CN114531744A - 一种遇险救生无线通信终端及其救生搜寻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种遇险救生无线通信终端及其救生搜寻方法，遇险救生无线通信终端包括包括电源单元、内部电路单元，电源单元包括锂电池组和电源管理模块；内部电路单元包括包括北斗定位模块、浸水检测电路模块、微控制芯片模块、数字算法处理芯片FPGA模块、射频收发芯片模块、射频前端模块。遇险救生无线通信终端开机后，开启遇险救生工作流程，输出具有定位信息的求救信号，搜救中心发射探寻信息信号。遇险救生无线通信终端与搜救中心建立联系后，搜救中心得到遇险救生无线通信终端的位置和距离信息，展开营救。本发明能实现远距通信，搜救覆盖范围大，具有实时搜救定位能力，且体积小、重量轻，具有很好的应用环境适用性。
Description
技术领域
本发明涉及通信设备领域，具体涉及一种遇险救生无线通信终端及其救生搜寻方法。
背景技术
随着人类全球化活动的增加，各种突发遇险事件，例如空中遇险、渔船遇险、野外探险遇险、地质灾害遇险等也随之增加。当出现遇险情况时，如果遇险者可以向外界发出特定的求救信号，那么搜救者通过获取求救信号，可以快速地、准确地、有效地开展救援行动。
目前，国际上通用的无线电救生方法是通过卫星对遇险设备进行定位，并将遇险设备的位置信息转发到地面站。通常飞机、船舶基本都配有国际上通用的无线电遇险设备，此类设备体积大，价格高。
青岛杰瑞自动化有限公司和中国船舶重工集团公司七一六研究所公开了一种野外应急搜救终端的实用新型专利(205861908 U)。该终端包括定位通信装置、连接电缆、电源控制装置和外壳，定位通信装置和电源控制装置在分开放置在不同的外壳中，电源控制装置包括电源模块和控制模块。电源控制装置通过电缆与定位通信装置连接，电源模块为所有模块负载供电，在控制模块检测到报警信号后，启动定位通信装置接收北斗定位信息，并将位置信息发送至搜救中心，接收搜救中心发出的反馈信号。该野外应急搜救终端中电源模块体积较大，重量较沉重，不利于携带。
现有的遇险救生通信终端，功能不完善，存在明显的不足。首先，现有遇险救生通信终端中的无线数据传输部分多采用市场上常用的数传模块或者装置，并非专门针对远程搜救而研发的，其传输距离有限，难以实现远距通信，这就导致了搜救覆盖范围较小，直接影响搜救的成功率。其次，现有遇险救生通信终端定位方式单一，缺少辅助手段，都是将北斗或者GPS的定位信息传送到搜救中心，搜救中心通过接收到的北斗或者GPS信息来定位遇险者具***置，一旦遇险救生终端无法获得北斗或者GPS定位信息，则彻底无法进行定位搜救。再次，目前不管是海上浮标类设备还是地面手持类设备功耗都较大，为了延长工作时间，都是增加供电材料的，这就导致装置体积和重量都较大，不易于携带或安装。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种遇险救生无线通信终端及其救生搜寻方法，该遇险救生无线通信终端端能实现远距通信，搜救覆盖范围大，具有实时搜救定位能力，且体积小、重量轻，适合随身携带，具有很好的应用环境适用性。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种遇险救生无线通信终端，包括电源单元、内部电路单元，其特征在于：
(1)电源单元，用于内部电路模块供电，以及用于浸水触发开机管理和手动触发开机；
电源单元包括锂电池组和电源管理模块，
锂电池组，用于内部电路模块供电；
电源管理模块，用于手动触发开机管理和浸水触发开机管理；
(2)内部电路单元，包括北斗定位模块、浸水检测电路模块、微控制芯片模块、数字算法处理芯片FPGA模块、射频收发芯片模块、射频前端模块；
北斗定位模块，用于提供终端的定位信息；
浸水检测电路模块，用于提供终端的浸水告警信号；
