一种基于LoRa通信技术的海上落水求救报警系统的制作方法

本实用新型涉及海上求救报警技术领域，特别地，涉及一种基于LoRa通信技术的海上落水求救报警系统。

背景技术：

据统计，全世界每年约有万人在海难事故中丧生。海上作业是一种高风险的行为，它受到当时的海况、气象、海上环境和作业设施的状况等诸多因素的影响。船舶在海上航行如果遭遇到台风、风、结冰、大雾等恶劣气象和海况，有可能发生碰撞、触礁、翻船、搁浅事故，甚至有可能因为火灾、爆炸等原因而致使船舶沉没。

在遭遇海难时，落水人员能否最终获救，不仅与当时的天气状况和海洋环境、落水者的求生意志和自我保护措施有关，还与相关海上搜救力量是否能在尽可能短的时间内采取有效的搜救和救援措施有很大关系。如何在短时间内使海上遇险人员脱离险境，降低损失，保障人民群众的生命安全就成为海上救援队伍工作的重点和难点。

目前，在执行海上落水人员搜救任务中，海上救援队伍主要依靠的是人眼寻找、声音回应来确定落水人员位置，其效率和准确率都较低。同时，也存在一种佩戴在救生衣上或者人员身上的救生示位标设备。该设备并通过AIS(船舶自动识别系统)将求救信号(求救信息与位置信息)发送出去，从而达到求救的目的；但是该设备成本较高，体积和功耗都较大，且信号发送方式单一，通信范围十分有限(半径4海里)。如果在落水人员附近没有船舶可能很难得到救援，甚至无法让外界人员知道落水人员的险情，造成很大的生命危险。业内急需一种基于LoRa通信技术的海上落水求救报警系统的新型技术。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种基于LoRa通信技术的海上落水求救报警系统，以解决对于落水人员搜救难、求救信号通信方式单一、通信距离低等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于LoRa通信技术的海上落水求救报警系统，包括至少一个落水求救终端、落水搜救终端和监控搜救中心；落水求救终端、落水搜救终端和监控搜救中心三者间通过电磁信号连接通信；

所述落水求救终端包括北斗定位模块A、LoRa射频模块A、信息处理模块A和触发模块；所述北斗定位模块A、LoRa射频模块A和触发模块分别与所述信息处理模块A连接；北斗定位模块A用于获取落水求救终端位置信息；触发模块用于落水求救终端遇水自动求救报警和人工手动求救报警；信息处理模块A用于求救信息和北斗定位模块A的位置信息的编码处理，并控制LoRa射频模块A实现求救信息和位置信息的发送；

所述落水求救终端包括电源供电模块A，所述电源供电模块A分别与北斗定位模块A、LoRa射频模块A和信息处理模块A连接，用于落水求救终端的供电。

所述落水搜救终端包括数据采集模块、数据报警控制模块和数据转发模块；所述数据采集模块和数据转发模块分别与所述数据报警控制模块连接；数据采集模块用于采集搜救终端设备周边所有落水求救终端的求救信号以及自身搜救终端设备的位置信息和求救信息，并将采集的所有求救信号传输到数据报警控制模块；数据报警控制模块用于落水求救终端求救信号的解析显示与编码以及自身搜救终端的求救信息和位置信息的编码处理，并控制数据转发模块将编码处理后的求救信号发送至监控搜救中心，寻求远程帮助；

所述监控搜救中心包括卫星通信基站和AIS基站，通过卫星通信基站和AIS基站实时、自动收集海上落水求救终端和落水搜救终端的求救信息和位置信息，准确显示落水的位置信息以及落水位置周边存在的船只和搜救设备信息，并发出警报，通知周边的船只和搜救设备进行搜救以及自身组织搜救队伍实施搜救。

优选的，所述数据采集模块包括北斗定位模块B、LoRa射频模块B和LoRaWAN网关模块；所述数据报警控制模块包括信息处理模块B和连接在信息处理模块B上的蓝牙模块；所述数据转发模块包括AIS系统和北斗短报文模块；

