CN106455045A - 一种船舶环境高效节能式人员自定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船舶环境高效节能式人员自定位系统，采用全新定位系统设计架构，引入彼此相邻、分布设置在船舶上的各个定点位置共享装置，基于具体所设计计时模块针对预设间隔校准时长进行计时所产生的触发，由移动终端主动向所在位置对应的定点位置共享装置进行位置请求，实现针对移动终端的准确定位，随后在计时模块针对预设间隔校准时长进行计时的过程中，采用所设计惯性运动检测模块实现惯性定位，如此，将定点位置共享装置的共享校准定位技术与惯性定位技术相结合，不仅实现了船舶环境上人员的高度自我定位，而且引入了节能设计思路，有效提高了整个设计船舶环境高效节能式人员自定位系统的工作效率。

Description

一种船舶环境高效节能式人员自定位系统

技术领域

本发明涉及一种船舶环境高效节能式人员自定位系统，属于船舶人员定位技术领域。

背景技术

定位是一种用于确认所处位置的技术，随着定位技术的不断普及，定位技术早已从军用层面拓展至民用方面，人们生活的方方面面都有着定位技术的应用，诸如导航定位、地理勘测等等方面，现有的定位技术包括卫星定位、基站定位、三角定位技术等等，但是现有各个定位技术在实际应用过程当中，都或多或少的存在着不少缺点，诸如遮挡是卫星定位技术的最大障碍，基于卫星通信传输的卫星定位技术，对于处于隧道中、桥梁下的对象，由于受到建筑的遮挡，影响卫星通信交互，就无法实现卫星定位；而对于基站定位、三角定位来说，必须需要基站或者三角位置设立的固定信号装置支持，使得在实际应用中，更加难于实现，并且定位精度低；因此，基于上述现有定位技术的缺点与不足，可知现有技术不足以承担船舶上的定位，众所周知，诸如游轮、矩形货轮上面积巨大，宛如一个小城，定位技术对于船舶上的人同样重要，但是，船舶上建筑的遮挡不适用卫星定位，并且特殊的环境，同样也不适合基站或是三角定位，因此，船舶上人员的定位技术急需有待开发，基于船舶上人员的定位技术，提高船舶上人员的乘船感受。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用全新定位系统设计架构，克服现有定位技术的缺点，能够有效实现船舶上高精度节能定位的船舶环境高效节能式人员自定位系统。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种船舶环境高效节能式人员自定位系统，包括分布设置在船舶上的各个定点位置共享装置，以及佩戴在各个人员身上的各个移动终端；其中，各个定点位置共享装置分别包括第一控制模块，以及分别与第一控制模块相连接的第一电源模块、第一存储模块、第一无线收发模块，第一电源模块经过第一控制模块分别为第一存储模块、第一无线收发模块进行供电；各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离相等，各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线信号范围彼此相邻，且所有定点位置共享装置的无线信号范围覆盖船舶各个区域，各个定点位置共享装置中的第一存储模块分别存储对应定点位置共享装置所设置于船舶上的位置信息；各个移动终端分别包括第二控制模块，以及分别与第二控制模块相连接的第二电源模块、第二存储模块、第二无线收发模块、图像显示装置、计时模块、惯性运动检测模块，惯性运动检测模块包括陀螺仪和加速度传感器，陀螺仪和加速传感器分别与第二控制模块相连接，第二电源模块经过第二控制模块分别为第二存储模块、第二无线收发模块、图像显示装置、计时模块、陀螺仪、加速传感器进行供电，计时模块包括DS1302时钟芯片、电容C1、电容C2、石英晶体滤波器和备用电源；其中，DS1302时钟芯片的主电源接入端与经由第二控制模块的供电端相连接；DS1302时钟芯片的振荡源端X1分别与电容C1的一端、石英晶体滤波器的一端相连接；DS1302时钟芯片的振荡源端X2分别与电容C2的一端、石英晶体滤波器的另一端相连接；电容C1的另一端与电容C2的另一端相连，并接地；DS1302时钟芯片的复位端、输入/输出端、时钟输入端分别与第二控制模块相连接；DS1302时钟芯片的后备电源接入端与备用电源相连接；第二存储模块中存储船舶电子地图；各个定点位置共享装置中的第一无线收发模块与各个移动终端中的第二无线收发模块进行无线通信，且各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离等于各个移动终端中第二无线收发模块的无线收发距离。

