CN113269948A - 一种遇险救生终端设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种遇险救生终端设备,涉及海上搜救技术领域,所述设备包括:处理单元、定位单元、通信单元、遇水检测单元以及话音通信单元。所述处理单元分别连接所述定位单元、所述通信单元、所述遇水检测单元以及所述话音通信单元。上述遇险救生终端设备,通过遇水检测单元,在佩戴该设备的人员落水的情况下,可触发自动开机和险情上报,比手动开机报警更迅速,而且在落水人员失去意识或行动能力受限的情况下,仍能及时上报险情,而且该遇险救生终端设备还具有语音通话的功能,可实现遇险人员和搜救船只的语音通话,便于搜救人员更快的锁定遇险人员的位置,通过这些通信手段,大大提高了遇险人员获救的概率。
Description
技术领域
本申请涉及海上搜救技术领域,特别是涉及一种遇险救生终端设备。
背景技术
现有的遇险救生方案为一种基于北斗卫星导航定位的救生衣,该发明包括 救生衣本体和设置在救生衣本体上的遇险救生终端设备,该技术方案可以提供 救生衣佩戴者的准确位置并发射给救援中心以实施救援。
现有的遇险救生方案为一种基于北斗卫星导航定位的救生衣,该发明包括 救生衣本体和设置在救生衣本体上的遇险救生终端设备,该技术方案可以提供 救生衣佩戴者的准确位置并发射给救援中心以实施救援。
然而,现有遇险救生终端设备智能性不强,一旦发生险情,遇险人员可能 无法及时有效的发送险情信息,这大大降低了遇险人员获救的概率。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够智能上报险情的遇险救 生终端设备。
一种遇险救生终端设备,该设备包括:处理单元、定位单元、通信单元以 及遇水检测单元;该处理单元分别连接该定位单元、该通信单元以及该遇水检 测单元;
该遇水检测单元,用于在检测到所述遇险救生终端设备落水的情况下,生 成落水信号,并将落水信号传递至所述处理单元;
该处理单元,用于在接收到所述落水信号后,控制所述遇险救生终端设备 开机,并利用所述定位单元获取所述遇险救生终端设备的位置信息,基于所述 位置信息生成险情报文,并传递至所述通信单元;
该通信单元,用于发送所述险情报文。
在其中一个实施例中,遇水检测单元包括相互连接的金属探针和电压比较 器;该电压比较器,用于检测所述金属探针的电路电压,并将检测到的该电路 电压与固定电压进行比较,若该电路电压小于该固定电压,则生成落水信号, 并将该落水信号传递至处理单元。
在其中一个实施例中,遇险救生终端设备还包括语音通话单元,该语音通 话单元与处理单元连接;该语音通话单元,用于发送和接收语音信号。
在其中一个实施例中,语音通话单元包括麦克风、扬声器、FM集成芯片、 射频处理模块以及甚高频天线;该麦克风和该扬声器分别连接该FM集成芯片, 该FM集成芯片连接该射频处理模块,该射频处理模块连接该甚高频天线;
该麦克风用于采集第一话音信号,将该第一话音信号传递至FM集成芯片;
该FM集成芯片用于接收该第一话音信号,将该第一话音信号进行编码, 将编码后的第一话音信号传递至该射频处理模块;
该射频处理模块用于接收该编码后的第一话音信号,对该编码后的第一话 音信号进行调制处理,将调制处理后的第一话音信号进行功率放大后发送至该 甚高频天线;
该甚高频天线用于接收功率放大后并调制处理后的第一话音信号,并发射 该功率放大后并调制处理后的第一话音信号;
该甚高频天线还用于接收来自超短波数字电台的调制处理后的第二话音信 号,并将该调制处理后的第二话音信号发送至该射频处理模块;
该射频处理模块还用于接收该调制处理后的第二话音信号,对该调制处理 后的第二话音信号进行解调,得到第二话音信号并将该第二话音信号发送至该 FM集成芯片;
该FM集成芯片还用于接收该第二话音信号,对该第二话音信号进行解码, 并发送解码后的第二话音信号至该扬声器;