所述LoRa射频模块B与LoRaWAN网关模块连接；北斗定位模块B和LoRaWAN网关模块分别与所述信息处理模块B连接，信息处理模块B再分别与所述AIS系统和北斗短报文模块连接；所述北斗定位模块B用于获取该搜救终端设备的位置信息，LoRa射频模块B和LoRaWAN网关模块自动对搜救终端设备周边所有落水求救终端的求救信号以及自身搜救终端设备的位置信息和求救信息的采集，并将采集的所有求救信号传输到信息处理模块B中；

所述蓝牙模块用于外设终端的连接，通过外设终端能实时显示落水求救终端的实时位置，便于搜救设备进行搜救；信息处理模块B用于落水求救终端求救信号的解析显示与编码以及自身求救信息和位置信息的编码处理，并控制AIS系统和北斗短报文模块将编码后的求救信号发送至监控搜救中心，寻求远程帮助；其中，AIS系统用于将信息处理模块B解析以及编码处理后的求救信息和位置信息传送至周边其他搜救设备和监控搜救中心；北斗短报文模块用于远海无信号区域的通信，实现求救信息和位置信息的超远距离通信；

所述落水搜救终端包括电源模块B，电源模块B分别与LoRaWAN网关模块、信息处理模块B和北斗短报文模块连接，用于落水搜救终端的供电。

优选的，所述监控搜救中心还包括服务器、显示器以及移动终端设备；所述卫星通信基站和AIS基站均与服务器连接，显示器和移动终端也与所述服务器连接；通过卫星通信基站和AIS基站对求救信息和位置信息的处理，所述服务器、显示器以及移动终端设备能准确显示落水求救终端和落水搜救终端的落水信息以及落水求救终端和落水搜救终端落水位置信息周边存在的船只和搜救设备，并发出警报，通知落水位置信息周边的船只和搜救设备进行搜救以及自身组织搜救队伍实施搜救。

优选的，所述落水求救终端还包括漂浮防水外壳、高亮LED灯A和绑定装置；落水求救终端通过绑定装置能安装在救生衣或佩戴在落水人员身上，并有漂浮、防水的基本功能；当落水信息发出后，落水求救终端的高亮LED灯A不断闪烁，便于搜救人员和搜救设备夜晚对落水人员的快速定位。

优选的，所述落水搜救终端还包括外置天线和高亮LED灯B；所述外置天线用于配合数据转发模块实现求救信号的超远距离通信；当求救信号发出后，落水求救终端的高亮LED灯B不断闪烁，便于搜救人员和搜救设备对落水搜救终端的快速定位。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供了一种基于LoRa通信技术的海上落水求救报警系统，包括落水求救终端、落水搜救终端和监控搜救中心；其中，所述落水求救终端通过LoRa射频模块A实现落水人员的求救信息和位置信息的远距离发送；所述落水搜救终端用于采集与解析落水求救终端的求救信息和位置信息，并通过北斗短报文模块实现落水求救终端的求救信息和位置信息的超远距离通信，便于自身以及附近搜救设备、人员进行搜救；以及自身终端设备落水后的求救信息和位置信息的超远距离通信，便于其他搜救设备、队伍进行搜救；所述监控搜救中心用于实时、自动收集海上落水求救终端、落水搜救终端的求救信息和位置信息，准确显示落水的位置信息以及周边存在的船只和搜救设备信息，并发出警报，通知附近搜救设备、人员进行搜救以及自身实施搜救；三者协同作用构成了一个完备的海上落水求救报警系统。

(2)本实用新型的落水求救终端通过LoRa射频模块A功耗低进行无线通信，具有信息传送可靠，通信距离远(15海里)的性能，同时，落水求救终端具备体积小、功耗低、成本低等特点，通过绑定装置能安装在救生衣或佩戴在落水人员身上，便携方便，大大增加了该设备在海上人员搜救中的适用性和推广性且有效克服了现有技术中单个落水示位标设备制造成本高、功耗和体积大、且无法远距离通信、求救可靠性低的问题；增加了海上搜救的成功率。

