CN107045771A - 一种基于ais信息的水上自主定位呼救报警器 - Google Patents

一种基于ais信息的水上自主定位呼救报警器 Download PDF

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刘顺强
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张友刚
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王克红
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Abstract

本发明公开了一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器,包括外壳,所述外壳内包括GPS定位传感器、AIS信号发射电路、光照度识别模块、手动触发电路、水媒触发电路和灯光报警模块、供电系统,在报警器工作后,报警器通过配置的AIS信号发射电路,采用AIS系统标准通讯协议,自动按设定间隔,连续发送AIS呼救和当前时刻报警器位置、发送时间报文信息,接收到的船舶、岸基AIS系统,可以自动显示接收到的呼救信息和在电子海图、江图上标示呼救信息的发射位置,进而快速引导船舶前往搜救。

Description

一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器
技术领域
[0001]本发明涉及航海、海洋工程人员救助技术领域,特别是涉及一种基于AIS信息的水 上自主定位呼救报警器。
背景技术
[0002] 建设海洋强国,是国家发展战略的重要组成部分,如何及时发现航海、海洋工程参 与人员遇险,快速及实时定位遇险人员位置,是及时、科学开展救助,减少人员、财产损失的 重要技术课题。近年来,由国际海洋组织(頂〇)倡导和推广应用的AIS系统(船舶自动识别系 统),已成为航行船舶、沿岸国船舶监控管理与服务的重要基础性技术装备和系统,我国已 全面建成覆盖全国沿海、主要江河干流的AIS岸基监控系统,航行于海洋、江河500吨级以上 船舶,全部配备有船载AIS系统,AIS系统的基本技术特点是:任何一个符合AIS系统通信标 准、具有自主定位功能的发讯装置,在AIS VHF信号覆盖范围内,都能自动链接入船舶或岸 基AIS系统中,进而被船舶或岸基AIS系统自动识别和定位。本申请一种基于AIS信息的水上 自主定位呼救报警器正是利用该系统这一技术特点研究开发的。
发明内容
[0003] 本发明的目的提供一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器,采用AISVHF无 线频段,自主、间断式播发标准的AIS定位和呼救报文方式,向可接受范围内的船舶、岸基 AIS系统发出呼救和当前位置信息,可接受范围内的船舶、岸基AIS系统,可以自动显示接收 到的呼救信息和在电子海图、江图上标示呼救信息的发射位置,进而快速引导船舶前往搜 救。
[0004] 为实现本发明的目的,本发明提供了一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警 器,包括外壳和设置在外壳内的GPS定位传感器1、AIS信号发射电路7、光敏传感器2、手动触 发电路4、水媒触发电路5和灯光报警模块3、蓄电池供电模块8、微处理器6,所述水上自主定 位呼救报警器与船舶AIS系统11、岸基AIS系统12通讯连接,
[0005] 所述外壳的密封设计;
[0006] 所述蓄电池供电模块8为GPS定位传感器1、AIS信号发射电路7、手动触发电路4、水 媒触发电路5、光敏传感器2和灯光报警模块3、微处理器6供电;
[0007]所述手动触发电路4用于识别使用人员基于呼救目的而启动报警器的信号并发送 至微处理器6;
[0008]所述水媒触发电路5用于自动识别装置是否遭遇水浸并发送至微处理器6;
[0009]所述光敏传感器2用于在开启报警状态下,识别昼夜状态并发送至微处理器6; [0010] 所述GPS定位传感器1用于将定位信息传递给微处理器6,并为微处理器6授时; [0011] 所述AIS信号发射电路7用于在微处理器6控制下,采用AIS短报文通讯模式,按设 定间隔,间断式向船舶AIS系统11、岸基AIS系统12发出求救信息和本报警所在实际位置、发 送时间信息;
[0012] 所述灯光报警模块3在微处理器6控制下,自动在光照度低状态下启动发光呼救信 号;
[0013] 所述微处理器6实现人工启动、浸水启动状态信息监测工作管理;
[0014] 其中,所述蓄电池供电模块8由集成干电池、电池充电和剩余电量指示灯组成,为 各用电部件提供电力,标示电池蓄电量状态;
[0015] 其中,所述外壳为全塑密封外壳,密封等级IP68,并配有挂钩夹,用于方便地夹持 在救生衣或漂浮物体上。
[0016] 其中,所述微处理器6包括嵌入式单片机、I/O、通讯端口。
[0017] 与现有技术相比,本发明的有益效果为,本发明的手动触发电路、水媒触发电路能 够人工或自动启动报警器工作,在报警器工作后,报警器通过配置的AIS信号发射电路,采 用AIS系统标准通讯协议,自动按设定间隔,连续发送AIS呼救和当前时刻报警器位置、发送 时间报文,可接受范围内的船舶、岸基AIS系统,可以自动显示接收到的呼救信息和在电子 海图、江图上标示呼救信息的发射位置,进而快速引导船舶前往搜救。基于AIS信息的水上 自主定位呼救报警器的特征技术指标:
[0018] 启动发送时间:S30秒;
[0019] 报警工作时间:>36小时;
[0020] 无线电发送频段:156.925Mhz和 161.975MHz (AIS专用);
[0021] 无线发射功率:含1.0瓦;
[0022] 无线电有效覆盖范围:>4海里;
[0023] 无线信号报文格式:AIS系统识别定位报文、S0S呼救报文;
[0024]报文发送间隔:5分钟;
[0025] GPS定位精度:兰6米
[0026] 高亮度LED: > 1海里,S0S莫尔斯码,间隔60秒;
[0027]启动方式:人工启动、水浸自动启动;
[0028] 防护等级:IP68,水下20以上防水;
[0029]备用存储:蓄电池寿命不低于5年;
[0030]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。本发明附有挂钩夹,能让本发明紧紧固定在任何部位。 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水浸状态下长期正常工作至电源耗尽,便于在产业上推广和应 用。
附图说明
[0031]图1所示为本发明实施例提供的基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器的结构 不意图;
[0032]图2所示为本发明的应用示意图;