该扬声器用于接收该解码后的第二话音信号,将该解码后的第二话音信号 放大后进行播放。
在其中一个实施例中,射频处理模块,具体用于将第一话音信号调制为第 一超短波信号,并将该第一超短波信号通过甚高频天线发射出去;射频处理模 块,还用于接收第二超短波信号,将该第二超短波信号解调为第二话音信号, 并将该第二话音信号通过甚高频天线发射出去。
在其中一个实施例中,通信单元包括远程通信单元和近程通信单元;
该远程通信单元,用于和卫星进行通信,包括北斗模块和北斗天线;
该近程通信单元,用于和超短波数字电台进行通信
在其中一个实施例中,定位单元包括北斗模块,该北斗模块用于实现北斗 定位和北斗报文收发。
在其中一个实施例中,近程通信单元包括频合合成器、射频处理模块、甚 高频天线;该频合合成器连接该射频处理模块,该射频处理模块连接该甚高频 天线;
该频合合成器用于对数字选择性呼叫DSC报文进行编码,将编码后的DSC 报文传递至该射频处理模块;
该射频处理模块用于接收该编码后的DSC报文,将编码后的DSC报文调制 为超短波信号,将该超短波信号传递至该甚高频天线;
该甚高频天线用于接收该超短波信号,将该超短波信号发射出去;该甚高 频天线还用于接收来自超短波数字电台的超短波信号,将该超短波信号发送至 该射频处理模块;
该射频处理模块还用于对该超短波信号进行解调,得到DSC报文并发送至 该频合合成器;该频合合成器用还于对DSC报文进行解码,将解码后的DSC 报文发送至该处理单元。
上述遇险救生终端设备,通过遇水检测单元,在佩戴该设备的人员落水的 情况下,可触发自动开机和险情上报,比手动开机报警更迅速,而且在落水人 员失去意识或行动能力受限的情况下,仍能及时上报险情,这是手动按键无法 做到的,通过该遇险救生终端设备,大大提高了遇险人员获救的概率。
附图说明
图1为一个实施例中遇险救生终端设备的结构示意图;
图2为一个实施例中遇水检测单元的结构示意图;
图3为一个实施例中通信单元的结构示意图;
图4为一个实施例中语音通话单元的结构示意图;
图5为一个实施例中远程通信单元的结构示意图;
图6为一个实施例中近程通信单元的结构示意图;
图7为一个实施例中遇险救生终端设备的信息交换关系图;
图8为一个实施例中遇险救生终端设备的软件框架示意图;
图9为一个实施例中遇险救生终端设备的报文格式示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实 施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅 用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种遇险救生终端设备,包括:遇 水检测单元100、处理单元200、通信单元300以及定位单元400;该处理单元 200分别连接该遇水检测单元100、该通信单元300以及该定位单元400;
遇水检测单元100,用于在检测到遇险救生终端设备落水的情况下,生成落 水信号,并将该落水信号传递至处理单元200。
处理单元200,用于在接收到该落水信号后,控制遇险救生终端设备开机, 并利用定位单元400获取该遇险救生终端设备的位置信息,基于该位置信息生 成险情报文,并传递至通信单元300。
通信单元300,用于发送该险情报文。
可选的,该遇险救生终端设备采用模块化的思想设计,集成了处理单元、 定位单元、通信单元以及遇水检测单元。该处理单元可以是MCU,也可以是其 他类型的处理器;该通信单元还用于接收报文,报文可以是北斗报文、DSC报 文或其他类型的报文。
上述遇险救生终端设备,通过遇水检测单元,在佩戴该设备的人员落水的 情况下,可触发自动开机和险情上报,比手动开机报警更迅速,而且在落水人 员失去意识或行动能力受限的情况下,仍能及时上报险情,这是手动按键无法 做到的,通过该功能,大大提高了遇险人员获救的概率。
在一个实施例中,如图2所示,遇水检测单元100包括金属探针和电压比 较器。
