CN109178217A - 一种基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标 - Google Patents

一种基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标 Download PDF

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罗彦鹏
陈伟炯
高郭平
李雪伟
姚辰阳
孙月娇
秦夫明
徐思瑜
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Abstract

本发明涉及一种基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标，利用浮标漂浮状态可调及跟随海洋潮流漂流的原理，将浮标启动后抛入海中，伴随洋流运动，实时发送自身的位置信息，并在数据接收端将轨迹可视化，实现跟踪的功能；本发明可以在海上人员落水后未能及时救助时模拟落水人员的漂流轨迹，对风压漂移模型的预测轨迹进行修正，进而提供搜索路径，实现对落水人员的快速定位和救助；本发明采用模块化设计，并且通讯方式多样，成本低，具有很好的工业应用前景。

Description

一种基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标
技术领域
本发明涉及海上漂流浮标领域，尤其是涉及一种基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标。
背景技术
随着社会的发展，海上贸易和旅游业日渐繁荣，海上的船舶也越来越多，因恶劣海况和船舶碰撞等原因所发生的海上交通事故也日渐增多。对于海上突发事件的救助，一般都涉及到对船舶和落水人员的搜救，而落水人员在海上相对渺小，位置很难确定，一旦搜救不及时，更是无处找寻。海上搜救定位设备在这时就显得尤为重要。海上的跟踪浮标是一种很好的模拟海洋表层洋流的装置，但是，现阶段海上的跟踪浮标大都是对海洋表层洋流的跟踪或溢油的跟踪模拟，对其它海上漂移对象尤其是海难发生后落水人员的跟踪搜救应用较少。
海上跟踪浮标是表层漂流浮标的一种，市场上已有的表层漂流浮标产品大都运用GPRS/GSM、铱星、北斗卫星、海事卫星、Argos等通信方式，制作方式不一，成本高，而且海上漂移对象众多，不同对象由于形状、材料、规格等因素的影响会有不同的漂移轨迹，针对不同的对象研制浮标会加大浮标的研制难度。这就急需一款针对落水人员的体积小、成本低、通信稳定，高度模块化的漂流浮标。
发明内容
为了缩短海上搜救时间，减少海上落水人员的伤亡，本发明提供了一种基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标，针对性的解决现有海上搜救浮标面临的问题，具有迫切的需求和突出的研究意义及应用价值，也具有良好的经济效益和工业应用前景。
本发明基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标包括：浮标筒、内部构件；所述浮标筒包括：筒身、筒盖；所述的内部构件包括：定位通讯模块、水密装置、支撑装置、电源、配重块、启动装置；所述筒盖包括：亚克力板、底盖、顶盖；所述定位通讯模块包括：北斗天线、北斗模块、电路板、微控制单元；所述水密装置包括：密封圈、水密连接器；所述支撑装置包括：铜螺柱；所述电源包括：锂电池组；所述配重块包括：铅块；所述启动装置包括：船型开关。
所述浮标筒为一个抗压的圆柱筒，所述内部构件装置在浮标筒内，所述顶盖采用螺纹结构与浮标筒连接，所述底盖采用热熔技术与浮标筒连接，所述定位通讯模块通过支撑装置铜螺柱固定在浮标筒内，所述北斗天线用于接收北斗卫星信号得到自身的位置信息，所述北斗模块将浮标的位置及其它信息发送到陆地接收端，所述电路板以微控制单元作为控制核心，所述锂电池组通过支撑装置铜螺柱固定在浮标筒内，所述配重块位于电源模块下方。
进一步的，所述微控制单元是基于ARM的微型电脑主板，该系统有可与通信模块连接的通信I/O口，通信模块与天线连接将信号发射出去，实现与陆地接收端的通信。
进一步的，所述顶盖材料为铝合金，顶盖中间镶嵌亚克力板，底盖材料为PE管。
进一步的，所述锂电池组由5号可充电锂电池构成，可以实现浮标的循环利用。
进一步的，所述配重块位于浮标最底部，用于调节浮标的重心和浮心。
进一步的，所述启动装置为船型开关，用电线从电池部分引出，放在电路板上部，人工手动启动开关后浮标开始工作。
本发明基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标的有益效果在于：本发明能够解决在海上发生人员落水时因位置不定而无处找寻的问题，能够及时跟踪落水人员，模拟其漂流路径，快速找到落水人员，减少人员伤亡，同时，运用北斗通信可以减少浮标对国外通信系统的依赖，促进我国北斗卫星导航系统的应用，采用模块化设计，能在短时间内为用户提供一个采样质量可靠的、成本低的、针对性强的跟踪浮标，本发明整个使用过程简单、便捷、可靠，可有效提高海事搜救机构的搜救效率，具有很好的实用价值和推广价值。
