CN103754326A - 一种用于海面多目标搜寻的信标***及搜寻方法 - Google Patents

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綦声波
刘兰军
黎明
王建国
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Abstract

本发明公开了一种用于海面多目标搜寻的信标***及搜寻方法，该***包括与海面目标连接在一起的信标装置，所述的信标装置包括用于获取信标装置位置信息的信标GPS定位单元，与船载无线通信单元进行通信的信标无线通信单元；船载数据中心通过船载无线通信单元与信标无线通信单元进行通信，船载数据中心通过船载GPS定位单元获取船只位置信息，船载数据中心通过输入输出单元输出数据信息，接收操作指令。本发明所公开的用于海面多目标搜寻的信标***，在所要回收的探测设备即海面目标上连接一个具有GPS定位和无线通信功能的信标装置，由于每一信标装置都有供船载数据中心识别的唯一ID号，并且与海面目标相连，所以找到了信标装置就找到了海面目标。

Description

一种用于海面多目标搜寻的信标***及搜寻方法
技术领域
本发明涉及海洋探测领域，具体的说涉及该领域的一种用于海面多目标搜寻的信标***及搜寻方法。
背景技术
随着经济和社会的发展，海洋变得越来越重要，海上的人类活动也越来越多。海洋活动有三大主题，即海洋科学研究、海洋探测、海洋资源开发。其中海洋探测的任务是获取海洋环境和资源信息，从而为海洋科学研究和海洋资源开发服务。在海洋探测的过程中，需要向海洋中投放各种设备以实现探测目标。根据探测目标的不同，这些设备有的被安装在海底，有的被安装在距离水面不同深度的海水中。当海洋探测活动结束后，这些设备会从海底释放并自然上升到海面上，然后由人工搜寻回收。
由于海面广阔，设备在海流的作用下，往往会偏离预先设定的位置，导致设备搜寻困难；如果有多个设备需要同时回收，这种困难会更加明显，往往顾此失彼，甚至发生设备丢失现象，导致重大经济损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种用于海面多目标搜寻的信标***及搜寻方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于海面多目标搜寻的信标***，该***包括，与海面目标连接在一起的信标装置，所述的信标装置包括用于获取信标装置位置信息的信标GPS定位单元，与船载无线通信单元进行通信的信标无线通信单元；船载数据中心通过船载无线通信单元与信标无线通信单元进行通信，船载数据中心通过船载GPS定位单元获取船只位置信息，船载数据中心通过输入输出单元输出数据信息，接收操作指令。
在一个优选的实施例中，信标装置通过连接软索与海面目标连接在一起，并且每一信标装置都有供船载数据中心识别的唯一ID号。
在一个优选的实施例中，所述信标装置浮在水面上，其外壳是透光的，并且信标装置还包括有频闪指示灯。
在一个优选的实施例中，信标装置通过感光传感器检测周围环境光线，如光线暗于设定值则启动频闪指示灯闪烁发光。
在一个优选的实施例中，所述的船载无线通信单元和信标无线通信单元之间的通信方式为无线电台通信、卫星通信或移动通信。
在一个优选的实施例中，所述的船载数据中心可以是固定安装于船舱中的高性能计算机，也可以是甲板移动控制单元等嵌入式设备。
在一个优选的实施例中，船载数据中心还通过监控终端输出数据信息，接收操作指令。
在一个优选的实施例中，船载数据中心和监控终端之间通过船上局域网进行通信，所述的船上局域网是以太网、现场总线网等有线局域网，或是wifi、蓝牙或zigbee等无线局域网。
在一个优选的实施例中，所述的监控终端为计算机，数量为两台或两台以上。
一种海面多目标搜寻方法，使用上述的信标***，包括如下步骤：
(1)启动船载无线通信单元，接收信标无线通信单元的信号；
(2)如果信号接收成功，则船载数据中心获取该信标装置的ID号和位置信息，并向该信标装置发送操作指令；
(3)船载数据中心通过输入输出单元实时输出船只和该信标装置的位置信息；
(4)如果信号接收不成功，或者还有部分信标无线通信单元的信号接收不成功，则继续接收，并可以向信号接收不成功的信标无线通信单元发送操作指令。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的用于海面多目标搜寻的信标***，在所要回收的探测设备即海面目标上连接一个具有GPS定位和无线通信功能的信标装置，由于每一信标装置都有供船载数据中心识别的唯一ID号，并且与海面目标相连，所以找到了信标装置就找到了海面目标。如果有多个海面目标需要回收，则每个海面目标都可以连接一个信标装置。通过船载数据中心提供统一的输入输出平台，动态掌握所要回收的海面目标的具体情况，并可以根据具体情况向与海面目标相连接的信标装置发送操作指令，优化作业流程，提高回收成功率。