(3)本实用新型的落水搜救终端，通过外置天线配合AIS系统和北斗短报文模块进行无线通信，其中，AIS系统用于将信息处理模块B解析以及编码的求救信息和位置信息传送至周边其他搜救设备和监控搜救中心，对于通讯中断无信号的远海区域，能通过设置的北斗短报文模块实现求救信号的超远距离通信，进一步确保信息传送的可靠性；同时，落水搜救终端能安装在多种场景：安装在沿岸海岸线上的高层建筑物上，安装船只上，安装在海上浮标上等地方，通过在不同场景上安装本落水搜救终端，能实现全海域任意位置的求救信号的自动采集、解析与发送，具有非常高的可靠性；有利于附近的搜救设备以及岸基的监控搜救中心快速实施搜救，大大增加海上搜救的成功率。

(4)本实用新型的监控搜救中心通过卫星通信基站、AIS基站、服务器、显示器以及移动终端设备的协同作用，能实时、自动收集海上落水求救终端和落水搜救终端的求救信息和位置信息，准确显示落水的位置信息以及落水的位置信息周边存在的船只和搜救设备的信息，并发出警报，通知周边存在的船只和搜救设备及时进行救援，对于比较重大的落水事故，监控搜救中心能作为搜救大本营，再通知附近搜救设备、人员进行搜救的同时自身能组织安排大规模的搜救队伍、搜救设备进行施救，避免造成大的人员伤亡以及损失。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型一种基于LoRa通信技术的海上落水求救报警系统的原理示意图；

图2是本实用新型落水求救终端的示意框图；

图3是本实用新型落水搜救终端的示意框图；

其中：1、落水求救终端，1.1、北斗定位模块A，1.2、LoRa射频模块A，1.3、信息处理模块A，1.4、触发模块，1.5、电源模块A，2、落水搜救终端，2.1、数据采集模块，2.11、北斗定位模块B，2.12、LoRa射频模块B，2.13、RaWAN网关模块，2.2、数据报警控制模块，2.21、蓝牙模块，2.22、信息处理模块B，2.3、数据转发模块，2.31、AIS系统，2.32、北斗短报文。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型能根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1至图3，本实用新型一种基于LoRa通信技术的海上落水求救报警系统，包括落水求救终端1、落水搜救终端2和监控搜救中心3；落水求救终端、落水搜救终端和监控搜救中心三者间通过电磁信号连接通信；所述落水求救终端用于发送落水人员的求救信息和位置信息；所述落水搜救终端用于采集与解析落水求救终端的求救信息和位置信息，并实现落水求救终端的求救信息和位置信息的超远距离通信，便于通知落水求救终端附近的搜救设备、人员以及自身设备进行搜救；落水搜救终端还能实现自身设备落水后求救信息和位置信息的超远距离通信，便于获得其他搜救设备对自身进行搜救；所述监控搜救中心用于实时、自动收集海上落水求救终端和落水搜救终端的求救信息和位置信息，准确显示落水求救终端和落水搜救终端的落水的位置以及落水求救终端、落水搜救终端落水位置周边的船只和搜救设备信息，并发出警报，通知周边的船只和搜救设备、人员进行搜救以及自身组织搜救队伍进行搜救。

如图2所示，所述落水求救终端包括北斗定位模块A1.1、LoRa射频模块A1.2、信息处理模块A1.3和触发模块1.4；所述信息处理模块A分别与北斗定位模块A1.1、LoRa射频模块A1.2和触发模块连接；其中，北斗定位模块A具备北斗、GPS、GLONASS导航卫星信号接收能力，能实现可靠的、高精度的定位功能；触发模块用于落水求救终端遇水自动求救报警和人工手动求救报警；LoRa射频模块A用于求救信息和位置信息远距离的无线通信；信息处理模块A用于求救信息和位置信息的收集和编码，并控制LoRa射频模块A实现求救信息和位置信息发送；

所述落水求救终端还包括漂浮防水外壳、高亮LED灯A和绑定装置；落水求救终端通过绑定装置能安装在救生衣或佩戴在落水人员身上，并有漂浮、防水的基本功能；当落水信息发出后，落水求救终端的高亮LED灯A不断闪烁，便于搜救人员和搜救设备夜晚对落水人员的快速定位；所述落水求救终端还包括电源模块A，所述电源供电模块A1.5分别与北斗定位模块A1.1、LoRa射频模块A1.2和信息处理模块A1.3连接；用于落水求救终端的供电。