本发明的其它潜在价值：可将高度模块化的功能模块直接移植到别的漂移对象上，节省科研机构的研制时间；可直接将浮标与别的设备结合，提供实时位置信息与各种参数；可增加传感器，集搜救浮标与海洋资料浮标于一体，为智能化浮标奠定基础。
附图说明
图1为本发明基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标的三维立体图。
图2为本发明基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标的结构示意图。
图3为本发明基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标的工作流程。
图4为本发明基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标的工作模式。
图中：
1：浮标筒；2：内部构件；11：筒身；12：筒盖；21：定位通讯模块；22：水密装置；23：支撑装置；24：电源；25：配重块；121：亚克力板；122：底盖；123：顶盖；211：北斗天线；212：北斗模块；213：电路板；214：微控制单元；221：密封圈；222：水密连接器；231：铜螺柱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为解决上述问题，本发明提供了一种基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标，结合图1至图4，对本实施例进行详细阐述。
所述基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标包括：浮标筒1、内部构件2，如图1所示；所述浮标筒包括：筒身11、筒盖12，所述的内部构件包括：定位通讯模块21、水密装置22、支撑装置23、电源24、配重块25、启动装置，如图1和图2所示。
所述定位通讯模块21和电源24通过支撑装置23固定在浮标筒内，如图1和图2所示。
所述筒盖12包括：亚克力板121、底盖122、顶盖123；所述顶盖123采用螺纹结构与筒身11连接，所述底盖122采用热熔技术与筒身11连接，如图2所示。
所述定位通讯模块21包括：北斗天线211、北斗模块212、电路板213、微控制单元214；所述北斗天线211镶嵌在顶盖123内部，所述北斗模块212与电路板213通过通信I/O口连接，所述电路板213的底座固定在支撑装置23上，所述微控制单元214集成在电路板213上，如图2所示。
所述水密装置22包括：密封圈221、水密连接器222；所述密封圈221垫在螺纹结构中间保证水密，所述水密连接器222位于电路板213和电源24之间，所述水密连接器222中间穿过电线把电路板213和电源24连接起来，如图2所示。
所述支撑装置23包括：铜螺柱231；所述铜螺柱231是一节一节的铜棒，便于组装和拆解，如图2所示。
所述电源24由可充电的锂电池组装构成；所述配重块25由一块一块小的铅块构成，如图2所示。
当使用本浮标时，打开顶盖123，手动打开开关，然后上紧顶盖123，将本浮标抛入失事海域即可正常工作。
未来，浮标将结合人工智能，拓展更多的功能，比如浮标与其它电子设备结合起来，弥补电子设备的不足；加载更多的传感器，如温度、盐度等传感器，实现浮标用途多样化；优化采集数据，进行合理分析。合理利用海洋能，实现长时间和大范围的工作，制作出真正的智能化浮标。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标，其特征在于包括：浮标筒、内部构件；所述浮标筒包括：筒身、筒盖；所述的内部构件包括：定位通讯模块、水密装置、支撑装置、电源、配重块、启动装置；所述筒盖包括：亚克力板、底盖、顶盖；所述定位通讯模块包括：北斗天线、北斗模块、电路板、微控制单元；所述水密装置包括：密封圈、水密连接器；所述支撑装置包括：铜螺柱；所述电源包括：锂电池组；所述配重块包括：铅块；所述启动装置包括：船型开关；
所述浮标筒为一个抗压的圆柱筒，所述内部构件装置在浮标筒内，所述顶盖采用螺纹结构与浮标筒连接，所述底盖采用热熔技术与浮标筒连接，所述定位通讯模块通过支撑装置铜螺柱固定在浮标筒内，所述北斗天线用于接收北斗卫星信号得到自身的位置信息，所述北斗模块将浮标的位置及其它信息发送到陆地接收端，所述电路板以微控制单元作为控制核心，所述锂电池组通过支撑装置铜螺柱固定在浮标筒内，所述配重块位于电源模块下方。
2.根据权利要求1所述的基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标，其特征在于：所述微控制单元是基于ARM的微型电脑主板，该系统有可与通信模块连接的通信I/O口，通信模块与天线连接将信号发射出去，实现与陆地接收端的通信。
3.根据权利要求1所述的基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标，其特征在于：所述顶盖材料为铝合金，顶盖中间镶嵌亚克力板，底盖材料为PE管。
