CN206537455U - 一种浮标碰撞检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及河道管理领域，具体而言，涉及一种浮标碰撞检测系统。浮标碰撞检测系统，包括收发模块和电源。电源与收发模块连接，收发模块连接有信息发射模块、定位模块、图像信息采集模块和碰撞传感器。电源还与信息发射模块、定位模块、图像信息采集模块和碰撞传感器连接。本实用新型可以实现实时检测浮标状态，通过碰撞传感器实现浮标碰撞的报警，通过图像信息采集模块实现碰撞图像的采集，通过定位模块实现具体碰撞发生地点的信息采集，通过信息发射模块来实现碰撞信息的输出，使操作者第一时间接收到碰撞信息。

Description

一种浮标碰撞检测系统

技术领域

本实用新型涉及河道管理领域，具体而言，涉及一种浮标碰撞检测系统。

背景技术

浮标，指浮于水面的一种航标，是锚定在指定位置，用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。浮标在航标中数量最多，应用广泛，设置在难以或不宜设立固定航标之处。浮标，其功能是标示航道浅滩或危及航行安全的障碍物。

而在实际运用过程当中，一些船只因为不规范的操作会经常性产生撞击浮标的现象，从而造成浮标损坏的结果。为了打击这种行为，需要对肇事船只进行处罚。但由于水面情况较为复杂，使在水面无法像在陆地上一样设置岗亭。所以，在这种情况下需要在发生撞击的第一时间将肇事船只的信息进行采集，需要对浮标进行实时检测。

在远程监测方面，世界上航运业比较发达的国家，如英、法、美、日等，早在90年代初就利用现代电子技术和通讯技术建立起了浮标远程监测监控系统，魏海云事业提供了高效服务，其主要应用于浮标灯器的监控，供电设备的自动控制。

我国在实时监测方便起步较晚，但从整个发展的过程来看，随着微电子技术和计算机技术的发展，通信技术的加速发展以及微波通信等远程通讯方法的应用使得基于计算机技术及数字处理技术的监测系统研制取得突破，各种检测系统开始在航道中得到广泛应用。但还具有不足。

在远程监测系统中，最基础的是关于碰撞的检测和预警。现有技术，因为技术限制，当出现浮标碰撞时无法进行实现实时监测和报警。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种浮标碰撞检测系统，可提高检测系统的检测效果和报警灵敏度，并且降低检测系统的成本，增加使用寿命。

本实用新型是这样实现的：

一种浮标碰撞检测系统，包括收发模块和电源，电源与所述收发模块连接，收发模块包括接收器、控制器以及发送器。接收器包括定位模块、图像信息采集模块、碰撞传感器，所述发送器包括信息发射模块，所述定位模块、所述图像信息采集模块、所述碰撞传感器均与所述控制器的输入端电连接，所述发送器与所述控制器的输出端电连接。

进一步的，电源包括电控器和太阳能电池板。太阳能电池板与电控器连接，电控器与信息发射模块、所述定位模块、所述图像信息采集模块和碰撞传感器连接。

进一步的，碰撞传感器内设置有触发装置和信号发射装置；所述触发装置与所述信号发射装置连接。

进一步的，触发装置包括内磁环和外磁环；所述内磁环的横截面和所述外磁环的横截面均为圆环，所述内磁环活动设置于所述内磁环内，并与所述外磁环具有间距；所述内磁环设置有第一接触面，所述外磁环设置有可与第一接触面碰撞接触的第二接触面，所述第一接触面和所述第二接触面具有相同的磁极极性。

进一步的，信号发射装置包括正极和负极；所述正极与所述第一接触面连接，所述负极与所述第二接触面连接。

进一步的，内磁环与所述外磁环为同心圆环，且所述外磁环之间各方向上的磁场强度均相同。

进一步的，收发模块包括单片机。

进一步的，信息发射模块包括GPRS无线通信模块、GSM通信模块。

进一步的，图像信息采集模块包括摄像头。

进一步的，定位模块包括GPS模块。

上述方案的有益效果：

本实用新型提供了一种浮标碰撞检测系统，可以实现实时检测浮标状态，通过碰撞传感器实现浮标碰撞的报警，通过图像信息采集模块实现碰撞图像的采集，通过定位模块实现具体碰撞发生地点的信息采集，通过信息发射模块来实现碰撞信息的输出，使操作者第一时间接收到碰撞信息。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型提供的浮标碰撞检测系统原理框图；

图2为本实用新型提供的碰撞传感器结构示意图；

图3为本实用新型提供的碰撞传感器触发装置的结构示意图。

图标：100-浮标碰撞检测系统；110-收发模块；120-电源；111-定位模块；112-图像信息采集模块；113-碰撞传感器；114-信息发射模块；115-控制器；116-触发装置；117-信号发射装置；121-电控器；122-太阳能电池板；118-内磁环；119-外磁环；123-正极；124-负极；125-第一接触面；126-第二接触面。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参阅图1，本实施例提供了一种浮标碰撞检测系统100，主要用于浮标的碰撞检测，包括收发模块110和电源120。电源120与收发模块110连接。收发模块110包括依次连接的接收器、控制器115以及发送器。

