CN217588202U - 一种太阳能航标报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能航标报警装置，包括探测装置，用于探测预设范围内的预设标的物并生成探测回馈信号；控制器，用于根据探测回馈信号控制报警装置是否触发报警；当预设标的物进入预设危险区域或预设预警区域时，触发报警；报警装置，用于根据控制器的报警指令进行报警；供电装置，用于向探测装置、控制器和报警装置供电；供电装置至少包括顺次连接的若干用于接收太阳能的太阳板、用于将太阳能转换为电能的转换器以及储存电能的电池。本实用新型将音响航标的功能与视觉航标的集成创新于一体，增强了航标的助航功能，降低了航标的碰损率，减少事故的发生；采用雷达，提高了报警装置的灵敏度。

Description

一种太阳能航标报警装置

技术领域

本实用新型属于航标领域，具体涉及一种太阳能航标报警装置。

背景技术

建设长江智能航道，是提高公益服务水平和服务质量的关键，代表了长江航道建设和管理在未来的发展方向。随着长江电子航道图在长江干线全面推广使用，数字航道在长江航道维护单位全线推广应用，全面实现了内部强抓管理外部强抓服务的良好态势，长江航道管理工作和服务水平从传统模式全面转化为数字化和信息化模式，实现了航道规划建设科学化、养护管理现代化。为确保智能航道持续有效运行，航标作为保证船舶安全航行和揭示航道信息的基本要素，也是非常重要的要素，是实现航道安全畅通的基本保障，而目前，我局设置的航标基本上都是视觉航标，终端灯器上线仅仅只能监控航标技术状况，一旦被碰损维护成本较高，维护工作量较大。如何增强航标的助航功能，保证航标助航功能正常，节省维护成本、减小维护工作量，是我们迫切需要采取有效手段解决的问题。

航行船舶在航标标示的航道侧面界限内航行，其航行安全是有保障的。但在实际航行中，一些小型船舶或者大型空载船舶贪走缓流或者“抄近路”在航道外航行，容易在航道外发生搁浅、触礁等事故；一些船舶则喜欢贴着航标航行，未能保持足够的安全航行作用距离，导致航标破损事故时有发生。航标一旦碰损，就会产生航标器材损失，即使索赔成功，恢复航标在维护成本和工作量上大幅增加，同时在碰损航标恢复前该航标的助航功能消失。如果发生交通事故，损失就更为惨重，还产生一定的负面影响，航道部门的形象相应的受到影响。综上所述，目前的航标助航功能需要加强，缺乏一种装置提醒航行船舶不要在不正确的航路上航行或者纠正航行船舶在错误的航路上航行的危险行为以及未来航道维护管理信息化的发展要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种太阳能航标报警装置，将音响航标的功能与视觉航标的集成创新于一体，增强了航标的助航功能，提高了航标的正常率，减少事故的发生；采用雷达，提高了报警装置的灵敏度。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种太阳能航标报警装置，包括分别与控制器电连接的探测装置和报警装置，以及分别与控制器、探测装置和报警装置电连接的供电装置；其中，

探测装置，为用于探测预设范围内的预设标的物并生成探测回馈信号的装置；预设范围包括预设危险区域、预设预警区域和预设安全区域；

控制器，为用于根据探测回馈信号控制报警装置是否触发报警；当预设标的物进入预设危险区域或预设预警区域时，触发报警的装置；

报警装置，为用于根据控制器的报警指令进行报警的装置；

供电装置，为用于向探测装置、控制器和报警装置供电的装置；供电装置至少包括顺次连接的若干用于接收太阳能的太阳板、用于将太阳能转换为电能的转换器以及储存电能的电池。

探测装置为广域雷达。

报警装置为声光报警装置，包括用于发声报警的声音报警装置和用于闪光报警的光学报警装置。

声音报警装置设置高音喇叭，当预设危险区域或预设预警区域内出现预设标的物时高音喇叭发声报警；光学报警装置设置若干组高频闪光光带，当预设危险区域或预设预警区域内出现预设标的物时高频闪光光带闪烁报警。