该金属探针在接触到水的情况下会使电路电压发生变化;
该电压比较器,用于检测金属探针的电路电压,并将检测到的电路电压与 固定电压进行比较,若该电路电压小于该固定电压,则生成落水信号,并将该 落水信号传递至处理单元。
可选的,遇险救生终端设备在水中超过5秒,该遇水检测单元即可判断设 备落水并上报落水信号。
本实施例中,通过使用金属探针进行探测,金属探针灵敏度高,可快速判 断设备是否落水,为后续营救争取宝贵的时间。
在一个实施例中,处理单元200还可以获取船名识别码和船身坐标,根据 该船名识别码、该船身坐标和定位信息生成险情报文,该定位信息具体包括经 纬度信息和时间信息。
其中船名识别码和船身坐标可预先设置在遇险救生终端设备中;通过船名 识别码和船身坐标,搜救人员可以在到达定位地点后快速锁定遇险船只并找到 遇险人员,提高了搜救的效率。
在一个实施例中,如图3所示,通信单元300包括远程通信单元301和近 程通信单元302。
该远程通信单元301,用于和卫星进行通信;
该近程通信单元302,用于和超短波数字电台进行通信。
其中,远程通信单元可以是北斗通信,近程通信单元可以是超短波通信或 短波通信。
本实施例中,远程通信单元覆盖远距离通信,近程通信单元覆盖近距离通 信,多通信手段保证遇险救生终端设备和人员不论处在什么位置都能及时和救 援人员进行通信。
在一个实施例中,如图4所示,遇险救生终端设备还包括语音通话单元, 该语音通话单元包括:
该麦克风用于采集第一话音信号,将该第一话音信号传递至FM集成芯片;
该FM集成芯片用于接收该第一话音信号,将该第一话音信号进行编码, 将编码后的第一话音信号传递至该射频处理模块;
该射频处理模块用于接收该编码后的第一话音信号,对该编码后的第一话 音信号进行调制处理,将调制处理后的第一话音信号进行功率放大后发送至该 甚高频天线;
该甚高频天线用于接收功率放大后并调制处理后的第一话音信号,并发射 该功率放大后并调制处理后的第一话音信号;
该甚高频天线还用于接收来自超短波数字电台的调制处理后的第二话音信 号,并将该调制处理后的第二话音信号发送至该射频处理模块;
该射频处理模块还用于接收该调制处理后的第二话音信号,对该调制处理 后的第二话音信号进行解调,得到第二话音信号并将该第二话音信号发送至该 FM集成芯片;
该FM集成芯片还用于接收该第二话音信号,对该第二话音信号进行解码, 并发送解码后的第二话音信号至该扬声器;
该扬声器用于接收该解码后的第二话音信号,将该解码后的第二话音信号 放大后进行播放。
其中,甚高频是指频率在30Mhz-300Mhz之间的无线电波,也称超短波, 甚高频天线用于发送和接收超短波信号。
本实施例中,通过语音通话单元实现了遇险人员与搜救船只的语音通话, 便于搜救人员了解遇险人员当前的状况,提前做好营救措施,以及快速锁定遇 险人员位置进行救援。
在一个实施例中,如图5所示,远程通信单元301包括北斗模块和北斗天 线,该北斗模块用于对北斗报文进行编解码,该北斗天线用于接收和发送北斗 报文。
其中,该北斗模块还可用于定位单元,通过接收北斗RNSS B1频点信号实 现全球定位功能。
在一个实施例中,如图6所示,近程通信单元302包括:
频合合成器,用于对DSC报文进行编解码,将编解码后的DSC报文传递至 射频处理模块;
射频处理模块,用于接收编解码后的DSC报文,将编解码后的DSC报文调 制到超短波信号上,将该超短波信号传递至甚高频天线;
甚高频天线,用于接收超短波信号,将该超短波信号发送出去。
其中,射频处理模块和甚高频天线可以单独使用一套,也可以和语音通话 单元共用一套。
在一个实施例中,遇险救生终端设备还包括指示灯,该指示灯连接着处理 单元,该指示灯用于指示遇险救生终端设备的工作状态。
可选的,若该指示灯亮红灯,表示遇险救生终端设备处于报警状态;若该 指示灯亮绿灯,表示遇险救生终端设备处于待机状态;若该指示灯未亮起,表 示遇险救生终端设备处于关机状态;
