一种户外救援系统及其使用方法
【专利摘要】本发明属于通信技术领域，具体提供了一种户外救援系统，以及系统的使用方法。系统包括用户使用的发射器，和架设在固定位置上的中继站，系统中可以只有一个中继站，也可以有多个中继站，根据需要覆盖的范围来确定；发射器用户随身携带，用于与群组成员联系，并且在紧急情况下求救。当用户出现紧急情况时，通过发射器将求救信息发送出去，中继站接收到求救信号，将信息转发到救援中心以及用户的求救对象，从而提供双重的求救保险。中继站转发的方式是通过GSM实现的，即通过短信或者GPRS网络转发求救信息；中继站的安装位置是需要有信号覆盖。
【专利说明】
一种户外救援系统及其使用方法
技术领域
[0001]本发明属于通信技术领域，涉及一种户外救援系统及其使用方法。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的发展，手机已经成为人们日常交流的必备工具，尤其是随着互联网的发展以及3G4G网络的普及与覆盖率增大，手机移动终端已与人们的生活紧密相连，密不可分。虽然，现在的基站设备覆盖范围很大，几乎能满足日常生活中的所有需求，但是，对基站的依赖就决定了其在应急情况下不能很好的发挥功能，尤其是在遇到自然灾害、基站因为电力系统、网络硬件设备等其他问题，无法再提供中继服务时，手机将无法使用，通信将完全中断，给应急救援带来极大的不便;同时，在山区、景区等一些想对偏僻的地段，供应商出于成本考虑，基站覆盖想对较差，尤其在大山深处，极容易出现手机无信号的状况，通信中断会使户外运动者的情况无法及时传达出去，遇到意外情况，甚至威胁到生命安全。对讲机作为一种不需要基站辅助的通信设备，在户外运动中具有突出的作用。现在户外运动者所使用的对讲机，高端机功能相对复杂，一般用户入门困难，而且成本高。低端机在传输距离、传输效果上又会大打折扣。而且，各人所持的不同对讲机，又不能很好的统一起来，互联互通，从而导致其救援效果相对较差，无法满足救援的需求。
[0003]针对这种情况，本发明提供了一种户外救援系统，以及系统的使用方法。系统包括用户使用的发射器，和架设在固定位置上的中继站，系统中可以只有一个中继站，也可以有多个中继站，根据需要覆盖的范围来确定;发射器用户随身携带，用于与群组成员联系，并且在紧急情况下求救。当用户出现紧急情况时，通过发射器将求救信息发送出去，中继站接收到求救信号，将信息转发到救援中心以及用户的求救对象，从而提供双重的求救保险。中继站转发的方式是通过GSM实现的，即通过短信或者GPRS网络转发求救信息；中继站的安装位置是需要有信号覆盖。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种通信系统用于应急救援，可及时获取用户的求救信号并进行救援，同时，优化求救信息，从而提高通信效率。
[0005]为此，本发明提供了一种户外救援系统，包括至少一个发射器和至少一个中继站，所述发射器为用户携带用于通信及发送求救信息的设备，具有射频发射模块;所述中继站用于接收求救信息及向外发送信息，具有射频接收模块；中继站架设在户外的海拔较高的山顶，发射器和中继站之间通过射频传输信息；
所述的发射器上有用于获取本地位置坐标、生成向所述中继站发送的求救信息的数据生成模块，数据生成模块与射频发射模块对应电气连接；
所述的中继站上有可使用S頂卡的信息服务模块，通过手机基站与其他设备进行通信，信息服务模块与射频接收模块对应电气连接。
[0006]上述系统，还包括救援中心，所述的救援中心可以是以下两种组织形式， (1)个人的手机，接收中继站转发的求救信号，联系第三方机构救援；
(2)第三方救援机构，有专用的短信息接收报警及GPRS数据服务器。
[0007]上述系统，所述的向中继站发送的求救信息为发射器自身的位置坐标。
[0008]上述系统，所述的求救信息还包括求救对象的信息。
[0009]上述系统，所述的求救对象的信息为电话号码，信息服务模块通过短信将求救信息发送出去。
[0010]上述系统，所述的信息服务模块通过GPRS将求救数据发送出去。
[0011 ]上述系统，所述的信息服务模块为包括GSM单元和射频单元，信息可通过GSM单元或者射频单元进行转发。
[0012]上述系统，所述发射器的数据生成模块，获取本地的位置坐标为GPS坐标，其获取GPS坐标的方法为下述两种方式中的一种，