接收器包括定位模块111、图像信息采集模块112、碰撞传感器113。发送器包括信息发射模块114。定位模块111、图像信息采集模块112、碰撞传感器113分别与控制器115连接。且碰撞传感器113、信息发射模块114、定位模块111和图像信息采集模块112之间不连接。

本实施例中，控制器115为单片机AT89S52，是碰撞检测系统的核心，能存储用户设定的各项参数及用户号码，对定位模块111测得的经纬度、图像信息采集模块112采集的海面的图像数据和信息发射模块114发送的数据进行处理。碰撞传感器113用于采集碰撞信号，并且在碰撞发生时，将碰撞信号传递给控制器115，控制器115再将碰撞信号转换为数据通过信息发射模块114进行对外传递。

本实施例中的定位模块111为GPS定位装置，用于测量浮标所在位置的经纬度。GPS定位装置可以实现全天候的定位工作，并且具有较高的精度、较短的观测时间，并且GPS定位装置为较成熟的定位技术，较容易进行匹配，其功能更容易实现，误差低。

本实施例中的信息发射模块114为GPRS模块，进行数据的接收和发送。信息发射模块114可以为GSM模块，也可以为GPRS模块。但GSM模块的传输速度较低，容易断线，本实施例中优先使用GPRS模块。GPRS模块的数据传输速度10于GSM，可提供高达115kbps的传输速率。

本实施例中图像信息采集模块112优先使用CCD摄像机，用于采集海面上的图像数据。CCD摄像机可直接将光学信号转换为模拟电流信号，经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。具有体积小重量轻、功率小工作点压力、寿命长、性能稳定、灵敏度高、相应快速的优点。适用于监控环境下的图像的拍摄。

电源120包括电控器121和太阳能电池板122，太阳能电池板122与电控器121连接，电控器121又与与信息发射模块114、定位模块111、图像信息采集模块112、碰撞传感器113、控制器115分别连接。电控器121主要作用为控制供电和储存太阳能电池板122产生的电能，通过电控器121实现对各个装置的供电和储存多余的电能。

参阅图2，图2为碰撞传感器113结构图，碰撞传感器113包括触发装置116和信息发射模块114，触发装置116与信息发射模块114连接。触发装置116包括内磁环118和外磁环119，信息发射模块114包括正极123和负极124，内磁环118通过导线与正极123连接，外磁环119通过导线与负极124连接。本实施例中，外磁环119和内磁环118设置在绝缘外壳内(图中未标出)，并通过盖板(图中未标出)将绝缘外壳进行密封固定。连接于内磁环118和正极123之间的导线、连接于外磁环119和负极124之间的导线穿设出盖板。

在本实施例中，内磁环118为活动设置，在内磁环118与绝缘外壳(图中未标出)、盖板(图中未标出)的接触面上设置有可以移动的结构。本实施例对此结构不进行限定，可为轴承，可为导轨，也可使绝缘外壳(图中未标出)和盖板(图中未标出)与内磁环118接触面较为光滑。此结构可使浮标在受到碰撞时，内磁环具有向外磁环119方向进行移动的条件。内磁环118与外磁环119都为可充磁的磁钢，且内磁环118和外磁环119相对的一面具有相同的磁极极性，彼此之间承受斥力，保证内磁环118在不受较大的源于加速度的力的情况下，不会碰到外磁环119。

参阅图3，内磁环118和外磁环119的横截面均为圆环，且内磁环118设置在外磁环119内，并与外磁环119具有间距。外磁环119的外侧和内磁环118的内侧具有相同的磁极极性，内磁环118和外磁环119均为导体，在内磁环118设置有第一接触面125，在外磁环119设置有第二接触面126，第一接触面125与第二接触面126并分别通过导线连接信息发射模块114，信息发射模块上设置有正极和负极。第一接触面125与正极123连接，第二接触面126与负极124连接。

在本实施例中，内磁环118和外磁环119的材料可为磁钢。

内磁环118和外磁环119间的磁场强度可通过对内磁环和外磁环充磁进行预设。

与传统的碰撞传感器不同，本实施例中的碰撞传感器113中的触发装置116为圆环形结构，具有能感应任意方向的碰撞。并且，与现有的碰撞传感器相比，本实施例提供的碰撞传感器113的灵敏度较高，并且可循环使用，且结构简单，可靠性高。