微控制芯片模块，用于接收浸水检测电路模块提供的浸水告警信号，将浸水告警信号传输给电源单元，电源单元启动浸水触发开机管理，利用北斗定位模块提供的定位信息，开启浸水遇险救生工作流程；用于接收电源单元的手动触发开机信号，利用北斗定位模块提供的定位信息，开启主动遇险救生工作流程；用于输出具有定位信息的求救信号；
数字算法处理芯片FPGA模块，用于接收射频收发芯片模块输出的探寻信息数字信号；用于接收微控制芯片模块输出的具有定位信息的求救信号，并生成音频报警信号；用于进行高灵敏度的通信波形算法，提高各类信号的灵敏度：对要发送的数据信号依次经过卷积编码、组帧、扩频、BPSK调制算法处理，生成基带信号；对接收的探寻信息数字信号依次经过BPSK解调、帧捕获、码跟踪、载波同步、解扩频、Viterbi译码、同步码检测算法处理，生成带有自身编号的应答信息信号；
射频收发芯片模块，用于接收数字算法处理芯片FPGA模块输出的基带信号，对基带信号进行数模转换、混频、滤波处理，生成发射信号；用于接收射频前端输出的探寻信息信号，对探寻信息信号进行模数转换、混频、滤波处理，生成探寻信息数字信号；
射频前端模块，用于接收射频收芯片发模块输出的发射信号，对发射信号进行功率放大，并经天线发射；用于接收搜救中心发出的探寻信息信号，对探寻信息信号进行功率放大，输出到射频收发模块。
优选地，所述遇险救生无线通信终端还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块通过SOS按键将遇险者信息发送到搜救中心。
优选地，所述遇险救生无线通信终端还包括Flash模块。
优选地，数字算法处理芯片FPGA模块生成所述音频报警信号，通过以下方法实现：
设计一种特定声效的幅度调制AM报警信号，遇险时遇险救生无线通信终端间隔地发射此信号，搜救中心可将接收到信号通过幅度调制AM解调后播放出来，直观地听到此报警声音。
本发明提供一种基于遇险救生无线通信终端的救生搜寻方法，其特征在于，包含如下步骤：
步骤1，遇险救生无线通信终端未开机时，处于低功耗模式；遇险救生无线通信终端手动开机或浸水触发开机后，北斗定位模块RNSS开启进行定位，遇险救生无线通信终端发射具有定位信息的求救信号，开启休眠唤醒机制，在接收工作状态与休眠态不断切换，同时发射音频报警信号；在此过程中若接收到搜救中心的探寻信息，与搜救中心建立联系后，进入应答接收模式，只响应搜救中心命令；
步骤2，若遇险救生无线通信终端未能与搜救中心建立联系，险救生无线通信终端只处于接收模式，北斗定位模块RNSS开启进行定位，但不发送定位信息，在此过程中若接收到搜救中心的探寻信息，与搜救中心建立联系，则进入应答接收模式，只响应搜救中心命令；
步骤3，遇险救生无线通信终端接收到搜救中心的探寻信息，与搜救中心建立联系后，搜救中心根据遇险救生无线通信终端发送的定位信息对遇险救生无线通信终端进行定位，然后进行两者之间的距离判定，得到搜救中心和遇险救生无线通信终端的距离，从而对遇险人员展开营救。
优选地，步骤1中所述的低功耗模式，其实现方法为：
数字算法处理芯片FPGA模块暂停通信波形算法运行，发送指令控制射频收发芯片模块进入睡眠态，通过IO接口输出关断射频前端模块；微控制芯片模块通过指令控制蓝牙模块进入睡眠态，通过IO接口输出关断北斗定位模块RNSS的供电，通过控制内部寄存器自身进入低功耗模式，只响应开机检测指令；
优选地，步骤1中所述的休眠唤醒机制，其实现方法为：
根据微控制芯片模块的工作状态，数字算法处理芯片FPGA模块控制通信链路，控制通信波形算法运行状态、射频收发芯片模块的工作状态、射频前端模块供电状态，实现其休眠唤醒的工作机制。
优选地，步骤3中所述的距离判定的方法为：
搜救中心发射探寻信息信号，遇险救生无线通信终端接收该探寻信息后发出带有自身编号的应答信息信号。搜救中心通过接收该遇险救生无线通信终端所发出的带有自身编号的应答信息信号进行两者之间的距离判定，得到搜救中心和遇险救生无线通信终端的距离。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的优点在于：
