專利名稱：海上個(gè)人應(yīng)急示位跟蹤設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及個(gè)人使用的海上呼救設(shè)備。
技術(shù)背景
按照國(guó)際海事組織及我國(guó)海事局有關(guān)規(guī)定，海船上大多安裝有VHF電 臺(tái)、海事無(wú)線電話、GPS定位系統(tǒng)以及衛(wèi)星船站等通信救援設(shè)備。事故發(fā) 生時(shí)，船只可以通過(guò)這些設(shè)備向搜救部門求救。但船員落水后，在水流的 作用下，將漂離失事地點(diǎn)。由于落水船員基本無(wú)個(gè)人用通訊或示位設(shè)備， 因此當(dāng)救援人員趕到失事地點(diǎn)能很快發(fā)現(xiàn)失事船只，卻很難確定落水船員 的具體方位。目前，搜救人員的技術(shù)手段只能分析失事區(qū)域的水流情況， 推斷船只上落水人員可能漂流到的位置；通過(guò)攝像系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和紅外 夜視系統(tǒng)搜尋海面，進(jìn)行拉網(wǎng)式査找。在沿海島礁較多區(qū)域，島礁環(huán)流復(fù) 雜多變，更難以推測(cè)落水者的方位，搜救更為困難。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)目前對(duì)實(shí)施人員救援手段落后 問(wèn)題，提供一種海上個(gè)人應(yīng)急示位跟蹤設(shè)備，便于救援人員發(fā)現(xiàn)落水者， 以提高救援的成功概率。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是提出以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 海上個(gè)人應(yīng)急示位跟蹤設(shè)備，其特征在于所述海上個(gè)人應(yīng)急示位跟 蹤設(shè)備主要由個(gè)人便攜式信標(biāo)機(jī)和船/飛機(jī)載搜索機(jī)兩部分組成；搜索機(jī)安裝在搜救直升機(jī)和搜救船上，信標(biāo)機(jī)由船員隨身攜帶； 所述信標(biāo)機(jī)主要包括電源供電控制電路、微處理器模塊、聲光系統(tǒng)、
通信模塊；所述信標(biāo)機(jī)還包括GPS接收機(jī)；所述GPS接收機(jī)與微處理器模 塊中的數(shù)據(jù)處理/編碼模塊相連用于輸入GPS定位數(shù)據(jù)，該GPS定位數(shù)據(jù)經(jīng) 微處理器模塊編碼后經(jīng)無(wú)線電信號(hào)發(fā)射機(jī)模塊調(diào)制放大后通過(guò)天線傳送給 搜索機(jī)。所述電源供電控制電路包含有手動(dòng)開(kāi)關(guān)和濕度傳感器，用于手動(dòng) 或自動(dòng)開(kāi)啟工作；所述電源供電控制電路分別與微處理器模塊、聲光系統(tǒng)、 通信模塊相連進(jìn)行供電；所述微處理器模塊與聲光系統(tǒng)相連用于將聲光驅(qū) 動(dòng)信號(hào)輸入聲光系統(tǒng)；所述微處理器模塊與通信模塊相連用于接收搜索機(jī) 的詢問(wèn)信號(hào)并將信標(biāo)信號(hào)傳輸?shù)剿阉鳈C(jī)；所述搜索機(jī)主要由微處理器模塊、 人機(jī)交互單元、通信模塊、無(wú)線電測(cè)向模塊以及GPS接收機(jī)組成；所述GPS 接收機(jī)與微處理器模塊相連，用于發(fā)射詢問(wèn)信號(hào)并接收信標(biāo)記機(jī)的信標(biāo)信 號(hào)；所述微處理器模塊與無(wú)線電測(cè)向模塊相連，用于接收信標(biāo)記機(jī)的信標(biāo) 信號(hào)，進(jìn)行角度測(cè)量；所述微處理器模塊與人機(jī)交互單元相連，用于接收 指令、發(fā)出警報(bào)并顯示收索目標(biāo)的位置。