结合图1、图2、图3，本实施例提供的浮标碰撞检测系统100的工作原理如下：

一种浮标碰撞检测系统100用于浮标的实时监控，并在浮标产生碰撞时发出信号。浮标漂浮在水面上，通过多个浮标可组成水上的航道，用于规定船只的行走方向。

本实施例提供的浮标碰撞检测系统100主要实时检测浮标周围的航行情况，检测是否有碰撞发生，当碰撞发生时，将碰撞信息进行传递，并且记录碰撞画面和肇事船只的信息。

在浮标使用时，将浮标放置在既定位置，多个浮标组成航道。

当船只在浮标组成的航道内进行行驶时，图像信息采集模块112将浮标周围的环境转换为视频的方式进行传递，使远程人员可以进行检测。当航道内的船只失控或者因为驾驶员的操作不规范，使船只脱离航道范围，使出航道并且与水面上的浮标产生碰撞。这时，浮标受到较大的冲击力，产生足够大的加速度，使内磁环118克服与外磁环119之间的斥力与外磁环119相接触，从而导通信号发射装置117的正极123和负极124，产生碰撞信号。

碰撞信号通过控制器115，控制器115将碰撞信号加工并通过信息发射模块114进行传递，使远程监控人员第一时间获得碰撞信息，并通过浮标内设置的定位模块111确定碰撞发生地点，并通过图像信息采集模块112采集的浮标周围的图像进行识别，在第一时间内确定肇事船只，并及时获得肇事船只的信息。

当船只的航行处于夜晚或者能见度较低的情况，通过标记指示灯来确定浮标的位置。本实施例通过太阳能电池板122提供所需要的电力资源，并且电控器121能够储存电能，使夜晚也能进行供电。

本实用新型提供的一种浮标碰撞检测系统100，通过碰撞传感器113实现浮标碰撞的报警，通过图像信息采集模块112实现碰撞图像的采集，通过定位模块111实现具体碰撞发生地点的信息采集，通过信息发射模块114来实现碰撞信息的输出，使操作者第一时间接收到碰撞信息。

具有远程实时监控、远程报警的作用。只需要在碰撞发生时，采取解决方案，不需要实时进行盯点监控。降低了工作强度，节能了人力成本，并且使用太阳能作为电力来源，具有环保节能的技术优点。

本实用新型的远程接收能够准确、支管发现被碰撞的浮标和肇事的船只。

本实用新型的浮标碰撞检测系统100中的碰撞传感器113的稳定性高，在温度高、湿度大、工作环境恶劣的情况下也能稳定工作。并且本实施例中的碰撞传感器113触发装置116为圆环形结构，浮标在水中受到水流及风浪的影响很小，所以不会产生因为风浪太大产生误报的情况，具有较高的精度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浮标碰撞检测系统，其特征在于，包括：收发模块和电源，所述电源与所述收发模块电连接；所述收发模块包括接收器、控制器以及发送器，所述接收器包括定位模块、图像信息采集模块、碰撞传感器，所述发送器包括信息发射模块，所述定位模块、所述图像信息采集模块、所述碰撞传感器均与所述控制器的输入端电连接，所述发送器与所述控制器的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的浮标碰撞检测系统，其特征在于，所述电源包括电控器和太阳能电池板；所述太阳能电池板与所述电控器连接，所述电控器与所述信息发射模块、所述定位模块、所述图像信息采集模块和所述碰撞传感器连接。

3.根据权利要求1所述的浮标碰撞检测系统，其特征在于，所述碰撞传感器内设置有触发装置和信号发射装置；所述触发装置与所述信号发射装置连接。

4.根据权利要求3所述的浮标碰撞检测系统，其特征在于，所述触发装置包括内磁环和外磁环；所述内磁环的横截面和所述外磁环的横截面均为圆环，所述内磁环活动设置于所述内磁环内，并与所述外磁环具有间距；所述内磁环设置有第一接触面，所述外磁环设置有可与第一接触面碰撞接触的第二接触面，所述第一接触面和所述第二接触面具有相同的磁极极性。

5.根据权利要求4所述的浮标碰撞检测系统，其特征在于，所述信号发射装置包括正极和负极；所述正极与所述第一接触面连接，所述负极与所述第二接触面连接。

6.根据权利要求4或5所述的浮标碰撞检测系统，其特征在于，所述内磁环与所述外磁环为同心圆环，且所述外磁环之间各方向上的磁场强度均相同。

7.根据权利要求1所述的浮标碰撞检测系统，其特征在于，所述收发模块包括单片机。

8.根据权利要求1所述的浮标碰撞检测系统，其特征在于，所述信息发射模块包括GPRS无线通信模块、GSM通信模块。

9.根据权利要求1所述的浮标碰撞检测系统，其特征在于，所述图像信息采集模块包括摄像头。

10.根据权利要求1所述的浮标碰撞检测系统，其特征在于，所述定位模块包括GPS模块。