作为本发明的一种优选技术方案：所述各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离为10-15米。

作为本发明的一种优选技术方案：所述各个定点位置共享装置中的第一控制模块均为第一单片机，所述各个移动终端中的第二控制模块均为第二单片机。

作为本发明的一种优选技术方案：所述各个定点位置共享装置中的第一电源模块均为船舶供电网络固定连接点；所述各个移动终端中的第二电源模块均为纽扣电池。

作为本发明的一种优选技术方案：所述移动终端中的图像显示装置为彩色触摸屏。

本发明所述一种船舶环境高效节能式人员自定位系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明设计的船舶环境高效节能式人员自定位系统，采用全新定位系统设计架构，引入彼此相邻、分布设置在船舶上的各个定点位置共享装置，基于具体所设计计时模块针对预设间隔校准时长进行计时所产生的触发，由移动终端通过第二无线收发模块主动向所在位置对应的定点位置共享装置进行位置请求，并由对应定点位置共享装置向发出请求的移动终端反馈其第一存储模块中所预存的位置信息，实现针对移动终端的准确定位，随后在计时模块针对预设间隔校准时长进行计时的过程中，采用所设计惯性运动检测模块实现惯性定位，直至计时模块完成预设间隔校准时长的计时，重新触发移动终端与对应定点位置共享装置之间的位置共享校准，如此，将定点位置共享装置的共享校准定位技术与惯性定位技术相结合，不仅实现了船舶环境上人员的高度自我定位，而且引入了节能设计思路，有效提高了整个设计船舶环境高效节能式人员自定位系统的工作效率；

（2）本发明设计的船舶环境高效节能式人员自定位系统中，针对所述各个定点位置共享装置中第一无线收发模块，均进一步设计采用无线收发距离为10-15米的第一无线收发模块，针对各个定点位置共享装置所共享位置信息的有效范围进行限定，进一步提高了本发明所设计船舶环境高效节能式人员自定位系统在实际船舶定位应用中的定位精度；

（3）本发明设计的船舶环境高效节能式人员自定位系统中，针对所述各个定点位置共享装置中的第一控制模块，均进一步设计采用为第一单片机，以及针对所述各个移动终端中的第二控制模块，均进一步设计采用为第二单片机，一方面能够适用于后期针对所设计船舶环境高效节能式人员自定位系统的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护；

（4）本发明设计的船舶环境高效节能式人员自定位系统中，针对所述各个定点位置共享装置中的第一电源模块，均进一步设计采船舶供电网络固定连接点；以及针对所述各个移动终端中的第二电源模块，均进一步设计采用纽扣电池，电源配置灵活，实现方便，并且供电稳定，能够实现本发明所设计船舶环境高效节能式人员自定位系统实际应用中的稳定工作。

附图说明

图1是本发明所设计船舶环境高效节能式人员自定位系统的模块示意图；

图2是本发明所设计船舶环境高效节能式人员自定位系统中计时模块示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明设计了一种船舶环境高效节能式人员自定位系统，包括分布设置在船舶上的各个定点位置共享装置，以及佩戴在各个人员身上的各个移动终端；其中，各个定点位置共享装置分别包括第一控制模块，以及分别与第一控制模块相连接的第一电源模块、第一存储模块、第一无线收发模块，第一电源模块经过第一控制模块分别为第一存储模块、第一无线收发模块进行供电；各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离相等，各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线信号范围彼此相邻，且所有定点位置共享装置的无线信号范围覆盖船舶各个区域，各个定点位置共享装置中的第一存储模块分别存储对应定点位置共享装置所设置于船舶上的位置信息；各个移动终端分别包括第二控制模块，以及分别与第二控制模块相连接的第二电源模块、第二存储模块、第二无线收发模块、图像显示装置、计时模块、惯性运动检测模块，惯性运动检测模块包括陀螺仪和加速度传感器，陀螺仪和加速传感器分别与第二控制模块相连接，第二电源模块经过第二控制模块分别为第二存储模块、第二无线收发模块、图像显示装置、计时模块、陀螺仪、加速传感器进行供电，如图2所示，计时模块包括DS1302时钟芯片、电容C1、电容C2、石英晶体滤波器和备用电源；其中，DS1302时钟芯片的主电源接入端VCC2与经由第二控制模块的供电端VCC相连接；DS1302时钟芯片的振荡源端X1分别与电容C1的一端、石英晶体滤波器的一端相连接；DS1302时钟芯片的振荡源端X2分别与电容C2的一端、石英晶体滤波器的另一端相连接；电容C1的另一端与电容C2的另一端相连，并接地；DS1302时钟芯片的复位端RST、输入/输出端I/O、时钟输入端SCLK分别与第二控制模块相连接；DS1302时钟芯片的后备电源接入端VCC1与备用电源相连接；第二存储模块中存储船舶电子地图；各个定点位置共享装置中的第一无线收发模块与各个移动终端中的第二无线收发模块进行无线通信，且各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离等于各个移动终端中第二无线收发模块的无线收发距离。上述技术方案所设计的船舶环境高效节能式人员自定位系统，采用全新定位系统设计架构，引入彼此相邻、分布设置在船舶上的各个定点位置共享装置，基于具体所设计计时模块针对预设间隔校准时长进行计时所产生的触发，由移动终端通过第二无线收发模块主动向所在位置对应的定点位置共享装置进行位置请求，并由对应定点位置共享装置向发出请求的移动终端反馈其第一存储模块中所预存的位置信息，实现针对移动终端的准确定位，随后在计时模块针对预设间隔校准时长进行计时的过程中，采用所设计惯性运动检测模块实现惯性定位，直至计时模块完成预设间隔校准时长的计时，重新触发移动终端与对应定点位置共享装置之间的位置共享校准，如此，将定点位置共享装置的共享校准定位技术与惯性定位技术相结合，不仅实现了船舶环境上人员的高度自我定位，而且引入了节能设计思路，有效提高了整个设计船舶环境高效节能式人员自定位系统的工作效率。