(1)该遇险救生无线通信终端利用高灵敏度的通信波形算法，在发射功率0.8W的情况下，支持地对空80公里以上远距数据传输，极大解决遇险搜救过程中搜救覆盖范围不够大问题。
(2)该遇险救生无线通信终端具备测距的能力。搜救中心通过接收该遇险救生无线通信终端所发出的特定电波进行两者之间的距离判定，解决只能依靠北斗或者GPS定位信息的单一搜救方式，加强了实时搜救的定位能力。
(3)该终端基于芯片高度可编程技术设计了一套探寻应答休眠唤醒机制，在不影响搜救的成功率的情况下，可大幅度减少工作时的平均功耗，减少供电材料的使用量，大幅降低整个终端的体积和重量，使得该终端适合随身携带，具有很好应用环境适用性。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的遇险救生无线通信终端内部电路的架构图；
图2是本发明的通信波形发送算法架构图；
图3是本发明的通信波形接收算法架构；
图4是本发明的遇险救生无线通信终端工作流程图；
图5是本发明的回传过程时间说明图；
图6是本发明的低功耗模式状态图；
图7是本发明的休眠唤醒机制图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
参考图1，为本发明的遇险救生无线通信终端内部电路的架构图，本发明的遇险救生无线通信终端，包括电源单元、内部电路单元。
(1)电源单元，用于内部电路模块供电，以及用于浸水触发开机管理和手动触发开机；
电源单元包括锂电池组和电源管理模块，
锂电池组，用于内部电路模块供电；
电源管理模块，用于手动触发开机管理和浸水触发开机管理；
(2)内部电路单元，包括北斗定位模块、浸水检测电路模块、微控制芯片模块、数字算法处理芯片FPGA模块、射频收发芯片模块、射频前端模块；
北斗定位模块，用于提供终端的定位信息；
浸水检测电路模块，用于提供终端的浸水告警信号；
微控制芯片模块，用于接收浸水检测电路模块提供的浸水告警信号，将浸水告警信号传输给电源单元，电源单元启动浸水触发开机管理，利用北斗定位模块提供的定位信息，开启浸水遇险救生工作流程；用于接收电源单元的手动触发开机信号，利用北斗定位模块提供的定位信息，开启主动遇险救生工作流程；用于输出具有定位信息的求救信号；
数字算法处理芯片FPGA模块，用于接收射频收发芯片模块输出的探寻信息数字信号；用于接收微控制芯片模块输出的具有定位信息的求救信号，并生成音频报警信号；
用于进行高灵敏度的通信波形算法，提高各类信号的灵敏度：
对要发送的数据信号依次经过卷积编码、组帧、扩频、BPSK调制算法处理，生成基带信号；对接收的探寻信息数字信号依次经过BPSK解调、帧捕获、码跟踪、载波同步、解扩频、Viterbi译码、同步码检测算法处理，生成带有自身编号的应答信息信号；
射频收发芯片模块，用于接收数字算法处理芯片FPGA模块输出的基带信号，对基带信号进行数模转换、混频、滤波处理，生成发射信号；用于接收射频前端输出的探寻信息信号，对探寻信息信号进行模数转换、混频、滤波处理，生成探寻信息数字信号；
射频前端模块，用于接收射频收芯片发模块输出的发射信号，对发射信号进行功率放大，并经天线发射；用于接收搜救中心发出的探寻信息信号，对探寻信息信号进行功率放大，输出到射频收发模块。
优选地，所述遇险救生无线通信终端还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块通过SOS按键将遇险者信息发送到搜救中心。
具体地，当遇难者身上携带有生理体征采集监测的蓝牙设备时，蓝牙模块对其信息进行接收，并通过SOS按键将其发送到搜救中心。微控芯片检测到SOS按键信号后，按照遇险流程管理在某时刻将通过串口指令将生理体征信息送给数字算法处理芯片FPGA模块，数字算法处理芯片FPGA模块使用所设计的通信波形算法对定位信息进行处理后送到射频收发芯片模块，经过DA(数模)转换，滤波、混频处理后将数字信号变成模拟信号，再经过射频前端模块进行功率放大处理后通过超短波救生天线模块发射出去。
优选地，所述遇险救生无线通信终端还包括Flash模块。