供电装置包括两块太阳板，转换器和两个锂电池，其中一个锂电池向探测装置供电，另一锂电池向报警装置和控制器供电。

广域雷达为DTAM D29型号77GHz毫米波雷达。

锂电池的电池容量为80AH，电压为12V。

高音喇叭的功率为30W，高频闪光光带设置为3组。

太阳板的规格为0.7M*1.0M。

预设标的物为船舶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

将音响航标的功能与视觉航标的集成创新于一体，增强了航标的助航功能，提高了航标的正常率，减少事故的发生；采用了红外感应、微波感应、红外感应+微波感应、雷达等多种感应模式，提高了报警装置的灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图中，1-雷达，2-高音喇叭，3-高频闪光光带，4-第一太阳板，5-第二太阳板，6-第一锂电池，7-控制继电器，8-第二锂电池。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

太阳能航标报警装置电源供电系统是采用太阳能板，利用装置将太阳能转化为电能，储存在蓄电池里，需要时蓄电池将电能转化为光能和声波的能量。达到不论在任何条件下都能保证装置正常工作。

研究思路

供电系统是由太阳能板、锂电池和转换装置等组成，优化思路为：项目组在初期研究的基础上增加太阳能板的个数、面积以及蓄电池的个数。太阳能板单个面积增加，同时个数增加，接收太阳能的效果增强，锂电池增个数对应增加，这样可以储存更多的能量供装置使用。

实施方案

改进后的供电系统为两块太阳板、单个规格0.7*1.0米，锂电池2个，单个规格为80AH12V，其中1块专供雷达的电源(即第二锂电池8)，另一只为声光报警器和控制器供电(即第一锂电池6)。

研究目标及内容

太阳能航标报警装置的感应器是用来探测物标(航行船舶)的设施，是非常关键的设备，其功能的优劣将决定装置的整体性能，研究的目标是快速、准确，尽可能远的距离探测到物标。

其研究内容为：

(1)感应器采取何种方式探测物标。

(2)感应器探测距离或者区域的能力。

技术思路

1.根据微波、红外线和电磁波的特点，选取传输稳定性最强的方式。

2.在供电系统满足的前提下，选取能耗较小、探测距离最远和探测能力最强的方式。

满足技术思路1和2的感应器为广域雷达，雷达1发射的是电磁波，电磁波的传输稳定性强，还有一定的穿透性，江面上较为空旷基本上没有盲区，非常适合该装置的探测工具。

技术参数

太阳能航标报警装置中的广域雷达发射电磁波角度为发射器正前方120度范围。该雷达1最远探测距离为1000米，方向角度120度，该装置中使用的广域雷达为DTAM D29型号77GHz毫米波雷达，对外支持RJ45标准以太网接口和RS485接口，采用12V DC供电，具备SD卡循环存储必要报警信息的功能，支持通过以太网接口或RS485接口输出控制信号。报警设备包括高频闪光光带3和高音喇叭2，其中高音喇叭2集成有全向闪光灯，可以按需配置闪光形式，用于航标的常态指示作用和配合爆闪灯预警危险接近船只。

实际工作情况

广域雷达最远探测距离1000米，工作模式中一般划定预警区域、危险区域和安全区域。通过区域设置雷达传感器全天候检测纵向300米(正前方)、横向30米范围内的船舶实时轨迹情况，当发现有船只进入到预警区域范围内即发出爆闪提示，同时规划预警防碰撞区，声光同时报警。

声光报警系统:

声音报警：安装一个高音喇叭2，电源电压12V，功率30W，由太阳能供电系统供电，接收到报警指令后发出声响。

闪光报警：由3个高频闪光光带3组成，由太阳能供电系统供电，当控制器接收到报警指令后发出高频闪光报警，航行船舶进入安全区域，预警消除，高频闪光光带3自动熄灭。

控制器:

控制器是个功能模块，通过天线与雷达1相连。当雷达1接收到探测指令的信号后，接收探测回馈信号并传回控制器，由控制器通过计算后，发出指令。还可以通过控制器设置预警区域、危险区域和安全区域。

系统情况

该装置系统构架是由供电系统、感应器、声光报警系统、控制器等4大系统构架而成，当雷达1接受反射回来的电磁波后，通过控制器计算后发出预警指令，报警系统开始报警，当报警消除后，报警系统停止报警。

太阳能航标报警装置工作情况

当航行船舶进入黄色弧线标示的预警区域时，广域雷达探测到物标，报警装置启动计算程序，准备发出报警提示，警示灯闪烁。这时真正的危险区域是图上在装置纵向300米、横向30米范围的红色的危险区域，当航行船舶进入这个危险水域时，才会发出全面的报警提示，声光报警同时报警，这个危险区域是通过功能模块设计的。绿色虚线标示的水域属于安全水域。当装置发生报警时，航行船舶只要矫正航线航行在绿色虚线内，是相对安全的。