[0033]图中:GPS定位传感器1、光敏传感器2、发光报警模块3、手动启动模块4、水媒触发 电路5、微处理器6、AIS信号发射电路7、蓄电池供电模块8、外壳9、报警器10,船舶AIS系统 11,岸基AIS系统12。
具体实施方式
[0034]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。
[0035]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,既包括某一部件与另一部件直接连接,也包括某一部件通过其他部件与另一部 件相连接。
[0036]需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根 据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式 也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包 括”时,其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。
[0037]需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。
[0038] 如图1、图2所示,本发明提供一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器,采用 AIS VHF无线频段,自主、不间断播发标准的AIS系统定位和呼救报文方式,向可接受范围内 的船舶、岸基AIS系统发出呼救和当前位置信息,可接受范围内的船舶、岸基AIS系统,可以 自动显示接收到的呼救信息和在电子海图、江图上标示呼救信息的发射位置,进而快速引 导船舶前往搜救。
[0039] 本发明提供了一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器,包括外壳和设置在 外壳内的GPS定位传感器1、AIS信号发射电路7、光敏传感器2、手动触发电路4、水媒触发电 路5和灯光报警模块3、蓄电池供电模块8、微处理器6,所述水上自主定位呼救报警器与船舶 AIS系统11、岸基AIS系统12通讯连接,
[0040]所述外壳的密封设计;
[0041] 所述蓄电池供电模块8为GPS定位传感器1、AIS信号发射电路7、手动触发电路4、水 媒触发电路5、光敏传感器2和灯光报警模块3、微处理器6供电;
[0042] 所述手动触发电路4用于识别使用人员基于呼救目的而启动报警器的信号并发送 至微处理器6;
[0043] 所述水媒触发电路5用于自动识别装置是否遭遇水浸并发送至微处理器6;
[0044] 所述光敏传感器2用于在开启报警状态下,监测环境光照强度并发送至微处理器 6,微处理依据光照强度识别昼夜或环境暗亮状态;
[0045] 所述GPS定位传感器1用于将定位信息传递给微处理器6,并为微处理器6授时;
[0046] 所述AIS信号发射电路7用于在微处理器6控制下,采用AIS短报文通讯模式,按设 定间隔,不间断向船舶AIS系统11、岸基AIS系统12发出求救信息和本报警所在实际位置、信 息发送时间;
[0047] 所述灯光报警模块3在微处理器6控制下,自动在光照度低状态下启动发光呼救信 号,光照度高时关闭发光呼救信号,以延长报警器有效报警工作时间;
[0048] 所述微处理器6实现人工启动、浸水启动状态信息监测工作管理;人工启动、浸水 启动信息一旦产生,微处理器将立即启动GPS模块、光照度采集模块、AIS信号发射电路工 作,采集GPS定位信息,将定位信息传递给AIS信号发射电路,AIS信号发射电路发送呼救和 定位信息,采集光照度信息,在低照度环境下,自动启动发光模块,发光模块发出闪光求救 信号。
[0049] 其中,所述蓄电池供电模块8由集成干电池、电池充电和剩余电量指示灯组成,为 各用电部件提供电力,标示电池蓄电量状态;
[0050] 其中,所述外壳为全塑密封外壳,密封等级IP68,并配有挂钩夹,用于方便地夹持 在救生衣或漂浮物体上。
[0051] 其中,所述微处理器6包括嵌入式单片机、I/O、通讯端口。
[0052] 其中,所述手动触发电路还用于,当呼救人员启动呼救报警器时,手动触发电路将 信息传送给微处理器,微处理器将启动AIS信号发射电路,AIS信号发射电路向船舶、岸基 AIS系统发出呼救和所在位置、时间信息。
[0053] 其中,水媒触发电路还用于,当报警器探测到自身处于水浸状态,并将信号传送给 微处理器,微处理器将自动启动AIS信号发射电路,AIS信号发射电路向船舶、岸基AIS系统 发出呼救和所在位置、时间信息。
[0054] 其中,所述光敏传感器将光照度信息传送给微处理器,用于自动判别报警器所处 环境,低光照度环境下自动启动发光模块,发送发光呼救信息,在高照度环境下,自动关闭 发光模块,以节约报警器耗电量,延长报警器工作时间。
[0055] 其中,手动触发电路、水媒触发电路一旦启动后,所述AIS信号发射电路自动按设 定间隔,重复发送报警信息,直至电源耗尽。
[0056] 本发明的手动触发电路、水媒触发电路能够人工或自动启动报警器工作,在报警 器工作后,报警器通过配置的AIS信号发射电路,采用AIS系统标准通讯协议,自动按设定间 隔,连续发送AIS呼救和当前时刻报警器位置、发送时间报文,可接受范围内的船舶、岸基 AIS系统,可以自动显示接收到的呼救信息和在电子海图、江图上标示呼救信息的发射位 置,进而快速引导船舶前往搜救。基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器的特征技术指 标:
[0057]启动发送时间30秒;
[0058] 报警工作时间:>36小时;
[0059] 无线电发送频段:156•925Mhz和161.975MHz(AIS专用);
[0060] 无线发射功率:兰1.0瓦;
[0061] 无线电有效覆盖范围:>4海里;
[0062] 无线信号报文格式:AIS系统识别定位报文、S0S呼救报文;
[0063]报文发送间隔:5分钟;
[0064] GPS定位精度:兰6米
[0065] 高亮度LED: > 1海里,SOS莫尔斯码,间隔60秒;
[0066]启动方式:人工启动、水浸自动启动;
[0067] 防护等级:IP68,水下20以上防水;
[0068]备用存储:蓄电池寿命不低于5年;
[0069]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。本发明附有挂钩夹,能让本发明紧紧固定在任何部位。 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水浸状态下长期正常工作至电源耗尽,便于在产业上推广和应 用。
[0070]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 (4)