所述内部电路模块中的微控制芯片模块采用一种低功耗微控制芯片STM32，通过低功耗微控制芯片STM32实现控制软件功能；
具体地，低功耗微控制芯片STM32主要功能包括：参数注入、状态管理、接口管理、流程控制。
参数注入：上电后，第一步便是需要配置参数(工作频率、终端ID编号、可调晶振电压参数)注入到运行的程序中，具体实现过程是：微控制芯片先从外部Flash模块中读取参数数据，并通过UART异步串口将工作频和ID编号注入到数字算法处理芯片FPGA模块软件中，通过SPI串口将可调晶振电压参数注入到数字电压转换DA中；
状态管理：微控制芯片对遇险救生无线通信终端各种状态进行管理。包括：充电管理、待机管理、开机工作管理、搜救成功指示管理；
接口管理：微控制芯片通过对北斗模块、蓝牙模块、Flash模块、数字算法处理芯片FPGA模块接口的管理，高效地进行数据之间的调度；
流程控制：对遇险救生无线通信终端开机后的工作流程进行管理。
浸水检测电路模块采用极低功耗的阻值比较器TLV7031DCKR-PDSO-G5，用于在浸水状态下，该比较器的阻值发生变化从而输出浸水告警信号，微控制芯片模块收到告警信号后控制电源管电路为各部分上电，遇险救生终端开启工作态；
不同的通信波形算法的传输性能是有差异的，由于遇险救生无线通信终端每次所传数据量并不大，即数据带宽较低，但是却要具备远距离传输的能力，即接收的灵敏度要高。
所述数字算法处理芯片FPGA模块的高灵敏度的通信波形算法，其步骤为：对要发送的数据信号依次经过卷积编码、组帧、扩频、BPSK调制算法处理，生成基带信号；对接收的探寻信息数字信号依次经过BPSK解调、帧捕获、码跟踪、载波同步、解扩频、Viterbi译码、同步码检测算法处理，生成带有自身编号的应答信息信号；
具体地，如图2所示，在数字算法处理芯片FPGA模块中，对要发送的数据信号依次经过卷积编码、组帧、扩频、BPSK调制算法处理，生成基带信号；
对要发送的数据信号进行卷积编码，对因干扰产生的误码进行纠错，以降低误码率，提升灵敏度。对卷积编码后的信号进行组帧，对组帧后的码元进行扩频处理，将原有信号频谱扩展成更宽的频谱，最后经过二进相移键控制BPSK对信号的相位的变化进行数据调制，实现数据信号发送。本实施例中扩频采用直接序列扩频方法。
具体地，如图3所示，在数字算法处理芯片FPGA模块中，对要接收的探寻信息数字信号依次经过BPSK解调、帧捕获、码跟踪、载波同步、解扩频、Viterbi译码、同步码检测算法处理，生成带有自身编号的应答信息信号；
接收探寻信息数字信号后，二进相移键控制BPSK对信号的相位进行数据解调，然后进行帧捕获。帧捕获对有效数据信号进行捕获判定，判定是成功后进行码跟踪，码跟踪对信号每帧帧头进行定位，防止之后的处理位置出现错误。然后进行载波同步对载波频移进行同步处理，之后接收算法架构中对其进行解扩频处理，再进行Viterbi译码解码和同步码检测，生成带有自身编号的应答信息信号；
通过所述北斗定位模块RNSS获取定位信息，其实现方法为：
险救生无线通信终端开机后，北斗定位模块RNSS启动将定位信息发送给微控制芯片模块，微控制芯片模块将定位信息发送给数字算法处理芯片FPGA模块，数字算法处理芯片FPGA模块对定位信息进行处理后发送到射频收发芯片模块，射频收发芯片模块将数字信号转变成模拟信号，经过射频前端模块进行功率放大处理后通过超短波救生天线模块发射出去。
具体地，该遇险救生无线通信终端开机后，北斗定位模块RNSS启动，通过北斗卫星每分钟获取一次定位信息(经纬度信息)，然后将当前的定位信息发送给微控芯片，微控芯片按照遇险流程管理在某时刻将通过串口指令将定位信息送给数字算法处理芯片FPGA模块，数字算法处理芯片FPGA模块使用所设计的通信波形算法对定位信息进行处理后送到射频收发芯片模块，经过DA(数模)转换，滤波、混频处理后将数字信号变成模拟信号，再经过射频前端模块进行功率放大处理后通过超短波救生天线模块发射出去。
