接连接，也可以指代某一部件通过其他部件与另一部件相连接。
如图1、图2所示，本发明实施例提供了本发明所采用的技术方案是：一种船舶碰撞、姿态监测报警系统，包括船舶碰撞、姿态监测报警装置和岸基系统，所述船舶碰撞、姿态监测报警装置与所述岸基系统通讯连接，所述船舶碰撞、姿态监测报警装置，包括外壳，所述外壳通过固定磁铁螺栓吸附固定在船体上，所述外壳内包括船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器以及GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器4、无线通信模块、WIFI信息发布模块、供电系统，所述供电系统为船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器、GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器、无线通信模块供电，所述微处理器与船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器以及GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器、无线通信模块、WIFI信息发布模块相连接；
所述船舶姿态传感器用于监测船舶姿态包括横向角度和纵向角度，并发送至微处理器；
所述冲击力传感器用于监测船舶横向、纵向和底部合成碰撞冲击力，并发送至微处理器；
所述陀螺传感器用于船舶姿态监测精度修正和监测精度提高，并发送至微处理器；
所述GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器用于将定位信息传递给微处理器，并为微处理器授时，微处理器将定位信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶实际位置和精确的数据监测时间；
所述无线通讯模块用于在微处理器控制下，采用至少采用下述通讯模式的一种发送报警信息和接收报警确认信息，通讯模式：3G/4G公网短信、GPRS模式、北斗卫星短报文通讯模式、AIS二进制报文模式；
所述WIFI信息发布模块用于在微处理器控制下，通过无线WIFI网络模式，为移动客户端发送船舶姿态、撞击力度信息和报警信息；
所述微处理器实现船舶姿态、冲击力、GPS、北斗卫星经纬度监测，报警及工作状态管理工作；
所述供电系统，由集成干电池、电池充电和电压变换器组成，为各用电部件提供电力；
所述外壳为全塑密封磁性外壳，并配有水平状态指示和调整螺栓，用于调整船舶碰撞、姿态监测报警装置的初始状态。
上述的完整系统中，船舶姿态传感器自动监测船舶任意方位倾斜角度，进而判定船舶姿态是否异常，如果发现异常，则立即通过配置的通讯模块，采用相应的通讯协议，向岸基管理系统发出船舶遇险报警信息。冲击力传感器监测船舶是否遭受破坏性冲击力撞击，如果受到破坏性冲击力撞击，则立即通过配置的通讯模块，采用相应的通讯模式向岸基管理系统发出船舶遇险报警信息。
在船舶正常航行状态下，报警装置通过配置的通讯模块，采用相应的通讯协议，按岸基监控系统管理要求，以小时，日、周或月等的固定时刻为周期，自动申报报警装置及船舶完好状态；
在报警事件产生后，报警器通过配置的通讯模块，采用相应的通讯协议，自动按设定间隔，连续发送船舶当前时刻的位置、姿态信息，直至接收到岸基系统发送的报警确认信息，报警器恢复到正常监测状态。
外壳为全塑密封磁性外壳可在潮湿、水浸状态下长期正常工作2年，当报警情况发生时，具有在10秒内自动发送报警信息的功能，如与带有地理信息的岸基监控系统联合使用，可以为管理当局提供近乎实时的报警及发生报警的位置信息，极大提高政府安全管理和应急处置能力。
船舶碰撞、姿态监测报警系统的特征技术指标：
船舶姿态，以船艏向为基准，与水平面任意夹角监测范围：±180°，监测精度：≦0.5°，反应时间：1s。
船舶冲击力，任意方向监测范围：0-10G，监测分辨率：0.05G，反应速度：2ms。
本申请中选用低功耗芯片，采用休眠、触发自动唤醒技术，保证报警器在正常监测状态下，处于微功耗状态下稳定运行。本发内侧安装有固定磁铁，能让本发明紧紧固定在铁质船体的任何部位，方便拆装。电子器件完全密封在塑封外壳内，保证报警器在水中浸泡环境下，仍能正常工作。
