一种个人救生定位指示器及作业跟踪定位管理系统的制作方法

本专利属于海事设备技术领域，具体而言涉及一种救生装置，尤其是一种个人救生定位指示器及作业跟踪定位管理系统。

背景技术：

随着航路运输的发展，对于涉水救生设备的需求越来越大。现有技术中已经出来了多种救生设备，其中，用于个人救生的救生定位指示器(AIS-MOB)，能够在个人遇险之后手动或者自动地开启，发出求救信号，从而提高个人的生存几率。

但是，随着技术的发展，作业的环境也发生了很大的变化，不仅仅是在航行的船舶中需要在甲板上进行正常作业，在船舶的制造、修理等领域也需要进行正常作业。在作业时，需要时刻注意作业安全。以船舶为例，甲板作业存在着与陆地工作不同的环境，危险系数较高，另外，船体内部大多是封闭或半封闭的舱室，同时船体空间有限，也容易发生人员有害气体中毒、意外情况下的昏迷等情况。

现有的个人救生定位指示器只能在人员落水等情况下开启求救功能，而对于人员在作业过程中的实时定位需求并不能够满足，而作业的人员对于安全保障具有很大的需求，因此迫切需要一种能够既能在作业过程中进行定位又能够在意外落水时发送求救信号的设备。

技术实现要素：

本专利正是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种救生装置，能够提高作业人员的安全性。

为了解决上述问题，本专利提供的技术方案包括：

一种个人救生定位指示器，包括卫星定位装置、微控制器和信号发射装置；其中：所述卫星定位装置，与所述微控制器连接，用于获取所述个人救生定位指示器的位置信息，并将所述位置信息发送至所述微控制器；所述微控制器，接收所述定位装置发送的位置信息，将所述位置信息按照标准AIS协议编码后按照预约时隙发送给所述信号发射装置；所述信号发射装置，与所述微控制器连接，接收所述微控制器发送的编码信息，并产生于所述位置信息相关的AIS信号；所述个人救生定位指示器还包括：Zigbee短距离通信定位模块，基于I EEE802.15.4标准的低功耗局域网协议进行短距离定位；使得所述个人救生定位指示器与短距离通信网络进行通讯，并依据该通信网络，进行定位所述个人救生定位指示器。

优选地，所述短距离通信定位模块包括Zigbee通信模块，所述Zigbee通信模块用于将所述个人救生定位指示器与Zigbee网络通信。

优选地，所述个人救生定位指示器包括第一电源和第二电源；所述第一电源单独为所述卫星定位装置、微控制器、信号发射装置和水下水声换能装置供电；所述第二电源单独为所述短距离通信定位模块供电。

根据本专利的另外一个方面，提供了一种作业跟踪定位管理系统，所述系统包括：个人救生定位指示器，所述个人救生定位指示器，如上中任一项所述；短距离通信网络设备，所述短距离通信网络设备根据距离与所述个人救生定位指示器中的短距离通信定位模块通信；服务器，所述服务器与所述短距离通信网络设备通信连接，确定所述个人救生定位指示器的位置。

本专利采用上述技术方案在作业时通过短距离通信定位模块进行定位和通信，在落水后使用已有AIS-MOB上的通信模块进行通信，这样就能够在正常的作业时也可以监控工作人员的位置避免发生危险，在落水后可以根据水上的位置信息提供及时的营救方案。

附图说明

图1是本专利具体实施方式中一种个人救生定位指示器的结构图。

图2是本专利具体实施方式中一种作业跟踪定位管理系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本专利的具体实施方式进行详细说明，需要指出的是，该具体实施方式仅仅是对本专利保护范围的举例，并不能理解为对本专利保护范围的限制。

实施例一

如图1所示，本具体实施例提供了一种个人救生定位指示器，所述个人救生定位指示器包括AIS-MOB单元和短距离通信单元：

所述AIS-MOB单元，用于在人员遇水时发送定位和搜救信号，例如，一种优选的AIS-MOB单元包括：卫星定位装置1、微控制器2、AIS发射装置3、水声换能装置4、水上水下检测开关5以及第一电源6。

其中，所述卫星定位装置1，与微控制器2连接，用于获取当前位置信息，并发送至微控制器2。卫星定位装置1可以为GPS定位模块、GNSS(全球导航卫星系统)定位模块、北斗定位模块中的一种或者多种组合使用，只要能实现定位并获得位置信息的功能即可以。位置信息可以包括当前搜救示位标所在的经纬度信息以及当前时间。

微控制器2，卫星接收定位装置1发送的位置信息，将位置信息进行编码，并按照预约时间将编码后的信息发送给AIS发射装置3。

AIS发射装置3，与微控制器2连接，接收微控制器2发送的编码后信息。AIS发射装置3可以采用现有技术来实现，基本功能是将位置信息按照AIS标准要求，对该位置信息进行数字信号至射频信号的转换，并将转换为射频信号的位置信息封装为标准AIS信号进行发射。具体结构可以包括：AIS调制放大电路，其输入端和微控制器2连接，用于对位置信息依次进行编码、变换、调制以及放大，实现数字信号到射频信号的转换；AIS发射天线，其输入端和AIS调制放大电路的输出端连接，用于完成对所述射频信号的发射。除此之外，AIS发射装置3还可以采用软件无线电的方式进行发射。