以下對(duì)信標(biāo)機(jī)的各個(gè)組成單元進(jìn)行說(shuō)明
所述聲光系統(tǒng)主要包括發(fā)光裝置和聲響裝置；
所述微處理器模塊主要包括數(shù)據(jù)處理/編碼模塊、與聲光系統(tǒng)連接用 于驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置的光源驅(qū)動(dòng)模塊、與聲響裝置連接的聲音編碼模塊；
所述通信模塊主要包括接收機(jī)模塊、發(fā)射機(jī)模塊、收發(fā)開(kāi)關(guān)以及天線； 所述收發(fā)開(kāi)關(guān)用于接受微處理器模塊的控制信號(hào)對(duì)天線進(jìn)行收發(fā)切換；所 述接收機(jī)模塊將天線接收到的詢問(wèn)信號(hào)解調(diào)后輸入微處理器模塊的數(shù)據(jù)處 理/編碼模塊進(jìn)行解碼；所述發(fā)射機(jī)模塊將從微處理器模塊的數(shù)據(jù)處理/編碼模塊接收到的編碼信號(hào)進(jìn)行調(diào)制放大后通過(guò)天線向外發(fā)射。 以下對(duì)搜索機(jī)的各個(gè)組成單元進(jìn)行說(shuō)明-
所述人機(jī)交互單元主要包括鍵盤、顯示器、聲光報(bào)警器、控制器； 所述通信模塊主要包括接收機(jī)模塊、發(fā)射機(jī)模塊、收發(fā)開(kāi)關(guān)、收發(fā)天 線；所述收發(fā)開(kāi)關(guān)用于接受微處理器模塊的控制信號(hào)對(duì)收發(fā)天線進(jìn)行收發(fā)
切換；
所述無(wú)線電測(cè)向模塊主要包括三單元天線陣列及后端處理單元； 所述測(cè)向天線系統(tǒng)接收到的三路測(cè)向信號(hào)輸入后端處理單元進(jìn)行低噪 放大、帶通濾波、限幅放大后，同時(shí)進(jìn)行A/D采樣，數(shù)據(jù)輸入微處理器模 塊進(jìn)行測(cè)向運(yùn)算；所述另一路的收發(fā)天線接收到的信標(biāo)機(jī)發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)， 輸入接收機(jī)模塊進(jìn)行低噪放、下變頻、帶通濾波處理，進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)信 號(hào)送入微處理器模塊解碼，得到信標(biāo)信息；微處理器模塊將信標(biāo)信息、測(cè) 向結(jié)果數(shù)據(jù)、接收機(jī)模塊送來(lái)的信號(hào)強(qiáng)度指示數(shù)據(jù)及GPS接收機(jī)送來(lái)的GPS 位置信息一同打包輸出至人機(jī)交互單元的控制器進(jìn)行顯示；同時(shí)，微處理 器模塊依據(jù)信標(biāo)信號(hào)及控制器送來(lái)的指令信息，切換收發(fā)開(kāi)關(guān)，將已編碼 的下一次詢問(wèn)數(shù)據(jù)輸入發(fā)射機(jī)模塊，通過(guò)收發(fā)天線發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)。 本實(shí)用新型帶來(lái)以下有益效果
搜索機(jī)發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)，落水者攜帶的信標(biāo)機(jī)收到詢問(wèn)信號(hào)后，發(fā)出無(wú) 線電信標(biāo)信號(hào)，為海上救助隊(duì)伍提供落水者的方位和距離信息。救援人員 通過(guò)搜索機(jī)測(cè)量信標(biāo)信號(hào)的方位和距離，快速確定落水人員的位置，大大 提高救援成功率；加快救助進(jìn)程，改變依靠肉眼觀測(cè)搜救，搜救時(shí)間長(zhǎng)、 效果差的現(xiàn)狀。