本发明所公开的用于海面多目标搜寻的信标***，既可以对单个海面目标搜寻，也可以对多个海面目标搜寻。通过信标装置进行定位和无线通信，可以实时、精确定位各海面目标，显著提高海面目标的回收成功率；
通过船载数据中心和多个监控终端的信息共享，同步显示船只与被搜寻海面目标的相对位置，可以对周围的被搜寻海面目标情况一目了然，方便回收人员与指挥人员相互协调，优化作业流程。
附图说明
图1是本发明实施例1所公开的信标***的拓扑关系图；
图2是本发明实施例1所公开的信标装置的工作流程图；
图3是本发明实施例1所公开的信标***的通信关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种用于海面多目标搜寻的信标***，该***包括，与海面目标连接在一起的信标装置，所述的信标装置包括用于获取信标装置位置信息的信标GPS定位单元，与船载无线通信单元进行通信的信标无线通信单元；船载数据中心通过船载无线通信单元与信标无线通信单元进行通信，船载数据中心通过船载GPS定位单元获取船只位置信息，船载数据中心通过输入输出单元输出数据信息，接收操作指令，在本实施例中，船载数据中心安装有监控软件，该监控软件具有人机交互功能，既可以显示以船为中心的各信标装置的相对位置，又可以接收操作指令。
在本实施例中，信标装置通过连接软索与海面目标连接在一起，并且每一信标装置都有供船载数据中心识别的唯一ID号。所述信标装置的外壳是透光的，并且信标装置还包括有频闪指示灯。信标装置通过感光传感器检测周围环境光线，如光线暗于设定值则启动频闪指示灯闪烁发光。
在本实施例中，船载无线通信单元和信标无线通信单元之间的通信方式为：无线电台方式的无线通信；海事卫星、北斗卫星、铱星方式的卫星通信；GSM、GPRS、CDMA、3G、4G方式的移动通信。
在本实施例中，所述的船载数据中心可以是固定安装于船舱中的高性能计算机，也可以是甲板移动控制单元等嵌入式设备。
在本实施例中，船载数据中心还通过监控终端输出数据信息，接收操作指令。船载数据中心和监控终端之间通过船上局域网进行通信，所述的船上局域网可以是以太网、现场总线网等有线局域网，也可以是wifi、蓝牙、zigbee等无线局域网。所述的监控终端为计算机，数量为两台或两台以上。监控终端也安装有与船载数据中心安装的监控软件相配套的监控软件，该监控软件具有人机交互功能，既可以显示以船为中心的各信标装置的相对位置，又可以接收操作指令。
如图2所示，本实施例所公开的信标装置的工作过程为：
当信标装置从海底释放并自然上升到海面上时，信标装置处于上电状态，在上电初始化完毕后，信标装置进入低功耗状态，等待定时器中断唤醒；在中断唤醒后，首先通过信标无线通信单元接收船载无线通信单元发送的操作指令，若接收到则处理操作指令；若没有接收到则通过信标GPS定位单元获取信标装置的位置信息，若获取不成功则进入低功耗状态，等待再次的定时中断唤醒；如果获取成功，则通过信标无线通信单元将其ID号和经纬度等位置信息发送给船载无线通信单元；信标装置的外壳具有透光性，信标装置通过感光传感器检测周围环境光线，如光线暗于设定值则启动频闪指示灯闪烁发光，方便操作人员对设备进行定位回收。
如图3所示，本实施例所公开的信标***的工作过程为：
一方面，船载数据中心通过船载无线通信单元接收来自各个信标装置的ID号和位置信息；另一方面，船载数据中心会将来自监控终端或自身输入输出单元或监控软件的操作指令发送给指定的信标装置，完成双方的通信过程；船载数据中心连接船载GPS定位单元，可以实时获得船只本身的经纬度等位置信息，通过计算不同信标装置的位置信息和船只本身的位置信息，可以得出两者的距离，以及相互的方位；此外，船载数据中心还通过监控软件的人机交互功能，实时显示以船只为中心的各信标装置的相对位置。
实施例2，本实施例公开了一种海面多目标搜寻方法，使用上述的信标***，包括如下步骤：
(1)启动船载无线通信单元，接收信标无线通信单元的信号；
(2)如果信号接收成功，则船载数据中心获取该信标装置的ID号和位置信息，并向该信标装置发送操作指令；
(3)船载数据中心通过输入输出单元实时输出船只和该信标装置的位置信息；
(4)如果信号接收不成功，或者还有部分信标无线通信单元的信号接收不成功，则继续接收，并可以向信号接收不成功的信标无线通信单元发送操作指令。