水声换能装置4，用于发出声波信号。声波是已知的唯一能够在水中远距离传播的波动，在这方面远比电磁波(如无线电波、光波等)好，能对水面下60米水深、半径100米范围(具体范围可调)内的目标进行准确定位。具体而言，水声换能装置利用晶体(石英或酒石酸钾钠)压电陶瓷(钛酸钡和锆钛酸铅等)的压电效应或铁镍合金的磁致伸缩效应来进行工作的。所谓压电效应，就是把晶体按一定方向切成薄片，并在晶体薄片上施加压力，在它的两端面上会分别产生正电荷和负电荷。反之，在晶体薄片上施加拉伸力时，它的两个端面上就会产生与加压力时相反的电荷。与压电效应相反是电致伸缩效应，即在晶体的两个端面上施加交变电压，晶体就会产生相应的机械变形。可以利用电致伸缩效应和压电效应来产生和接收超声波。

通过在搜救示位标中设置定位装置、微控制器、AIS发射装置以及水声换能装置，在水上可以在微控制器的控制下、利用AIS发射装置发射定位装置获取的位置信息，实现AIS求救信号的发送，可及时为搜救人员提供准确的位置；而在水下可以利用水声换能装置发送声波信号，对目标位置进行准确定位，向搜救人员提供准确的位置，方便搜救人员快速进行救援。

对于水上示位用的卫星定位装置1、微控制器2、AIS发射装置3及水下示位用的水声换能装置4，可以在搜救示位标启动后一直上电运行。为了减少对电能的消耗，优选的，在搜救示位标中设置水上水下检测开关单元5。该水上水下检测开关单元5具有使定位装置1、微控制器2和AIS发射装置3上电工作时水声换能装置14断电停止工作的第一开关位置，和使水声换能装置14上电工作时定位装置1、微控制器2和AIS发射装置3断电停止工作的第二开关位置。也即：在水上水下检测开关单元5处于第一开关位置时，表示此时搜救示位标位于水上(包括水面)，定位装置1、微控制器2和AIS发射装置3上电工作，实现水上示位；而水声换能装置4断电停止工作，避免电能消耗。在水上水下检测开关单元5处于第二开关位置时，表示此时搜救示位标位于水下，水声换能装置4上电工作，实现水下示位；而定位装置1、微控制器2和AIS发射装置3断电停止工作，避免电能消耗。

所述第一电源6单独为所述AIS-MOB单元供电，由于人员遇水的时间具有不确定性，因而，提供单独的第一电源6为AIS-MOB单元供电能够满足人员在落水之后随时能够启动AIS-MOB系统，提高人员的生存几率。

此外，虽然在本实施方式的上述描述中仅仅列举了其中的一些AIS-MOB的模块，但是，在本具体实施方式上还可以为了完成或丰富AIS-MOB的功能添加其他的模块，例如北斗通信模块、移动电话网络通信模块等等。

如图1所示，所述短距离通信单元包括第二电池7以及Zigbee通信模块8。所述第二电池7单独为所述短距离通信单元供电，因为短距离通信单元是在作业人员在作业时提供定位而使用的，因此，作业采用单独的供电系统能够不消耗AIS-MOB单元的电力供应，确保所述AIS-MOB单元的功能和性能。

所述Zigbee通信模块8用于短距离通信，所述Zigbee通信模块8包括Zigbee终端通信模块，所述Zigbee终端根据IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议Zigbee，可以根据距离与位置较近的Zigbee路由器进行通信。因此，如果在作业的环境中的多个位置设置Zigbee路由器，则个人救生定位指示器上的Zigbee终端就会与较近的所述Zigbee路由器进行通信，从而实现通过Zigbee通信定位，而且还可以通过Zigbee进行其他信息的传输。这样当人员在正常的作业时，就能够监控到人员的位置。在正常作业情况下监测所有作业人员的位置，记录人员的轨迹并对关键区域进行实时监控，当作业人员接近危险区域时，给予危险警告等，从而预防安全事故的发生；当发生突发事故时，Zigbee定位系统可以为救援提供实时的反馈和帮助，包括提供人员进出特定区域的次数统计、危险区域人员数量、人员位置信息以及规划救援路径等等，从而尽可能得减轻事故带来的负面影响。

实施例二

本实施例提供了一种作业跟踪定位管理系统，如图2所示。所述作业跟踪定位管理系统包括至少一个个人救生定位指示器9、Zigbee路由器10以及服务器11.

所述个人救生定位指示器9的结构如实施例一所示，因此在本实施例中不再详细描述。所述个人救生定位指示器可以佩戴在作业人员的身体上，也可以设置在作业中相关的设备上。通过所述个人节省定位指示器9确定佩戴主体的位置。

所述Zigbee路由器属于Zigbee网络的设备，所述Zigbee路由器设置在作业环境中预定的位置，协助其他设备加入网络,作为数据跳转、协助子终端设备通讯。

所述服务器与各个Zigbee路由器相连，接受每个个人救生定位指示器中通过Zigbee网络传送来的定位和通信信息。

通过上述结构的系统，在作业时，人员通过所述个人救生定位指示器接入到Zigbee网络，根据个人救生定位指示器与不同Zigbee路由器之间的通信确定个人救生定位指示器的位置，因而在作业过程中可以定位作业人员并协调人员的安全作业。万一人员遇险落水时，可以根据在作业中人员的最后位置信息快速确定对遇险人员的营救方案。

以上实施例仅用以说明本专利的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本专利进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。