圖l:信標(biāo)機(jī)原理方框圖 圖2:搜索機(jī)原理方框圖 圖3:天線及角度關(guān)系 圖4:落水者攜帶信標(biāo)機(jī)的效果顯示圖 圖5:在搜索機(jī)的顯示屏上信標(biāo)機(jī)的位置顯示圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述 本實(shí)用新型主要由個(gè)人便攜式信標(biāo)機(jī)和船(飛機(jī))載搜索機(jī)兩部分組 成。搜索機(jī)安裝在搜救直升機(jī)和搜救船上，信標(biāo)機(jī)由船員隨身攜帶。船員 落水后，信標(biāo)機(jī)可以發(fā)出無(wú)線電信標(biāo)信號(hào)，機(jī)載或船載的搜索機(jī)根據(jù)此信 號(hào)，確定呼救人員的位置，實(shí)施快速救助。為加強(qiáng)搜救效果，信標(biāo)機(jī)還能 發(fā)光、發(fā)聲，在近距離情況下和黑夜中，吸引救助者的注意。信標(biāo)機(jī)應(yīng)有 良好的便攜性、密封性、美觀性和較長(zhǎng)的續(xù)航能力，利于船員隨身攜帶， 浸入水中時(shí)，也能長(zhǎng)時(shí)間的正常工作。其基本工作原理是利用信標(biāo)機(jī)發(fā) 出的信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行方位和距離的測(cè)量，或根據(jù)信標(biāo)機(jī)發(fā)出信號(hào)中帶有的位 置和距離信息，判斷落水者距離搜救人員的距離和方位，便于及時(shí)施救。
如圖l所示本實(shí)施例中信標(biāo)機(jī)主要包括電源供電控制電路、GPS接 收機(jī)、微處理器模塊、聲光系統(tǒng)、通信模塊；電源供電控制電路包含有手
動(dòng)開(kāi)關(guān)和濕度傳感器，用于手動(dòng)或自動(dòng)開(kāi)啟工作；GPS接收機(jī)將GPS位置 數(shù)據(jù)輸入到微處理器模塊；接收機(jī)模塊將天線接收到的無(wú)線電詢問(wèn)信號(hào)解 調(diào)后輸入微處理器模塊的數(shù)據(jù)處理/編碼模塊進(jìn)行解碼；所述發(fā)射機(jī)模塊將 從微處理器模塊的數(shù)據(jù)處理/編碼模塊接收到的編碼信號(hào)進(jìn)行調(diào)制放大后通過(guò)天線向外發(fā)射；信標(biāo)機(jī)和搜索機(jī)之間進(jìn)行雙向通信，完成狀態(tài)控制、 測(cè)距測(cè)向的功能。
信標(biāo)機(jī)可分成兩部分主機(jī)和附件。附件包含發(fā)光項(xiàng)圈、聲響裝置和 天線。攜帶時(shí)，將軟項(xiàng)圈套在脖子上或手腕上，利于搜救人員發(fā)現(xiàn)閃光和 聲音，同時(shí)也利于發(fā)送信標(biāo)信號(hào)。主機(jī)包含信標(biāo)機(jī)中的其余部分。主機(jī)通 過(guò)機(jī)身的掛鉤或扣帶，固定在攜帶者救生衣或腰帶上，主機(jī)尺寸盡量小。 主機(jī)和附件通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。主機(jī)面板上手動(dòng)開(kāi)關(guān)和濕度傳感器，可以手 動(dòng)或自動(dòng)開(kāi)啟工作。參見(jiàn)圖3，使用時(shí)可將信標(biāo)機(jī)佩戴在船員身上或救生 衣上，天線掛在人的頸部，落水時(shí)信標(biāo)機(jī)自動(dòng)或手動(dòng)打開(kāi)。落水后，發(fā)射