优选地，数字算法处理芯片FPGA模块生成所述音频报警信号，通过以下方法实现：
设计一种特定声效的幅度调制AM报警信号，遇险时遇险救生无线通信终端间隔地发射此信号，搜救中心可将接收到信号通过幅度调制AM解调后播放出来，直观地听到此报警声音。
具体地，设计方法是将特定的音频幅度调制AM数据源存放于数字算法处理芯片FPGA模块内部的ROM中，当数字算法处理芯片FPGA模块收到微控芯片的报警指令，则将音频幅度调制AM数据循环的送给射频收发芯片模块，经过DA(数模)转换，滤波、混频处理后将数字信号变成模拟信号，再经过射频前端模块进行功率放大处理后通过超短波救生天线模块发射出去。
参考图4，为本发明的遇险救生无线通信终端工作流程图，说明本发明提供的一种基于遇险救生无线通信终端的救生搜寻方法，其特征在于，包含如下步骤：
步骤1，遇险救生无线通信终端未开机时，处于低功耗模式；遇险救生无线通信终端手动开机或浸水触发开机后，北斗定位模块RNSS开启进行定位，遇险救生无线通信终端发射具有定位信息的求救信号，开启休眠唤醒机制，在接收工作状态与休眠态不断切换，同时发射音频报警信号；在此过程中若接收到搜救中心的探寻信息，与搜救中心建立联系后，进入应答接收模式，只响应搜救中心命令；
遇险救生无线通信终端没有手动开机或者浸水开机时，处于低功耗模式；遇险救生无线通信终端手动开机或浸水触发开机后，开启北斗定位模块RNSS，每分钟获取一次位置信息，开启时长24小时，共定位1440次。每次定位后，遇险救生无线通信终端发射救生信号一次(含当前定位信息)，发完后遇险救生无线通信终端按照一定的时间比在接收工作状态与休眠态不断切换，同时每隔3分钟发射一次音频报警信号，每次时长8秒。在此过程中若收到搜救中心的探寻信息，与搜救中心建立了联系后，结束工作流程，进入应答接收模式，即只响应搜救中心命令，包括回传终端的ID编号、定位信息、发送距离测试信号、上传生理体征。
本方案的进一步改进在于，步骤1中所述的低功耗模式，其实现方法为：
数字算法处理芯片FPGA模块暂停通信波形算法运行，通过发送指令控制射频收发芯片模块进入睡眠态，通过IO接口输出关断射频前端模块；微控制芯片模块通过指令控制蓝牙模块进入睡眠态，通过IO接口输出关断北斗定位模块RNSS的供电，通过控制内部寄存器自身进入低功耗模式，只响应开机检测指令。
具体地，如图6所示，在低功耗模式下，数字算法处理芯片FPGA模块暂停通信波形算法运行，通过发送指令控制射频收发芯片模块进入睡眠态，通过IO接口输出关断射频前端模块；微控制芯片模块通过指令控制蓝牙模块进入睡眠态，通过IO接口输出关断北斗定位模块RNSS的供电，通过控制内部寄存器自身进入低功耗模式，只响应开机检测指令。遇险救生无线通信终端进入低功耗模式，功耗不到40mW，低功耗模式类似手机的超级省电模式。
本方案的进一步改进在于，步骤1中所述的休眠唤醒机制，实现方法为：
根据微控制芯片模块的工作状态，数字算法处理芯片FPGA模块控制通信链路，控制通信波形算法运行状态、射频收发芯片模块的工作状态、射频前端模块供电状态，实现其休眠唤醒的工作机制。
在实际搜救过程中，遇险救生无线通信终端并不需要每时每刻都上报位置信息、发出幅度调制AM报警信号或者处于接收状态，只要遇险救生无线通信终端在合理的时间间隔内获取搜救中心信号即可。若遇险救生无线通信终端在不发送信息的时间段进入休眠状态使得功耗降到最低，就可以极大的延长整体的工作时间。
具体地，如图7所示，休眠唤醒的机制是针对数字算法处理芯片FPGA模块所控制的通信链路而言，此时处于工作状态微控制芯片模块需要正常工作，数字算法处理芯片FPGA模块控制通信波形算法运行状态、射频收发芯片模块的工作状态、射频前端模块供电状态，以实现其休眠唤醒的工作机制。遇险救生终端工作时，通信链路部分占据了绝大部分功耗，因此通过休眠唤醒的机制可以大幅降低其平均功耗，延长工作时间。
具体地，进入休眠状态并保持一段时间，之后通过IO接口拉高电平输出，给射频前端模块供电，发送指令控制射频收发芯片模块进入唤醒态，射频收发芯片模块进入工作状态，开启通信波形算法运行，进入唤醒状态完成工作。完成休眠-唤醒机制的循环。
