数据；语音报警设备，连接控制设备，用于在接收到超速报警信号、极度疲劳状态或疲劳状态时，进行相应的语音报警文件播放；其中，所述船速检测设备、所述定位设备、所述控制设备、所述显示设备、所述存储设备和所述语音报警设备位于船舶的前端仪表盘内，所述无线数据收发设备位于船舶船体的头部；其中，每一个换能器向水底发射声波，通过测量声波从发射声波到接收水底回波之间时间间隔获得船舶船底到水底的距离值。
[0012]更具体地，在所述基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统中，将所述定位设备和所述无线数据收发设备集成为一个数据收发子系统。
[0013]更具体地，在所述基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统中，所述定位设备是GPS定位器、格洛纳斯定位器、伽利略定位器或北斗卫星定位器。
[0014]更具体地，在所述基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统中，所述显示设备为液晶显示器LCD，所述存储设备为同步动态随机存储器SDRAM，所述语音报警设备为扬声器。
[0015]更具体地，在所述基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统中，所述红外测距传感器包括多个红外测距单元，分别对各自预定的检测范围进行船舶侧面目标的检测。
【附图说明】
[0016]以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中:
[0017]图1为根据本发明实施方案示出的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统的结构方框图。
[0018]图2为根据本发明实施方案示出的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统的驾驶员状态检测设备的结构方框图。
【具体实施方式】
[0019]下面将参照附图对本发明的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统的实施方案进行详细说明。
[0020]船舶是重要的交通工具和货运设备，相比较陆运和空运来说，虽然船运具有先天的劣势，例如运输时间长、运输效率低下的问题，但是船运具有运力大、价格便宜、运输过程干扰小、运期稳定等优点，适合特殊货物和载重货物的运输，因此，船运一直在运输中占据一席之地。
[0021]但是，对于运营方来说，船舶造价较高，一艘运输船的价格动辄数千万级，同时，船舶的维修费用昂贵，如果在行驶过程中船舶发生碰撞等事故，由于水面交通相对迟缓，水面上维修的技术难度高，导致船舶维修耗时长、造价高。因此，尽量避免船舶事故，是每一个运营方都努力要做的工作。为此，需要为船舶定制预警系统，防范于未然。
[0022]本发明提出的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统，能够高效、全方位地保证船舶行驶速度在危险范围之外，避免水面、水下碰撞事故的发生，同时避免驾驶员疲劳驾驶，提高船舶行驶的安全性。
[0023]图1为根据本发明实施方案示出的基于行驶速度和驾驶员疲劳状态的船舶报警系统的结构方框图，所述船舶报警系统包括以下部件:换能器组件1、测距传感器组件2、船速检测设备3、驾驶员状态检测设备4、控制设备5、无线数据收发设备6、定位设备7、显示设备8、存储设备9和语音报警设备10，控制设备5分别与换能器组件1、测距传感器组件2、船速检测设备3、驾驶员状态检测设备4、无线数据收发设备6、定位设备7、显示设备8、存储设备9和语音报警设备10连接，负责多个设备之间的数据交互，同时，所述船舶报警系统还包括电源设备，以对各个设备进行供电。
[0024]换能器组件I的具体结构为:由四个换能器组成，所述四个换能器分别位于船舶船底四角，每一个换能器基于接收到的船舶行驶速度确定测量精度等级，所述测量精度等级包括特等、Ia等、Ib等和二等，所述四个换能器测量到的船舶船底距离水底最近的距离值作为船底目标距离输出。
[0025]测距传感器组件2的具体结构为:由四个红外测距传感器组成，所述四个红外测距传感器分别安装在船舶的四侧，用于分别检测船舶四侧附近出现的目标距离船体的距离，并将船舶四侧附近出现的目标到船体的距离中最近的距离值作为船侧目标距离输出。
[0026]船速检测设备3，用于检测并输出船舶行驶速度，在船舶行驶速度大于船舶最大允许行驶速度时，发出超速报警信号，在船舶行驶速度恢复到船舶最大允许行驶速度以内时，发出船舶速度正常信号。
[0027]参照图2，驾驶员状态检测设备4的具体结构为，包括设置在驾驶员驾驶位置上方的摄像头41和连接所述摄像头的图像处理设备42，所述图像处理设备42对摄像头41拍摄的驾驶员面部图像进行分析以确定驾驶员的疲劳状态，所述驾驶员的疲劳状态包括极度疲劳、疲劳、亚清醒、清醒、极度清醒五个状态。
[0028]无线数据收发设备6，采用FPGA芯片集成各类4G通信接口，包括LTE标准的移动通信收发接口、WiMax标准的移动通信收发接口和HSPA+标准的移动通信收发接口，所述FPGA芯片为Xilinx公司的Virtex_7型号的芯片。
[0029]定位设备7，用于将船舶的定位数据发送给控制设备5;显示设备8，用于实时显示船舶四侧附近出现的目标到船体的距离、并实时显示所述四个换能器测量到的距离、船舶行驶速度、船舶最大允许行驶速度、驾驶员的疲劳状态、所述摄像头41拍摄的驾驶员面部图像和船舶的定位数据；存储设备9，用于实时存储船舶四侧附近出现的目标到船体的距离、并实时存储所述四个换能器测量到的距离、船舶行驶速度、船舶最大允许行驶速度、驾驶员的疲劳状态、所述摄像头41拍摄的驾驶员面部图像和船舶的定位数据；语音报警设备10，用于在接收到超速报警信号、极度疲劳状态或疲劳状态时，进行相应的语音报警文件播放；
[0030]控制设备5，一方面，基于船底目标距离和船侧目标距离确定船舶最大允许行驶速度，在确定船舶最大允许行驶速度时，可以根据运营方或管理方的需要，为船底目标距离和船侧目标距离灵活设置不同的权重，另一方面，将船速检测设备3输出的船舶行驶速度转发给换能器组件，以便于每一换能器控制自己的测量精度等级；同时，控制设备5在接收到超速报警信号时，通过无线数据收发设备6，将所述船舶行驶速度发送给轮机员的移动终端或船舶管理中心的无线收发平台，将船舶的定位数据转发给船舶管理中心的无线收发平台，在接收到极度疲劳状态或疲劳状态时，通过无线数据收发设备6，将所述摄像头41拍摄的驾驶员面部图像发送给轮机员的移动终端或船舶管理中心的无线收发平台，将船舶的定位数据转发给船舶管理中心的无线收发平台；
[0031]其中，所述船速检测设备3、所述定位设备7、所述控制设备5、所述显示设备8、所述存储设备9和所述语音报警设备10都位于船舶的前端仪表盘内，所述无线数据收发设备6位于船舶船体的头部；每一个换能器的工作原理如下，换能器向水底发射声波，通过测量声波从发射声波到接收水底回波之间时间间隔获得船舶船底到水底的距离值。
[0032]其中，所述船舶报警系统可以将所述定位设备7和所述无线数据收发设备6集成为一个数据收发子系统；所述定位设备可选择为GPS定位器、格洛纳斯定位器、伽利略定位器和北斗卫星定位器中的一种；所述显示设备8可选为液晶显示器IXD，所述存储设备9可选为同步动态随机存储器SDRAM，所述语音报警设备10可选为扬声器；所述红外测距传感器可包括多个红外测距单元，分别对各自预定的检测范围进行船舶侧面目标的检测。
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