4.根据权利要求1所述的基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标，其特征在于：所述锂电池组由5号可充电锂电池构成，可以实现浮标的循环利用。
5.根据权利要求1所述的基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标，其特征在于：所述配重块位于浮标最底部，用于调节浮标的重心和浮心。
6.根据权利要求1所述的基于北斗通信的海上搜救跟踪浮标，其特征在于：所述开关为船型开关，用电线从电池部分引出，放在电路板上部，手动启动开关后浮标开始工作。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110466695A (zh) * 2019-08-21 2019-11-19 上海海事大学 一种落水集装箱定位及上浮装置
CN111538059A (zh) * 2020-05-11 2020-08-14 东华大学 一种基于改进的玻尔兹曼机的自适应快速动态定位系统及方法
CN111965682A (zh) * 2020-07-20 2020-11-20 国家海洋局北海预报中心((国家海洋局青岛海洋预报台)(国家海洋局青岛海洋环境监测中心站)) 一种海上浒苔追踪装置及方法
CN112173010A (zh) * 2020-08-26 2021-01-05 河海大学 一种用于监测不同水层物质输运路径的漂流装置
CN113353197A (zh) * 2021-06-29 2021-09-07 广东万育产业发展咨询有限公司 一种基于北斗卫星系统的智能浮标通信控制方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201191187Y (zh) * 2008-05-20 2009-02-04 李国斌 卫星定位系统跟踪浮标
US20090093176A1 (en) * 2007-10-06 2009-04-09 Nelson Estrada-Lugo Life-saving diving buoy
CN105551363A (zh) * 2016-02-29 2016-05-04 牟林 一种搜救训练用漂流浮标装置
CN108173968A (zh) * 2018-02-01 2018-06-15 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 海上放射性事件短期应急跟踪监测装置及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090093176A1 (en) * 2007-10-06 2009-04-09 Nelson Estrada-Lugo Life-saving diving buoy
CN201191187Y (zh) * 2008-05-20 2009-02-04 李国斌 卫星定位系统跟踪浮标
CN105551363A (zh) * 2016-02-29 2016-05-04 牟林 一种搜救训练用漂流浮标装置
CN108173968A (zh) * 2018-02-01 2018-06-15 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 海上放射性事件短期应急跟踪监测装置及方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110466695A (zh) * 2019-08-21 2019-11-19 上海海事大学 一种落水集装箱定位及上浮装置
CN110466695B (zh) * 2019-08-21 2021-07-20 上海海事大学 一种落水集装箱定位及上浮装置
CN111538059A (zh) * 2020-05-11 2020-08-14 东华大学 一种基于改进的玻尔兹曼机的自适应快速动态定位系统及方法
CN111538059B (zh) * 2020-05-11 2022-11-11 东华大学 一种基于改进的玻尔兹曼机的自适应快速动态定位系统及方法
CN111965682A (zh) * 2020-07-20 2020-11-20 国家海洋局北海预报中心((国家海洋局青岛海洋预报台)(国家海洋局青岛海洋环境监测中心站)) 一种海上浒苔追踪装置及方法
CN111965682B (zh) * 2020-07-20 2024-02-27 国家海洋局北海预报中心((国家海洋局青岛海洋预报台)(国家海洋局青岛海洋环境监测中心站)) 一种海上浒苔追踪装置及方法
CN112173010A (zh) * 2020-08-26 2021-01-05 河海大学 一种用于监测不同水层物质输运路径的漂流装置
CN112173010B (zh) * 2020-08-26 2021-12-28 河海大学 一种用于监测不同水层物质输运路径的漂流装置
CN113353197A (zh) * 2021-06-29 2021-09-07 广东万育产业发展咨询有限公司 一种基于北斗卫星系统的智能浮标通信控制方法及系统

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