使用时，通过固定磁铁螺栓将本申请吸附固定在船体上，并调整报警器水平初始姿态。在完整的系统设计中，当船体发生倾斜时，报警姿态传感器将信息传送给微处理器，微处理器将信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶倾斜报警信息；当船舶受到冲击时，冲击力传感器检测到冲击信号，并将信号传送给微处理器，微处理器将信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶受冲击报警信息；微处理器将信息传递给WIFI通讯模块，为移动设备提供检测信息服务。陀螺传感器将偏移信息传递给微处理器，对姿态传感器数据进行修正，提高倾角监测精度。GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器将定位信息传递给微处理器，并为微处理器授时，微处理器将定位信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶实际位置和精确的数据监测时间；报警事件产生后，如未接受到报警解除确认信息，无线通信模块则自动按设定间隔，重复发送报警信息。报警确认后，则自动恢复到监测工作状态。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种船舶碰撞、姿态监测报警系统，其特征在于，包括船舶碰撞、姿态监测报警装置和岸基系统，所述船舶碰撞、姿态监测报警装置与所述岸基系统通讯连接，所述船舶碰撞、姿态监测报警装置，包括外壳，所述外壳通过固定磁铁螺栓吸附固定在船体上，所述外壳内包括船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器以及GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器4、无线通信模块、WIFI信息发布模块、供电系统，所述供电系统为船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器、GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器、无线通信模块供电，所述微处理器与船舶姿态传感器、冲击力传感器、陀螺传感器以及GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器、微处理器、无线通信模块、WIFI信息发布模块相连接；
所述船舶姿态传感器用于监测船舶姿态包括横向角度和纵向角度，并发送至微处理器；
所述冲击力传感器用于监测船舶横向、纵向和底部合成碰撞冲击力，并发送至微处理器；
所述陀螺传感器用于船舶姿态监测精度修正和监测精度提高，并发送至微处理器；
所述GPS定位传感器、北斗卫星定位传感器用于将定位信息传递给微处理器，并为微处理器授时，微处理器将定位信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶实际位置和精确的数据监测时间；
所述无线通讯模块用于在微处理器控制下，采用至少采用下述通讯模式的一种发送报警信息和接收报警确认信息，通讯模式：3G/4G公网短信、GPRS模式、北斗卫星短报文通讯模式、AIS二进制报文模式；
所述WIFI信息发布模块用于在微处理器控制下，通过无线WIFI网络模式，为移动客户端发送船舶姿态、撞击力度信息和报警信息；
所述微处理器实现船舶姿态、冲击力、GPS、北斗卫星经纬度监测，报警及工作状态管理工作；
所述供电系统，由集成干电池、电池充电和电压变换器组成，为各用电部件提供电力；
所述外壳为全塑密封磁性外壳，并配有水平状态指示和调整螺栓，用于调整船舶碰撞、姿态监测报警装置的初始状态。
2.根据权利要求1所述的船舶碰撞、姿态监测报警系统，其特征在于，所述微处理器包括嵌入式单片机、I/O、通讯端口。
3.根据权利要求1所述的船舶碰撞、姿态监测报警系统，其特征在于，所述船舶姿态传感器还用于，当船体姿态倾斜时，船舶姿态传感器将信息传送给微处理器，微处理器将信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶倾斜报警信息。
4.根据权利要求3所述的船舶碰撞、姿态监测报警系统，其特征在于，当船舶受到冲击时，冲击力传感器检测到冲击信号，并将信号传送给微处理器，微处理器将信息传递给无线通信模块，无线通信模块向岸基系统发出船舶受冲击报警信息。
5.根据权利要求4所述的船舶碰撞、姿态监测报警系统，其特征在于，所述微处理器还用于将船舶倾斜信息和船舶受冲击消息传递给WIFI通讯模块，为移动设备提供检测信息服务。
6.根据权利要求4所述的船舶碰撞、姿态监测报警系统，其特征在于，报警事件产生后，如未接受到报警解除确认信息，所述无线通信模块还用于自动按设定间隔，重复发送报警信息，报警确认后，则自动恢复到监测工作状态。
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