機(jī)模塊將編碼信號(hào)調(diào)制到VHF頻率121.5MHz上，并放大，通過(guò)天線，將信 號(hào)向外廣播。當(dāng)接收機(jī)模塊接收搜索機(jī)的詢問(wèn)信號(hào)，進(jìn)行解調(diào)；微處理器 模塊將接收機(jī)的解調(diào)信號(hào)進(jìn)行解碼，依據(jù)解碼結(jié)果，決定何時(shí)驅(qū)動(dòng)聲響裝 置和發(fā)光裝置工作發(fā)送呼救聲音和閃光信號(hào)，何時(shí)進(jìn)行信標(biāo)信息編碼并送 入發(fā)射極，并切換收發(fā)開(kāi)關(guān)。在惡劣天氣和攜帶者失去知覺(jué)時(shí)，聲音和閃 光可以吸引附近搜救人員的注意，提高搜救成功率。
搜索機(jī)的主要功能是根據(jù)無(wú)線電信標(biāo)機(jī)發(fā)出的信標(biāo)信號(hào)，測(cè)量落水者 距離搜索機(jī)的方位和距離，以確定落水人員的位置。搜索機(jī)的天線可安裝 在搜救船的桅桿上，盡量支高，保證一定的搜索距離。安裝時(shí)盡量保證天 線的測(cè)量中線與船軸線保持一致，以保證搜索機(jī)能準(zhǔn)確測(cè)量出信標(biāo)機(jī)與船 只航向的方位角度，引導(dǎo)搜救船只始終向落水者方向航行。
搜索機(jī)的原理框圖見(jiàn)圖2。搜索機(jī)主要由微處理器模塊、人機(jī)交互單 元、通信模塊、無(wú)線電測(cè)向模塊以及GPS接收機(jī)組成；GPS接收機(jī)將GPS 位置數(shù)據(jù)輸入微處理器模塊；通信模塊主要包括接收機(jī)模塊、發(fā)射機(jī)模塊、收發(fā)開(kāi)關(guān)，收發(fā)天線；無(wú)線電測(cè)向模塊包含使用三單元天線陣列組成的專 用測(cè)向天線系統(tǒng)及后端處理系統(tǒng)；收發(fā)開(kāi)關(guān)用于接受微處理器模塊的控制 信號(hào)對(duì)收發(fā)天線進(jìn)行收發(fā)切換；微處理器模塊輸出編碼數(shù)據(jù)經(jīng)發(fā)射機(jī)模塊 調(diào)制放大后經(jīng)收發(fā)天線將詢問(wèn)信號(hào)發(fā)送出去。
無(wú)線電測(cè)向采用的是相位干涉儀原理，測(cè)向依靠安裝在搜救船/飛機(jī)上 的三單元天線陣實(shí)現(xiàn)。
無(wú)線電測(cè)距采用兩種方法進(jìn)行 一種方法是通過(guò)測(cè)量無(wú)線電信號(hào)應(yīng)答 的傳輸延時(shí)，確定距離；另一種方法是通過(guò)測(cè)量接收到信標(biāo)信號(hào)的強(qiáng)度， 進(jìn)行距離估算。實(shí)施中可采用兩種測(cè)距方法相融合，給出搜索機(jī)和信標(biāo)機(jī) 之間的距離遠(yuǎn)近信息。
測(cè)向天線系統(tǒng)將接收到的三路測(cè)向信號(hào)輸入后端處理單元進(jìn)行低噪放 大、帶通濾波、限幅放大后，同時(shí)進(jìn)行A/D采樣，數(shù)據(jù)輸入微處理器模塊 進(jìn)行測(cè)向運(yùn)算；同時(shí)，收發(fā)天線接收到的信標(biāo)機(jī)發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)，輸入接 收機(jī)模塊進(jìn)行低噪放、下變頻、帶通濾波處理，進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)信號(hào)送入 微處理器模塊解碼，得到信標(biāo)信息；微處理器模塊將信標(biāo)信息、測(cè)向結(jié)果 數(shù)據(jù)、接收機(jī)模塊送來(lái)的信號(hào)強(qiáng)度指示數(shù)據(jù)及GPS接收機(jī)送來(lái)的GPS位置 信息一同打包輸出至人機(jī)交互單元的控制器進(jìn)行顯示；落水者距離搜索船 的位置即可在搜索機(jī)的顯示屏幕上顯示，如圖4所示，其中圓心即為搜索 船的位置，五星即是落水者相對(duì)搜索船的位置。