1. 一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器,其特征在于,包括外壳和设置在外壳 内的GPS定位传感器⑴、AIS信号发射电路(7)、光敏传感器(2)、手动触发电路(4)、水媒触 发电路⑸和灯光报警模块⑶、蓄电池供电模块(8)、微处理器(6),所述水上自主定位呼救 报警器与船舶AIS系统(11)、岸基AIS系统(12)通讯连接, 所述外壳的密封设计; 所述蓄电池供电模块⑻为GPS定位传感器⑴、AIS信号发射电路(7)、手动触发电路 ⑷、水媒触发电路(5)、光敏传感器⑵和灯光报警模块(3)、微处理器(6)供电; 所述手动触发电路(4)用于识别使用人员基于呼救目的而启动报警器的信号并发送至 微处理器⑹; 所述水媒触发电路⑸用于自动识别装置是否遭遇水浸并发送至微处理器⑹; 所述光敏传感器⑵用于在开启报警状态下,识别昼夜状态并发送至微处理器(6); 所述GPS定位传感器(1)用于将定位信息传递给微处理器(6),并为微处理器⑹授时; 所述AIS信号发射电路(7)用于在微处理器(6)控制下,采用AIS短报文通讯模式,按设 定间隔,不间断向船舶AIS系统(11)、岸基AIS系统(12)发出求救信息和本报警所在实际位 置、信息发送时间; 所述灯光报警模块(3)在微处理器(6)控制下,自动在光照度低状态下启动发光呼救信 号; 所述微处理器(6)实现人工启动、浸水启动状态信息监测工作管理。
2. 根据权利要求1所述的一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器,其特征在于, 所述蓄电池供电模块(8)由集成干电池、电池充电和剩余电量指示灯组成,为各用电部件提 供电力,标不电池蓄电量状态。
3. 根据权利要求1所述的一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器,其特征在于, 所述外壳为全塑密封外壳,密封等级IP68,并配有挂钩夹,用于方便地夹持在救生衣或漂浮 物体上。
4. 根据权利要求1所述的一种基于AIS信息的水上自主定位呼救报警器,其特征在于, 所述微处理器(6)包括嵌入式单片机、I/O、通讯端口。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107618636A (zh) * 2017-09-27 2018-01-23 镇江市鹏申电子科技有限公司 一种船载电子报警装置
CN108091108A (zh) * 2017-12-11 2018-05-29 广东小天才科技有限公司 一种基于可穿戴设备的涉水警报方法及可穿戴设备

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