基于上述设计船舶环境高效节能式人员自定位系统技术方案的基础之上，本发明还进一步设计了如下优选技术方案：针对所述各个定点位置共享装置中第一无线收发模块，均进一步设计采用无线收发距离为10-15米的第一无线收发模块，针对各个定点位置共享装置所共享位置信息的有效范围进行限定，进一步提高了本发明所设计船舶环境高效节能式人员自定位系统在实际船舶定位应用中的定位精度；并且针对所述各个定点位置共享装置中的第一控制模块，均进一步设计采用为第一单片机，以及针对所述各个移动终端中的第二控制模块，均进一步设计采用为第二单片机，一方面能够适用于后期针对所设计船舶环境高效节能式人员自定位系统的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护；而且针对所述各个定点位置共享装置中的第一电源模块，均进一步设计采船舶供电网络固定连接点；以及针对所述各个移动终端中的第二电源模块，均进一步设计采用纽扣电池，电源配置灵活，实现方便，并且供电稳定，能够实现本发明所设计船舶环境高效节能式人员自定位系统实际应用中的稳定工作。

本发明设计了船舶环境高效节能式人员自定位系统在实际应用过程当中，具体包括分布设置在船舶上的各个定点位置共享装置，以及佩戴在各个人员身上的各个移动终端；其中，各个定点位置共享装置分别包括第一单片机，以及分别与第一单片机相连接的第一电源模块、第一存储模块、第一无线收发模块，第一电源模块为船舶供电网络固定连接点，第一电源模块经过第一单片机分别为第一存储模块、第一无线收发模块进行供电；各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离相等，各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离为10-15米，各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线信号范围彼此相邻，且所有定点位置共享装置的无线信号范围覆盖船舶各个区域，各个定点位置共享装置中的第一存储模块分别存储对应定点位置共享装置所设置于船舶上的位置信息；各个移动终端分别包括第二单片机，以及分别与第二单片机相连接的第二电源模块、第二存储模块、第二无线收发模块、彩色触摸屏、计时模块、惯性运动检测模块，惯性运动检测模块包括陀螺仪和加速度传感器，陀螺仪和加速传感器分别与第二单片机相连接，第二电源模块为纽扣电池，第二电源模块经过第二单片机分别为第二存储模块、第二无线收发模块、彩色触摸屏、计时模块、陀螺仪、加速传感器进行供电，计时模块包括DS1302时钟芯片、电容C1、电容C2、石英晶体滤波器和备用电源；其中，DS1302时钟芯片的主电源接入端VCC2与经由第二单片机的供电端VCC相连接；DS1302时钟芯片的振荡源端X1分别与电容C1的一端、石英晶体滤波器的一端相连接；DS1302时钟芯片的振荡源端X2分别与电容C2的一端、石英晶体滤波器的另一端相连接；电容C1的另一端与电容C2的另一端相连，并接地；DS1302时钟芯片的复位端RST、输入/输出端I/O、时钟输入端SCLK分别与第二单片机相连接；DS1302时钟芯片的后备电源接入端VCC1与备用电源相连接；第二存储模块中存储船舶电子地图；各个定点位置共享装置中的第一无线收发模块与各个移动终端中的第二无线收发模块进行无线通信，且各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离等于各个移动终端中第二无线收发模块的无线收发距离。实际应用过程当中，分布设置、且无线信号范围覆盖船舶各个区域的各个定点位置共享装置实时工作，由于各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离相等，且各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离等于各个移动终端中第二无线收发模块的无线收发距离，因此，由移动终端中第二单片机通过第二无线收发模块发出的位置请求，仅会被该移动终端所在位置无线信号范围对应的定点位置共享装置所接收，即移动终端仅在位于一个以定点位置共享装置为中心，半径10-15米的区域内，移动终端所发出的位置请求，仅会被该定点位置共享装置所接收，该定点位置共享装置中的第一单片机通过第一无线收发模块接收位置请求，由与之相连接的第一存储模块中提取预存的位置信息，并经过第一无线收发模块发送回至发出位置请求的移动终端，移动终端由此获得所在位置的位置信息；实际应用中，初始化佩戴移动终端的人员首先位于其中任意一个定点位置共享装