同時(shí)，微處理器模塊依據(jù) 信標(biāo)信號(hào)及控制器送來(lái)的指令信息，對(duì)下一次詢問(wèn)數(shù)據(jù)編碼，切換收發(fā)開(kāi) 關(guān)，發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)。
權(quán)利要求1、海上個(gè)人應(yīng)急示位跟蹤設(shè)備，其特征在于所述海上個(gè)人應(yīng)急示位跟蹤設(shè)備主要由個(gè)人便攜式信標(biāo)機(jī)和船/飛機(jī)載搜索機(jī)兩部分組成；搜索機(jī)安裝在搜救直升機(jī)和搜救船上，信標(biāo)機(jī)由船員隨身攜帶；所述信標(biāo)機(jī)主要包括電源供電控制電路、微處理器模塊、聲光系統(tǒng)、通信模塊；所述電源供電控制電路包含有手動(dòng)開(kāi)關(guān)和自動(dòng)開(kāi)關(guān)，用于手動(dòng)或自動(dòng)開(kāi)啟工作；所述電源供電控制電路分別與微處理器模塊、聲光系統(tǒng)、通信模塊相連進(jìn)行供電；所述微處理器模塊與聲光系統(tǒng)相連用于將聲光驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入聲光系統(tǒng)；所述微處理器模塊與通信模塊相連用于接收搜索機(jī)的詢問(wèn)信號(hào)并將信標(biāo)信號(hào)傳輸?shù)剿阉鳈C(jī)；所述搜索機(jī)主要由微處理器模塊、人機(jī)交互單元、通信模塊、無(wú)線電測(cè)向模塊以及GPS接收機(jī)組成；所述GPS接收機(jī)與微處理器模塊相連，用于GPS定位；所述微處理器模塊與通信模塊相連，用于發(fā)射詢問(wèn)信號(hào)并接收信標(biāo)機(jī)的信標(biāo)信號(hào)；所述微處理器模塊與人機(jī)交互單元相連，用于接收指令、發(fā)出報(bào)警并顯示搜索目標(biāo)的位置。
2、 按照權(quán)利要求1所述的海上個(gè)人應(yīng)急示位跟蹤設(shè)備，其特征 在于所述信標(biāo)機(jī)還包括GPS接收機(jī)；所述GPS接收機(jī)與微處理器模 塊中的數(shù)據(jù)處理/編碼模塊相連用于輸入GPS定位數(shù)據(jù)，該GPS定位 數(shù)據(jù)經(jīng)微處理器模塊編碼后經(jīng)無(wú)線電信號(hào)發(fā)射機(jī)模塊調(diào)制放大后通 過(guò)天線傳送給搜索機(jī)。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的海上個(gè)人應(yīng)急示位跟蹤設(shè)備，其特征在于所述信標(biāo)機(jī)的各個(gè)單元組成如下所述聲光系統(tǒng)主要包括發(fā)光裝置和聲響裝置；所述微處理器模塊主要包括數(shù)據(jù)處理/編碼模塊、與聲光系統(tǒng)連 接用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置的光源驅(qū)動(dòng)模塊、與聲響裝置連接的聲音編碼模 塊；所述通信模塊主要包括接收機(jī)模塊、發(fā)射機(jī)模塊、收發(fā)開(kāi)關(guān)以 及天線；所述收發(fā)開(kāi)關(guān)用于接受微處理器模塊的控制信號(hào)對(duì)天線進(jìn)行 收發(fā)切換；所述接收機(jī)模塊將天線接收到的詢問(wèn)信號(hào)解調(diào)后輸入微處 理器模塊的數(shù)據(jù)處理/編碼模塊進(jìn)行解碼；所述發(fā)射機(jī)模塊將從微處 理器模塊的數(shù)據(jù)處理/編碼模塊接收到的編碼信號(hào)進(jìn)行調(diào)制放大后通 過(guò)天線向外發(fā)射。