在一个实施例中,遇险救生终端设备还包括键盘单元,该键盘单元连接着 处理单元,该键盘单元用于手动开启和关闭遇险救生终端设备、手动按键喊话 以及时间显示。
在一个实施例中,遇险救生终端设备还包括电源单元,该电源单元连接着 处理单元,定位单元、通信单元以及遇水检测单元,该电源单元用于为该处理 单元、该定位单元、该通信单元以及该遇水检测单元提供电源。
在一个实施例中,遇险救生终端设备的信息交换关系如图7所示,
遇险救生终端设备通过北斗天线和卫星进行北斗信息交换,卫星和北斗接 收设备进行北斗信息交换;
遇险救生终端设备通过甚高频天线和超短波数字电台进行DSC信息和话音 信息交换。
在一个实施例中,遇险救生终端设备的软件框架如图8所示,遇险救生终 端设备软件包括的功能有水检测,键盘管理,电源管理,中央处理功能,定位 接收管理,通信管理,无线通道的管理,DSC/话音编码和显示管理。
本实施例中,遇险救生终端设备软件采用面向过程的方法进行设计,将基 本功能划分为各个子模块,各个子模块在主程序的控制下互相协作,完成软件 功能,模块之间通过接口相连。软件开发按照现代软件工程思想,软件人员相 互独立进行模块开发,不同模块通过具有自主开发的软件总线技术进行集成。 各模块进行详细的接口定义,依据接口对模块进行完善的功能测试,尽量避免 将缺陷带入集成测试阶段。
在一个实施例中,遇险救生终端设备对DSC报文采用DSC编解码技术和 DSC检纠错技术。
DSC报文格式如图9所示,具体包括点阵,定相序列,呼叫类型,地址, 优先等级,自识别码,遥指令1,遥指令2,后续通信频率,序列结束符,校验 符。其中,地址为被呼码,呼叫类型可标识该报文为遇险呼叫类型。
其中,遇险救生终端设备满足数字选择行呼叫(DSC)建议规格书要求, 并兼容国际无线电咨询委员会493号建议(CCIR-493)规定的遇险呼叫这种呼 叫类型,实现的关键技术为DSC编解码技术和DSC检纠错技术等。
DSC检纠错技术采用垂直校验符方式,还可以采用十单元7/3码进行水平 方向检错。
其中,DSC遇险呼叫序列是自动生成的,由于遇险情形比较紧迫,没有时 间编辑DSC遇险呼叫电文,可以直接按面板上的DSC遇险报警按钮或触水自动 触发,遇险救生终端设备将自动生成一个DSC遇险呼叫序列发出,同时,遇险 救生终端设备的DSC报文会通过信息处理模块和北斗模块相接,获取北斗定位 的时间和坐标信息,并以DSC信息代码的方式集成船名识别码、时间、坐标等 信息内容。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述 实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特 征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细, 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的 普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改 进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权 利要求为准。
Claims (10)
1.一种遇险救生终端设备,其特征在于,所述遇险救生终端设备包括:处理单元、定位单元、通信单元以及遇水检测单元;所述处理单元分别连接所述定位单元、所述通信单元以及所述遇水检测单元;
所述遇水检测单元,用于在检测到所述遇险救生终端设备落水的情况下,生成落水信号,并将所述落水信号传递至所述处理单元;
所述处理单元,用于在接收到所述落水信号后,控制所述遇险救生终端设备开机,并利用所述定位单元获取所述遇险救生终端设备的位置信息,基于所述位置信息生成险情报文,并将所述险情报文传递至所述通信单元;
所述通信单元,用于发送所述险情报文。
2.根据权利要求1所述的遇险救生终端设备,其特征在于,所述遇水检测单元包括相互连接的金属探针和电压比较器;
