一种大桥施工水上船舶通航安全预警系统的制作方法

本实用新型涉及船舶水上通航技术领域，具体为一种大桥施工水上船舶通航安全预警系统。

背景技术：

为了实现船舶的安全航行，航运技术主要采取两种措施，一种是船靠港时依赖于船舶交通管理系统(VTS)，另一种是依赖于船舶避碰规则。雷达一直是这两种措施的主要观测设备，用来检测和识别船只。作为普通雷达的发展，自动雷达标绘仪早已作为现代大型船舶上用于避免碰撞的主要仪器而得到普遍使用，对减少船舶碰撞发挥了重要的作用。随着计算机和通信技术以及自动化技术的发展，船舶自动识别系统作为未来海上识别、检测和通信系统，提高了船舶航行安全，避免了海上碰撞。

无论是传统的雷达、ARPA技术，还是自动识别系统AIS，都是确保海上安全航行、防止碰撞的有力手段。但是从中国目前的实际情况来看，大型商船均配备较为完善的检测系统，而中等船只和一般轻型吨位的渔船，由于现有设备的昂贵，很难大范围得到普及。因此对于中小船只来说，高性价比的防撞系统是必需的。现阶段防撞系统未考虑到船舶与船舶之间或者船舶与障碍物之间的相对速度、船舶之间相对的行驶方向、船舶前后左右不同方向预警距离要求不同这三种情况，而是机械地判断固定的相对距离而达到预警目的，现实应用局限性很大，比如靠码头、船舶并排行驶等正常情况下也会发生预警

目前雷达、ASI等技术应用广泛，并且取得很好的效果，但是对于小型船舶或渔船价格昂贵，并不适用。

技术实现要素：

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种大桥施工水上船舶通航安全预警系统，包括激光测距仪，所述激光测距仪通过电动底座安装在船舶上，所述电动底座采用采用双自由度的电动底座，所述激光测距仪由单片机控制系统控制，所述单片机控制系统连接有显示单元、执行单元、通信单元和声光报警单元，所述显示单元采用LCD液晶显示器，所述执行单元采用一台直流电机和一台四相八拍步进电机控制双自由度的电动底座，所述通信单元由COM串行接口以及其电平转换芯片MAX232组成，根据单片机发出的命令，通过COM串行接口把指令发送到激光测距仪或者从COM串行接口中接收到激光测距仪测量的数据。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述声光报警单元分别采用蜂鸣器和发光二极管实现声和光两种报警方式。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述双自由度的电动底座为水平方向0～355°和垂直方向-90°～+90°的两自由度云台。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述单片机控制系统采用89C52 单片机控制系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用双自由度的电动底座用来支撑测距仪，实现水平方向大范围的测量和垂直方向的高度测量，分别通过一台普通直流电机和一台四相八拍步进电控制，实现水平0～ 355°和垂直方向-90°～+90°的综合探测，具有方向性好、测量精度高、测量速度快、量程远、抗干扰能力强、大气传输性好、对雨雾有一定的穿透力和隐蔽性好等优点，并通过显示单元和声光报警单元实现预警功能，本方案设计简单实用，价格便宜，适用于各类小型船舶或渔船，也适用于大型渔船，功能全面。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型双自由度云台逻辑控制示意图。

图中：1-激光测距仪；2-电动底座；3-单片机控制系统；4-显示单元；5-执行单元；6-通信单元；7-声光报警单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种大桥施工水上船舶通航安全预警系统，包括激光测距仪1，所述激光测距仪1通过电动底座2安装在船舶上，所述电动底座2采用采用双自由度的电动底座，所述激光测距仪1 由单片机控制系统3控制，所述单片机控制系统3连接有显示单元4、执行单元5、通信单元6和声光报警单元7，所述显示单元4采用LCD液晶显示器，所述执行单元5采用一台直流电机和一台四相八拍步进电机控制双自由度的电动底座，所述通信单元6由COM串行接口以及其电平转换芯片MAX232组成，根据单片机发出的命令，通过COM串行接口把指令发送到激光测距仪1或者从COM串行接口中接收到激光测距仪1测量的数据。

所述声光报警单元7分别采用蜂鸣器和发光二极管实现声和光两种报警方式，所述双自由度的电动底座2为水平方向0～355°和垂直方向-90°～+90 °的两自由度云台，所述单片机控制系统3采用89C52单片机控制系统。

单片机控制系统的核心是单片机AT89c52芯片，它带有微处理器CPU，程序存储器EEPROM、数据存储器RAM、输入/输出I/O、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器、串并行接口。

激光测距仪的原理：是利用调制激光的某个参数实现对目标的距离测量的仪器。按照测距方法分为相位法测距仪和脉冲法测距仪，脉冲式激光测距仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。相位法激光测距仪是利用检测发射光和反射光在空间中传播时发生的相位差来检测距离的。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。

双自由度的电动底座采用市面上普通的双自由度平台，其逻辑控制如图2 所示：89C52单片机P1接口的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7控制4路信号实现云台水平和垂直方向的往返运动；P1.4、P1.5实现水平直流电机的电源换相， P1.6、P1.7实现垂直的四相八拍步进电机的电源换相。为确保云台正常工作，在同一时刻，水平和垂直方向电机只能有一个方向供电，74HC126中的4个缓冲(A1～A4)和74LS86中的3个异或门(M1～M3)构成一个封闭逻辑，实现 4路信号的逻辑控制。

具体使用方式及优点：

本实用新型采用双自由度的电动底座用来支撑测距仪，实现水平方向大范围的测量和垂直方向的高度测量，分别通过一台普通直流电机和一台四相八拍步进电控制，实现水平0～355°和垂直方向-90°～+90°的综合探测，具有方向性好、测量精度高、测量速度快、量程远、抗干扰能力强、大气传输性好、对雨雾有一定的穿透力和隐蔽性好等优点，并通过显示单元和声光报警单元实现预警功能，本方案设计简单实用，价格便宜，适用于各类小型船舶或渔船，也适用于大型渔船，功能全面。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。