(1)数据生成模块自身带有GPS功能，通过自身GPS单元获取GPS坐标；
(2)数据生成模块带有能与第三方具有GPS功能的设备通信的通信单元，通过第三方设备获取GPS坐标。
[0013]上述系统，所述的发射器为对讲机。
[0014]上述系统的使用方法，包括以下步骤，
SI，发射器获取自身的位置信息，将自身的位置信息和求救对象的信息组合为求救信息，向外发送出去；
S2，中继站接收到发射器发送的求救信息；
S3，中继站通过信息服务模块，将求救信息转发至救援中心；
S4，中继站解析求救信息，获取求救的位置坐标和求救对象的信息；
S5，将求救的位置坐标和救援中心的信息发送至求救对象。
[0015]本发明的有益效果是:通过中继站，可以更加灵敏的获取用户的求救信息，更好的保证在覆盖范围内的用户的安全；同时，通过组合的八木天线，进一步提高接收的灵敏度，保证在各个方位上的信息接收。将用户的求救信息通过GSM模块同时发送到救援中心和求救对象，保证求救信息能及时被获取，通信的可靠性高。更进一步的，如果需要更大的覆盖范围，可以采用多个中继站协同服务，增加覆盖范围，而且，通过求救对象与救援中心的沟通，可以提高救援效率，保证用户安全;具有十分重要的意义。
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0017]如图1是本发明一种实施方式景区应急救援系统的示意图；
如图2是本发明一种实施方式中继站的结构示意图；
如图3是本发明一种实施方式全向天线的结构示意图；
附图标记:1、全向天线;2、接收模块;3、MCU模块;4、GSM模块;5、电源模块。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
一种户外救援系统，特别适用于景区的救援系统，包括架设在景区范围内最高位置的中继站和景区内用户使用的发射器，该发射器为对讲机。该救援系统的设计示意图，如图1所示。以中继站为中心，建立直角坐标系，所示圆形虚线以中继站为圆心，表征了中继站接收信息的覆盖范围，保证景区的范围全部被覆盖到。
[0019]如图2所示，是中继站的结构示意图。中继站包括由多个八木天线连接构成的全向天线1、用于接收求救信息的接收模块2、用于进行信息处理的MCU模块3、用于对接收的求救信息进行转发的GSM模块4以及用于中继站供电的电源模块5构成。由对讲机发送的求救信息，经由全向天线I接收后进入接收模块2;所述接收模块2与对讲机具有相类似的电路结构，可对对讲机发送的信息进行解调;经接收模块2解调后的信号输入到MCU模块3进行数据解析，转化为固定的数据格式后，经由GSM模块，转发出去。电源模块5用于给中继站供电。如图3是全向天线的结构示意图。
[0020]安装时，将中继站安装在景区的最高位置点上，一般位于最高峰的峰顶，安装时，需保证在该点位置上的信号，即需保证安装位置上有GSM信号。由于峰顶的位置一般都无人值守，所以所使用的电源模块5为太阳能电池板和锂电池的组合方式，并自动进行电源监测，并以固定的时间将电量的余量通过GSM模块发送至救援中心。在GSM模块中，预先存储了救援中心的电话，固定将信息发送至该存储的号码上。
[0021 ]当用户在景区内出现紧急情况，需要求救时，用户需对外发送求救信息，该信息为自己当前位置的信息。由于只有发送了位置坐标，救援中心才能发现求救者并进行相关的救援，因此，用户的对讲机需自带GPS功能，或者带有能与第三方具有GPS功能的设备通信的通信单元，通过第三方设备获取GPS坐标。如果对讲机带有GPS功能，发生意外情况时，用户通过自身对讲机的GPS模块，获取当前位置的GPS坐标，并将GPS坐标发送出去。
[0022]在中继站覆盖的范围内，中继站接收到用户的求救信息，即可获取用户的GPS坐标，从而可以知道用户的具体位置;通过GSM模块4直接将求救信息发送至救援中心，这样做的目的是保证救援中心能在第一时间接收到求救信号，尽快的进行救援安排，避免发生意外。
[0023]如果对讲机本身不具备GPS功能，但是其具备与手机通信的蓝牙单元，通过与手机建立连接，读取手机GPS数据，从而获取当前位置的GPS信息，实现应急求救。