4、按照權(quán)利要求3所述的海上個(gè)人應(yīng)急示位跟蹤設(shè)備，其特征 在于所述搜索機(jī)的各個(gè)單元組成如下所述人機(jī)交互單元主要包括鍵盤、顯示器、聲光報(bào)警器、控制器；所述通信模塊主要包括接收機(jī)模塊、發(fā)射機(jī)模塊、收發(fā)開(kāi)關(guān)、 收發(fā)天線；所述收發(fā)開(kāi)關(guān)用于接受微處理器模塊的控制信號(hào)對(duì)收發(fā)天 線進(jìn)行收發(fā)切換；所述無(wú)線電測(cè)向模塊主要包括三單元天線陣列及后端處理單元；所述測(cè)向天線系統(tǒng)接收到的三路測(cè)向信號(hào)輸入后端處理單元進(jìn) 行低噪放大、帶通濾波、限幅放大后，同時(shí)進(jìn)行A/D采樣，數(shù)據(jù)輸入 微處理器模塊進(jìn)行測(cè)向運(yùn)算；所述另一路的收發(fā)天線接收到的信標(biāo)機(jī)發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)，輸入接收機(jī)模塊進(jìn)行低噪放、下變頻、帶通濾波處 理，進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)信號(hào)送入微處理器模塊解碼，得到信標(biāo)信息；微 處理器模塊將信標(biāo)信息、測(cè)向結(jié)果數(shù)據(jù)、接收機(jī)模塊送來(lái)的信號(hào)強(qiáng)度 指示數(shù)據(jù)及GPS接收機(jī)送來(lái)的GPS位置信息一同打包輸出至人機(jī)交互 單元的控制器進(jìn)行顯示；同時(shí)，微處理器模塊依據(jù)信標(biāo)信號(hào)及控制器 送來(lái)的指令信息，切換收發(fā)開(kāi)關(guān)，將已編碼的下一次詢問(wèn)數(shù)據(jù)輸入發(fā) 射機(jī)模塊，通過(guò)收發(fā)天線發(fā)送詢問(wèn)信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及個(gè)人使用的海上呼救設(shè)備。所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)目前對(duì)實(shí)施人員救援手段落后問(wèn)題，提供一種海上個(gè)人應(yīng)急示位跟蹤設(shè)備，便于救援人員發(fā)現(xiàn)落水者，以提高救援的成功概率。其特征在于其主要由個(gè)人便攜式信標(biāo)機(jī)和船/飛機(jī)載搜索機(jī)兩部分組成；搜索機(jī)安裝在搜救直升機(jī)和搜救船上，信標(biāo)機(jī)由船員隨身攜帶；搜索機(jī)發(fā)出詢問(wèn)信號(hào)，落水者攜帶的信標(biāo)機(jī)收到詢問(wèn)信號(hào)后，發(fā)出無(wú)線電信標(biāo)信號(hào)，為海上救助隊(duì)伍提供落水者的方位和距離信息。救援人員通過(guò)搜索機(jī)測(cè)量信標(biāo)信號(hào)的方位和距離，快速確定落水人員的位置，大大提高救援成功率；加快救助進(jìn)程，改變依靠肉眼觀測(cè)搜救，搜救時(shí)間長(zhǎng)、效果差的現(xiàn)狀。
文檔編號(hào)G01S3/14GK201302609SQ20082015248
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者嚴(yán)小商, 歐陽(yáng)慧, 冰 趙 申請(qǐng)人:上海無(wú)線電設(shè)備研究所