所述电压比较器,用于检测所述金属探针的电路电压,并将检测到的所述电路电压与固定电压进行比较,若所述电路电压小于所述固定电压,则生成所述落水信号,并将所述落水信号传递至所述处理单元。
3.根据权利要求1所述的遇险救生终端设备,其特征在于,所述遇险救生终端设备还包括语音通话单元,所述语音通话单元与所述处理单元连接;
所述语音通话单元,用于发送和接收语音信号。
4.根据权利要求3所述的遇险救生终端设备,其特征在于,所述语音通话单元包括麦克风、扬声器、FM集成芯片、射频处理模块以及甚高频天线;所述麦克风和所述扬声器分别连接所述FM集成芯片,所述FM集成芯片连接所述射频处理模块,所述射频处理模块连接所述甚高频天线;
所述麦克风,用于采集第一话音信号,将所述第一话音信号传递至所述FM集成芯片;
所述FM集成芯片用于接收所述第一话音信号,将所述第一话音信号进行编码,将编码后的第一话音信号传递至所述射频处理模块;
所述射频处理模块用于接收所述编码后的第一话音信号,对所述编码后的第一话音信号进行调制处理,将调制处理后的第一话音信号进行功率放大后发送至所述甚高频天线;
所述甚高频天线用于接收功率放大后并调制处理后的第一话音信号,并发射所述功率放大后并调制处理后的第一话音信号;
所述甚高频天线还用于接收来自超短波数字电台的调制处理后的第二话音信号,并将所述调制处理后的第二话音信号发送至所述射频处理模块;
所述射频处理模块还用于接收所述调制处理后的第二话音信号,对所述调制处理后的第二话音信号进行解调,得到第二话音信号并将所述第二话音信号发送至所述FM集成芯片;
所述FM集成芯片还用于接收所述第二话音信号,对所述第二话音信号进行解码,并发送解码后的第二话音信号至所述扬声器;
所述扬声器用于接收所述解码后的第二话音信号,将所述解码后的第二话音信号放大后进行播放。
5.根据权利要求3所述的遇险救生终端设备,其特征在于,所述射频处理模块,具体用于将第一话音信号调制为第一超短波信号,并将所述第一超短波信号通过所述甚高频天线发射出去;
所述射频处理模块,还用于接收第二超短波信号,将所述第二超短波信号解调为第二话音信号,并将所述第二话音信号通过所述甚高频天线发射出去。
6.根据权利要求1所述的遇险救生终端设备,其特征在于,所述定位单元包括北斗模块,所述北斗模块用于实现北斗定位和北斗报文收发。
7.根据权利要求1所述的遇险救生终端设备,其特征在于,所述处理单元,具体用于:获取船名识别码和船身坐标,根据所述船名识别码、所述船身坐标和所述定位信息生成所述险情报文,所述定位信息包括经纬度信息和时间信息。
8.根据权利要求1所述的遇险救生终端设备,其特征在于,所述通信单元包括远程通信单元和近程通信单元;
所述远程通信单元,用于和卫星进行通信;
所述近程通信单元,用于和超短波数字电台进行通信。
9.根据权利要求8所述的遇险救生终端设备,其特征在于,所述远程通信单元包括北斗模块和北斗天线。
10.根据权利要求8所述的遇险救生终端设备,其特征在于,所述近程通信单元包括频合合成器、射频处理模块以及甚高频天线;所述频合合成器连接所述射频处理模块,所述射频处理模块连接所述甚高频天线;
所述频合合成器用于对数字选择性呼叫DSC报文进行编码,将编码后的DSC报文传递至所述射频处理模块;
所述射频处理模块用于接收所述编码后的DSC报文,将编码后的DSC报文调制为超短波信号,将所述超短波信号传递至所述甚高频天线;
所述甚高频天线用于接收所述超短波信号,将所述超短波信号发射出去;
所述甚高频天线还用于接收来自超短波数字电台的超短波信号,将所述超短波信号发送至所述射频处理模块;
所述射频处理模块还用于对所述超短波信号进行解调,得到DSC报文并发送至所述频合合成器;
所述频合合成器用还于对DSC报文进行解码,将解码后的DSC报文发送至所述处理单元。
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