[0024]在上述实施例中，使用的接收模块2需要对对讲机发送的信号进行解调，由于对讲机技术相对成熟，接收模块2配备与对讲机相似的电路即可实现对对讲机信号的接收与解调，对于所述技术领域的技术人员而言，是可轻易获取的技术，属于公知技术。MCU模块，这里采用以意法半导体公司生产的STM32F103为核心的处理模块，这款单片机集成了丰富的片内外设，通过公开的数据手册及本身集成的软件库，完成对数据的拼接、格式转化是通用的技术。GSM模块4采用市场上成熟的S頂900模块，直接通过MCU模块的指令操作即可完成对信息的发送，在网上可以找到相关的公开资料，属于公知技术。当然，这里的GSM模块也可以是WCDMA模块等市场上成熟的其他模块，支持S頂卡，同时可通过手机基站进行信息的传输。除短信的方式外，也可以通过GPRS发送求救信息。电源模块5采用锂电池和太阳能电池板的组合结构，用于提高整个中继站的续航能力，相关的电路连接技术也很成熟，属于公知技术。
[0025]在上述实施例的基础上，进一步的，当要求覆盖的范围足够大时，为了保证求救信息被及时获取，所述的中继站可能有成百上千甚至数万个，中继站的作用是保证用户的求救信息被及时接收到并采取行动，其具体的实施方式与上述实施例的原理相同。这里不再进行描述。
[0026]实施例2
在上述实施例的基础上，进一步的，提出一种景区应急救援系统，包括架设在景区范围内最高位置的中继站和景区内用户使用的发射器，该发射器为对讲机。该救援系统的设计示意图，同样如图1所示。以中继站为中心，建立直角坐标系，所示圆形虚线以中继站为圆心，表征了中继站接收信息的覆盖范围，保证景区的范围全部被覆盖到。救援系统的基本结构及形式与实施例1相同，但是在发送求救信息时，发送的信息不同以及中继站的处理方式不同。
[0027]在实施例1中，用户发送的求救信息只包括自身的GPS坐标，并不指定求救信息的发送对象。在实际的应用中，由于家人或者相对亲密的朋友会大致知道用户的行为动向，例如，在用户进行户外探险或者游玩时，家人相对比较警惕和关注，而救援中心长期处于紧张状态，有可能会造成求救信息的未能及时传达，造成意外。
[0028]因此，在用户发送的求救信息中，包括求救对象的信息，即求救对象的手机号码。预先在对讲机中存储应急求救对象的手机号码，在进行紧急求救时，求救对象的手机号码和GPS坐标一起被发送出去。在中继站覆盖的范围内，中继站接收到用户的求救信息，进行数据解调，获取到用户的GPS坐标以及求救对象的手机号码。一方面，将求救的GPS坐标以及求救对象的手机号码发送至求救中心，同时，将求救的GPS坐标和求救中心的联系方式发送给求救对象。
[0029]一般情况下，用户会将亲人或者朋友的手机号码设置为求救对象，同时将求救信息和救援中心的电话发送至求救对象，一是可以补充由于救援中心未能及时收到求救信息，由求救对象联系救援中心求救，双重保险避免意外;二是，使得求救对象可以及时与救援中心联系，实时获取救援的情况，提高沟通和救援的效率。
[0030]如果对讲机本身不具备GPS功能，但是其具备与手机通信的蓝牙单元，通过与手机建立连接，读取手机GPS数据，从而获取当前位置的GPS信息，实现应急求救。
[0031]在上述实施例中，使用的接收模块2需要对对讲机发送的信号进行解调，由于对讲机技术相对成熟，接收模块2配备与对讲机相似的电路即可实现对对讲机信号的接收与解调，对于所述技术领域的技术人员而言，是可轻易获取的技术，属于公知技术。MCU模块，这里采用以意法半导体公司生产的STM32F103为核心的处理模块，这款单片机集成了丰富的片内外设，通过公开的数据手册及本身集成的软件库，完成对数据的拼接、格式转化是通用的技术。GSM模块4采用市场上成熟的S頂900模块，直接通过MCU模块的AT指令操作即可完成对信息的发送，在网上可以找到相关的公开资料，属于公知技术。当然，这里的GSM模块也可以是WCDMA模块等市场上成熟的其他模块，支持SIM卡，同时可通过手机基站进行信息的传输。除短信的方式外，也可以通过GPRS发送求救信息。电源模块5采用锂电池和太阳能电池板的组合结构，用于提高整个中继站的续航能力，相关的电路连接技术也很成熟，属于公知技术。
[0032]在上述实施例的基础上，进一步的，当要求覆盖的范围足够大时，为了保证求救信息被及时获取，所述的中继站可能有成百上千甚至数万个，中继站的作用是保证用户的求救信息被及时接收到并采取行动，其具体的实施方式与上述实施例的原理相同。这里不再进行描述。
[0033]实施例3