步骤2，若遇险救生无线通信终端未能与搜救中心建立联系，险救生无线通信终端只处于接收模式，北斗定位模块RNSS开启进行定位，但不发送定位信息，在此过程中若接收到搜救中心的探寻信息，与搜救中心建立联系，则进入应答接收模式，只响应搜救中心命令；
具体地，若在24小时内，遇险救生无线通信终端未能与搜救中心建立了联系，之后遇险救生无线通信终端只处于接收模式，北斗定位模块RNSS定位持续开启，每分钟获取一次位置信息，但是并不发送。在此过程中若收到搜救中心的探寻信息，与搜救中心建立了联系后，结束工作流程，进入应答接收模式，即只响应搜救中心命令，包括回传终端的ID编号、定位信息、发送距离测试信号、上传生理体征。
步骤3，遇险救生无线通信终端接收到搜救中心的探寻信息，与搜救中心建立联系后，搜救中心根据遇险救生无线通信终端发送的定位信息对遇险救生无线通信终端进行定位，然后进行两者之间的距离判定，得到搜救中心和遇险救生无线通信终端的距离，从而对遇险人员展开营救。
本发明的进一步改进在于，步骤3中所述的距离判定的方法为：
搜救中心发射该探寻信息信号，遇险救生无线通信终端接收该探寻信息信号后发出带有自身编号的应答信息信号。搜救中心通过接收该遇险救生无线通信终端所发出的带有自身编号的应答信息信号进行两者之间的距离判定，得到搜救中心和遇险救生无线通信终端的距离。
具体地，搜救中心在搜救时会间隔的探询发射出一条探寻信息信号，遇险救生无线通信终端接收到此探寻信息信号会及时作出应答，发出一条带有自身编号的应答信息信号。
如图5所示，在一次探询应答过程中，搜救中心发信号处理时间T1，空间传播时间T2，在遇险救生无线通信终端中经过收射频前端模块时间T3、经过射频芯片模块接收时间T4、数字算法处理芯片FPGA模块处理时间T5、经过射频芯片模块发射时间T6、经过发射频前端模块时间T7、空间传播时间T8、收信号处理时间T9。
所需要的总时间为T，通过搜救中心的定时器记录获得(搜救中心发出信号时开始计时，直到处理完接收到的信号那一刻的总时间)，T＝T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7+T8+T9。其中，T1、T3、T4、T5、T6、T7、T9都是通过测试得到的，属于已知参数，未知的时间只有T2和T8。
由于无线电波在空气中传播速度为3*108m/s，加之一次探询应答过程完成的时间很短，可以认为在此时间段内遇险救生无线通信终端与搜救中心距离是不变的，这样T2和T8可以认为是相等的。这样得到时间T2的数值后，乘以3*108m/s就推算遇险救生无线通信终端与搜救中心之间距离d。
该距离d计算公式为：
d＝T2*3*108m/s＝0.5*(T-(T1+T3+T4+T5+T6+T7+T9))*3*108m
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种遇险救生无线通信终端，包括电源单元、内部电路单元，其特征在于：
(1)电源单元，用于内部电路模块供电，以及浸水触发开机管理和手动触发开机；
电源单元包括锂电池组和电源管理模块，
锂电池组，用于内部电路模块供电；
电源管理模块，用于手动触发开机管理和浸水触发开机管理；
(2)内部电路单元，包括北斗定位模块、浸水检测电路模块、微控制芯片模块、数字算法处理芯片FPGA模块、射频收发芯片模块、射频前端模块；
北斗定位模块，用于提供终端的定位信息；
浸水检测电路模块，用于提供终端的浸水告警信号；
微控制芯片模块，用于接收浸水检测电路模块提供的浸水告警信号，将浸水告警信号传输给电源单元，电源单元启动浸水触发开机管理，利用北斗定位模块提供的定位信息，开启浸水遇险救生工作流程；用于接收电源单元的手动触发开机信号，利用北斗定位模块提供的定位信息，开启主动遇险救生工作流程；用于输出具有定位信息的求救信号；