Claims (10)

1.一种用于海面多目标搜寻的信标***，其特征在于：该***包括，与海面目标连接在一起的信标装置，所述的信标装置包括用于获取信标装置位置信息的信标GPS定位单元，与船载无线通信单元进行通信的信标无线通信单元；船载数据中心通过船载无线通信单元与信标无线通信单元进行通信，船载数据中心通过船载GPS定位单元获取船只位置信息，船载数据中心通过输入输出单元输出数据信息，接收操作指令。
2.根据权利要求1所述的用于海面多目标搜寻的信标***，其特征在于：信标装置通过连接软索与海面目标连接在一起，并且每一信标装置都有供船载数据中心识别的唯一ID号。
3.根据权利要求2所述的用于海面多目标搜寻的信标***，其特征在于：所述信标装置浮在水面上，其外壳是透光的，并且信标装置还包括有频闪指示灯。
4.根据权利要求3所述的用于海面多目标搜寻的信标***，其特征在于：信标装置通过感光传感器检测周围环境光线，如光线暗于设定值则启动频闪指示灯闪烁发光。
5.根据权利要求1所述的用于海面多目标搜寻的信标***，其特征在于：所述的船载无线通信单元和信标无线通信单元之间的通信方式为无线电台通信、卫星通信或移动通信。
6.根据权利要求1所述的用于海面多目标搜寻的信标***，其特征在于：所述的船载数据中心可以是固定安装于船舱中的高性能计算机，也可以是甲板移动控制单元等嵌入式设备。
7.根据权利要求1所述的用于海面多目标搜寻的信标***，其特征在于：船载数据中心还通过监控终端输出数据信息，接收操作指令。
8.根据权利要求7所述的用于海面多目标搜寻的信标***，其特征在于：船载数据中心和监控终端之间通过船上局域网进行通信，所述的船上局域网是以太网、现场总线网等有线局域网，或是wifi、蓝牙或zigbee等无线局域网。
9.根据权利要求8所述的用于海面多目标搜寻的信标***，其特征在于：所述的监控终端为计算机，数量为两台或两台以上。
10.一种海面多目标搜寻方法，使用权利要求2所述的信标***，其特征在于，包括如下步骤：
(1)启动船载无线通信单元，接收信标无线通信单元的信号；
(2)如果信号接收成功，则船载数据中心获取该信标装置的ID号和位置信息，并向该信标装置发送操作指令；
(3)船载数据中心通过输入输出单元实时输出船只和该信标装置的位置信息；
(4)如果信号接收不成功，或者还有部分信标无线通信单元的信号接收不成功，则继续接收，并可以向信号接收不成功的信标无线通信单元发送操作指令。
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