本落水求救终端实现了落水人员的求救信息和位置信息远距离的可靠性发送，并支持将求救信号通过落水搜救终端发送至岸基的监控搜救中心，且单个落水求救终端具备通信距离远、功耗低、体积小、成本低等特点，大大增加了该设备在海上人员搜救中的适用性和推广性；落水求救终端有效克服了现有技术中单个落水示位标设备制造成本高、功耗和体积大、且无法远距离通信、求救可靠性低的问题；大大增加了海上搜救的成功率。

如图3所示，所述落水搜救终端包括数据采集模块2.1、数据报警控制模块2.2，数据转发模块2.3；所述数据报警控制模块分别与数据采集模块和数据转发模块连接；数据报警控制模块用于落水求救终端求救信号的解析显示以及自身搜救终端的求救信息和位置信息的采集与编码，并控制数据转发模块将编码后的求救信号发送至监控搜救中心，寻求远程帮助；

所述数据采集模块2.1包括北斗定位模块B2.11、LoRa射频模块B2.12和LoRaWAN网关模块2.13；所述数据报警控制模块2.2包括信息处理模块B2.22和连接在信息处理模块B上的蓝牙模块2.21；所述数据转发模块2.3包括AIS系统2.31和北斗短报文模块2.32；

所述LoRa射频模块B与LoRaWAN网关模块连接；北斗定位模块B和LoRaWAN网关模块分别与所述信息处理模块B连接，信息处理模块B再分别与所述AIS系统和北斗短报文模块连接；所述北斗定位模块B用于获取该搜救终端设备的位置信息，LoRa射频模块B和LoRaWAN网关模块自动对搜救终端设备周边所有落水求救终端的求救信号以及自身搜救终端设备的位置信息和求救信息的采集，并将采集的所有求救信号传输到信息处理模块B中；

所述蓝牙模块用于外设终端的连接，通过外设终端能实时显示落水求救终端的实时位置，便于搜救设备进行搜救；信息处理模块B用于落水求救终端求救信号的解析显示与编码以及自身搜救终端求救信息和位置信息的编码处理，并控制AIS系统和北斗短报文模块将编码后的求救信号发送至监控搜救中心，寻求远程帮助；其中，AIS系统用于将信息处理模块B解析以及编码处理后的求救信息和位置信息传送至周边其他搜救设备和监控搜救中心；北斗短报文模块用于远海无信号区域的通信，实现求救信息和位置信息的超远距离通信；

所述落水搜救终端包括电源模块B2.4，电源模块B分别与LoRaWAN网关模块、信息处理模块B和北斗短报文模块连接，用于落水搜救终端的供电。

所述落水求救终端还包括漂浮防水外壳、高亮LED灯A和绑定装置；落水求救终端通过绑定装置能安装在救生衣或佩戴在落水人员身上，并有漂浮、防水的基本功能；当落水信息发出后，落水求救终端的高亮LED灯A不断闪烁，便于搜救人员和搜救设备夜晚对落水人员的快速定位；所述落水求救终端还包括电源模块A，用于落水求救终端的供电。

本落水搜救终端能安装在多种场景；安装在沿岸海岸线上的高层建筑物上，对沿岸海边的落水求救信号进行采集、转发；

安装船只上，能实现对船只、人员的位置信息和求救信息进行采集、发送，同时对船只周边的求救信号进行采集、解析和转发；

安装在海上浮标上，能实现对浮标周围大范围内的船只、人员的求救信号采集和转发；

通过在不同场景上安装本落水搜救终端，能实现全海域任意位置的求救信号的自动采集、解析与发送，具有非常高的可靠性；以便附近的搜救设备以及岸基的监控搜救中心快速实施搜救，增加海上搜救的成功率。

所述监控搜救中心3还包括卫星通信基站、AIS基站、服务器3.33、显示器3.31以及移动终端设备3.32；所述卫星通信基站和AIS基站均与服务器连接，显示器和移动终端也与所述服务器连接；通过卫星通信基站和AIS基站对求救信息和位置信息的处理，所述服务器、显示器以及移动终端设备能准确显示落水求救终端和落水搜救终端的落水信息以及落水求救终端和落水搜救终端落水位置信息周边存在的船只和搜救设备，并发出警报，通知落水位置信息周边的船只和搜救设备进行搜救以及自身组织搜救队伍实施搜救。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型能有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。