数字算法处理芯片FPGA模块，用于接收射频收发芯片模块输出的探寻信息数字信号；用于接收微控制芯片模块输出的具有定位信息的求救信号，并生成音频报警信号；用于进行高灵敏度的通信波形算法，提高各类信号的灵敏度：对要发送的数据信号依次经过卷积编码、组帧、扩频、BPSK调制算法处理，生成基带信号；对接收的探寻信息数字信号依次经过BPSK解调、帧捕获、码跟踪、载波同步、解扩频、Viterbi译码、同步码检测算法处理，生成带有自身编号的应答信息信号；
射频收发芯片模块，用于接收数字算法处理芯片FPGA模块输出的基带信号，对基带信号进行数模转换、混频、滤波处理，生成发射信号；用于接收射频前端输出的探寻信息信号，对探寻信息信号进行模数转换、混频、滤波处理，生成探寻信息数字信号；
射频前端模块，用于接收射频收芯片发模块输出的发射信号，对发射信号进行功率放大，并经天线发射；用于接收搜救中心发出的探寻信息信号，对探寻信息信号进行功率放大，输出到射频收发模块。
2.如权利要求1所述的一种遇险救生无线通信终端，其特征在于，所述遇险救生无线通信终端还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块通过SOS按键将遇险者信息发送到搜救中心。
3.如权利要求1所述的一种遇险救生无线通信终端，其特征在于，所述遇险救生无线通信终端还包括Flash模块。
4.如权利要求1所述的一种遇险救生无线通信终端，其特征在于，数字算法处理芯片FPGA模块生成所述音频报警信号，通过以下方法实现：
设计一种特定声效的幅度调制AM报警信号，遇险时遇险救生无线通信终端间隔地发射此信号，搜救中心可将接收到信号通过幅度调制AM解调后播放出来，直观地听到此报警声音。
5.一种基于遇险救生无线通信终端的救生搜寻方法，其特征在于，包含如下步骤：
步骤1，遇险救生无线通信终端未开机时，处于低功耗模式；遇险救生无线通信终端手动开机或浸水触发开机后，北斗定位模块RNSS开启进行定位，遇险救生无线通信终端发射具有定位信息的求救信号，开启休眠唤醒机制，在接收工作状态与休眠态不断切换，同时发射音频报警信号；在此过程中若接收到搜救中心的探寻信息信号，与搜救中心建立联系后，进入应答接收模式，只响应搜救中心命令；
步骤2，若遇险救生无线通信终端未能与搜救中心建立联系，险救生无线通信终端只处于接收模式，北斗定位模块RNSS开启进行定位，但不发送定位信息，在此过程中若接收到搜救中心的探寻信息信号，与搜救中心建立联系，则进入应答接收模式，只响应搜救中心命令；
步骤3，遇险救生无线通信终端接收到搜救中心的探寻信息信号，与搜救中心建立联系后，搜救中心根据遇险救生无线通信终端发送的定位信息对遇险救生无线通信终端进行定位，进行两者之间的距离判定，得到搜救中心和遇险救生无线通信终端的距离，从而对遇险人员展开营救。
6.如权利要求5所述的一种基于遇险救生无线通信终端的救生搜寻方法，其特征在于，所述低功耗模式为：
数字算法处理芯片FPGA模块暂停通信波形算法运行，发送指令控制射频收发芯片模块进入睡眠态，通过IO接口输出关断射频前端模块；微控制芯片模块通过指令控制蓝牙模块进入睡眠态，通过IO接口输出关断北斗定位模块RNSS的供电，通过控制内部寄存器自身进入低功耗模式，只响应开机检测指令。
7.如权利要求5所述的一种基于遇险救生无线通信终端的救生搜寻方法，其特征在于，所述休眠唤醒机制为：
根据微控制芯片模块的工作状态，数字算法处理芯片FPGA模块控制通信链路，控制通信波形算法运行状态、射频收发芯片模块的工作状态、射频前端模块供电状态，实现其休眠唤醒的工作机制。
8.如权利要求5所述的一种基于遇险救生无线通信终端的救生搜寻方法，其特征在于，所述的距离判定的方法为：
搜救中心发射探寻信息信号，遇险救生无线通信终端接收该探寻信息信号后发出带有自身编号的应答信息信号，搜救中心通过接收该遇险救生无线通信终端所发出的带有自身编号的应答信息信号进行两者之间的距离判定，得到搜救中心和遇险救生无线通信终端的距离。
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