(1)太阳能航标报警装置供电系统研究

太阳能航标报警装置电源供电系统是采用太阳能板，项目组在初期研究的基础上增加太阳能板的个数、面积以及蓄电池的个数，增强了接收太阳能的效果，以及锂电池电量储存，完全满足报警装置日常用电需要。

(2)太阳能航标报警装置感应系统研究

太阳能航标报警装置研制了红外感应、微波感应、红外感应+微波感应、雷达等多种感应模式，其中，雷达传感器可检测纵向300米(正前方)、横向30米范围内的船舶实时轨迹情况，当发现有船只进入到预警区域范围内即发出爆闪提示，并启动自动启动报警系统。

(3)太阳能航标报警装置声光报警系统研究

太阳能航标报警装置研制了高音喇叭2与高频闪光光带3组成的声光报警系统。当航行船舶偏离航路，构成危险局面之前，通过装置发出的声光预警提示，偏离航路的船舶有更多的时间采取有效措施到正确的航路上航行，从而达到避免事故发生。

(4)该装置声、光、电磁波、通信和光伏技术的运用、数据处理等通过功能模块的深度融合，提升了航道维护工作的科技含量。

(5)该装置预留了视频模块的接入，为后续的研究提供了多种可能。

(6)航行船舶进入预警区域，灯光报警；进入危险区域时声光同时报警；离开预警区域，报警停止。该报警方式的运用，体现预警等级的变化，在一定程度上节约了能耗，体现了较高的智能化技术。

装置供电系统蓄能装置达到80AH，可以在阴雨天的情况下至少可以保持装置持续正常运行15-20天。

预警距离分为纵向和横向距离，分别设置为300和30米，可以根据实际需要调整。

有益效果：

(1)将音响航标的功能与视觉航标的集成创新于一体，增强了航标的助航功能，提高了航标的正常率，减少事故的发生。

(2)太阳能航标报警装置采用了雷达1，提高了报警装置的灵敏度。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能航标报警装置，其特征在于，包括分别与控制器电连接的探测装置和报警装置，以及分别与控制器、探测装置和报警装置电连接的供电装置；其中，

探测装置，为用于探测预设范围内的预设标的物并生成探测回馈信号的装置；预设范围包括预设危险区域、预设预警区域和预设安全区域；

控制器，为用于根据探测回馈信号控制报警装置是否触发报警；当预设标的物进入预设危险区域或预设预警区域时，触发报警的装置；

报警装置，为用于根据控制器的报警指令进行报警的装置；

供电装置，为用于向探测装置、控制器和报警装置供电的装置；供电装置至少包括顺次连接的若干用于接收太阳能的太阳板、用于将太阳能转换为电能的转换器以及储存电能的电池。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能航标报警装置，其特征在于，探测装置为广域雷达。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能航标报警装置，其特征在于，报警装置为声光报警装置，包括用于发声报警的声音报警装置和用于闪光报警的光学报警装置。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能航标报警装置，其特征在于，声音报警装置设置高音喇叭，当预设危险区域或预设预警区域内出现预设标的物时高音喇叭发声报警；光学报警装置设置若干组高频闪光光带，当预设危险区域或预设预警区域内出现预设标的物时高频闪光光带闪烁报警。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能航标报警装置，其特征在于，供电装置包括两块太阳板，转换器和两个锂电池，其中一个锂电池向探测装置供电，另一锂电池向报警装置和控制器供电。

6.根据权利要求2所述的一种太阳能航标报警装置，其特征在于，广域雷达为DTAM D29型号77GHz毫米波雷达。

7.根据权利要求5所述的一种太阳能航标报警装置，其特征在于，锂电池的电池容量为80AH，电压为12V。

8.根据权利要求4所述的一种太阳能航标报警装置，其特征在于，高音喇叭的功率为30W，高频闪光光带设置为3组。

9.根据权利要求5所述的一种太阳能航标报警装置，其特征在于，太阳板的规格为0.7M*1.0M。

10.根据权利要求1所述的一种太阳能航标报警装置，其特征在于，预设标的物为船舶。

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