置的无线信号范围内，一方面移动终端中的第二单片机控制与之相连接的计时模块进行计时，另一方面移动终端中的第二单片机通过第二无线收发模块发出位置请求，该定点位置共享装置中的第一单片机通过第一无线收发模块接收到该位置请求，并由其所连接的第一存储模块中调用预存的位置信息，然后交回第一无线收发模块，并反馈至移动终端，移动终端中的第二单片机通过第二无线收发模块获取位置信息，发送至彩色触摸屏上进行显示，实现了人员所在位置的初始定位，然后随着人员在船舶上的移动，移动终端中的第二单片机控制与之相连接惯性运动检测模块中的陀螺仪和加速度传感器工作，基于最后一次由定点位置共享装置所获位置信息为起始位置，进行惯性定位，如此实现实时定位，并发送至彩色触摸屏上进行显示；当移动终端中的计时模块计时达到预设间隔校准时长时，计时模块向第二单片机发出反馈信号，第二单片机根据此信号，一方面第二单片机再次控制与之相连接的计时模块进行计时，另一方面第二单片机再次通过第二无线收发模块发出位置请求，由移动终端所在位置无线信号范围对应的定点位置共享装置接收该位置请求，其中该定点位置共享装置中的第一单片机通过第一无线收发模块接收该位置请求，并由其所连接的第一存储模块中调用预存的位置信息，然后交回第一无线收发模块，并反馈至移动终端，移动终端中的第二单片机通过第二无线收发模块获取位置信息，发送至彩色触摸屏上进行显示，如此循环执行上述过程，实现人员在船舶上移动过程中的高精度定位，并且此种方式不受现有定位技术的限制，而且定位精度高，能够有效提高船舶上人员的乘船体验，便于看展各项船舶活动。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种船舶环境高效节能式人员自定位系统，其特征在于：包括分布设置在船舶上的各个定点位置共享装置，以及佩戴在各个人员身上的各个移动终端；其中，各个定点位置共享装置分别包括第一控制模块，以及分别与第一控制模块相连接的第一电源模块、第一存储模块、第一无线收发模块，第一电源模块经过第一控制模块分别为第一存储模块、第一无线收发模块进行供电；各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离相等，各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线信号范围彼此相邻，且所有定点位置共享装置的无线信号范围覆盖船舶各个区域，各个定点位置共享装置中的第一存储模块分别存储对应定点位置共享装置所设置于船舶上的位置信息；各个移动终端分别包括第二控制模块，以及分别与第二控制模块相连接的第二电源模块、第二存储模块、第二无线收发模块、图像显示装置、计时模块、惯性运动检测模块，惯性运动检测模块包括陀螺仪和加速度传感器，陀螺仪和加速传感器分别与第二控制模块相连接，第二电源模块经过第二控制模块分别为第二存储模块、第二无线收发模块、图像显示装置、计时模块、陀螺仪、加速传感器进行供电，计时模块包括DS1302时钟芯片、电容C1、电容C2、石英晶体滤波器和备用电源；其中，DS1302时钟芯片的主电源接入端与经由第二控制模块的供电端相连接；DS1302时钟芯片的振荡源端X1分别与电容C1的一端、石英晶体滤波器的一端相连接；DS1302时钟芯片的振荡源端X2分别与电容C2的一端、石英晶体滤波器的另一端相连接；电容C1的另一端与电容C2的另一端相连，并接地；DS1302时钟芯片的复位端、输入/输出端、时钟输入端分别与第二控制模块相连接；DS1302时钟芯片的后备电源接入端与备用电源相连接；第二存储模块中存储船舶电子地图；各个定点位置共享装置中的第一无线收发模块与各个移动终端中的第二无线收发模块进行无线通信，且各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离等于各个移动终端中第二无线收发模块的无线收发距离。

2.根据权利要求1所述一种船舶环境高效节能式人员自定位系统，其特征在于：所述各个定点位置共享装置中第一无线收发模块的无线收发距离为10-15米。

3.根据权利要求1所述一种船舶环境高效节能式人员自定位系统，其特征在于：所述各个定点位置共享装置中的第一控制模块均为第一单片机，所述各个移动终端中的第二控制模块均为第二单片机。

4.根据权利要求1所述一种船舶环境高效节能式人员自定位系统，其特征在于：所述各个定点位置共享装置中的第一电源模块均为船舶供电网络固定连接点；所述各个移动终端中的第二电源模块均为纽扣电池。

5.根据权利要求1所述一种船舶环境高效节能式人员自定位系统，其特征在于：所述移动终端中的图像显示装置为彩色触摸屏。