在上述实施例1和实施例2中，GSM模块均是通过短信息服务将求救信息转发。在此基础上，进一步的，可以通过GPRS服务将数据转发。在救援中心，架设有一个用于接收中继站GPRS数据服务的服务器，将该服务器的地址写入到每一个中继站的GSM模块中。当中继站接收到求救信息时，通过MCU模块完成数据的解调，并将求救的信息通过GPRS上传到服务器上。求救中心的人员看到求救的信息后，及时展开救援。通过GSM模块的使用手册，可以完成相关的设置，属于公知技术。
[0034]在上述实施例的基础上，进一步的，中继站可以同时安装SM900模块和对讲机模块。将中继站架设在有GSM信号覆盖的位置，在正常情况下，均采用SM900模块进行求救信息的转发；当发生意外情况，导致手机的基站出现故障时，例如在发生地震或者其他自然灾害时候，GSM模块无信号，无法使用GSM模块发送数据，从而激活对讲机模块，通过射频向外转发求救信息。由于对讲机技术相对成熟，可以采用1846S对讲模块，在业余频点上转发信息。其实施方式与GSM模块相似，这里不再进行描述。
[0035]以上实施例只是基于本发明思路的优选实施方式，并不构成对本发明的任何限制，显然，基于本发明思路，还可以有其他的变化及替代，这些均在本发明的保护之列。
【主权项】
1.一种户外救援系统，包括至少一个发射器和至少一个中继站，所述发射器为用户携带用于通信及发送求救信息的设备，具有射频发射模块;所述中继站用于接收求救信息及向外发送信息，具有射频接收模块；中继站架设在户外的海拔较高的山顶，发射器和中继站之间通过射频传输信息;其特征在于: 所述的发射器上有用于获取本地位置坐标、生成向所述中继站发送的求救信息的数据生成模块，数据生成模块与射频发射模块对应电气连接； 所述的中继站上有可使用S頂卡的信息服务模块，通过手机基站与其他设备进行通信，信息服务模块与射频接收模块对应电气连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括救援中心，所述的救援中心可以是以下两种组织形式， (1)个人的手机，接收中继站转发的求救信号，联系第三方机构救援； (2)第三方救援机构，有专用的短信息接收报警及GPRS数据服务器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的向中继站发送的求救信息为发射器自身的位置坐标。4.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述的求救信息还包括求救对象的信息。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的求救对象的信息为电话号码，信息服务模块通过短信将求救信息发送出去。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的信息服务模块通过GPRS将求救数据发送出去。7.根据权利要求1、5或6所述的系统，其特征在于，所述的信息服务模块为包括GSM单元和射频单元，信息可通过GSM单元或者射频单元进行转发。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射器的数据生成模块，获取本地的位置坐标为GPS坐标，其获取GPS坐标的方法为下述两种方式中的一种， (1)数据生成模块自身带有GPS功能，通过自身GPS单元获取GPS坐标； (2)数据生成模块带有能与第三方具有GPS功能的设备通信的通信单元，通过第三方设备获取GPS坐标。9.根据权利要求1或8所述的系统，其特征在于，所述的发射器为对讲机。10.上述系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤， SI，发射器获取自身的位置信息，将自身的位置信息和求救对象的信息组合为求救信息，向外发送出去； S2，中继站接收到发射器发送的求救信息； S3，中继站通过信息服务模块，将求救信息转发至救援中心； S4，中继站解析求救信息，获取求救的位置坐标和求救对象的信息； S5，将求救的位置坐标和救援中心的信息发送至求救对象。
【文档编号】H04W4/02GK105979481SQ201610249450
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】石强, 安凯, 邵明绪, 胡震文, 李凯文
【申请人】西安拓奇电子科技有限公司, 北京小米移动软件有限公司