本專利屬于海事設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種救生裝置，尤其是一種個(gè)人救生定位指示器及作業(yè)跟蹤定位管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著航路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，對于涉水救生設(shè)備的需求越來越大?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)出來了多種救生設(shè)備，其中，用于個(gè)人救生的救生定位指示器(AIS-MOB)，能夠在個(gè)人遇險(xiǎn)之后手動或者自動地開啟，發(fā)出求救信號，從而提高個(gè)人的生存幾率。

但是，隨著技術(shù)的發(fā)展，作業(yè)的環(huán)境也發(fā)生了很大的變化，不僅僅是在航行的船舶中需要在甲板上進(jìn)行正常作業(yè)，在船舶的制造、修理等領(lǐng)域也需要進(jìn)行正常作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，需要時(shí)刻注意作業(yè)安全。以船舶為例，甲板作業(yè)存在著與陸地工作不同的環(huán)境，危險(xiǎn)系數(shù)較高，另外，船體內(nèi)部大多是封閉或半封閉的艙室，同時(shí)船體空間有限，也容易發(fā)生人員有害氣體中毒、意外情況下的昏迷等情況。

現(xiàn)有的個(gè)人救生定位指示器只能在人員落水等情況下開啟求救功能，而對于人員在作業(yè)過程中的實(shí)時(shí)定位需求并不能夠滿足，而作業(yè)的人員對于安全保障具有很大的需求，因此迫切需要一種能夠既能在作業(yè)過程中進(jìn)行定位又能夠在意外落水時(shí)發(fā)送求救信號的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專利正是基于現(xiàn)有技術(shù)的上述需求而提出的，本專利要解決的技術(shù)問題是提供一種救生裝置，能夠提高作業(yè)人員的安全性。

為了解決上述問題，本專利提供的技術(shù)方案包括：

一種個(gè)人救生定位指示器，包括衛(wèi)星定位裝置、微控制器和信號發(fā)射裝置；其中：所述衛(wèi)星定位裝置，與所述微控制器連接，用于獲取所述個(gè)人救生定位指示器的位置信息，并將所述位置信息發(fā)送至所述微控制器；所述微控制器，接收所述定位裝置發(fā)送的位置信息，將所述位置信息按照標(biāo)準(zhǔn)AIS協(xié)議編碼后按照預(yù)約時(shí)隙發(fā)送給所述信號發(fā)射裝置；所述信號發(fā)射裝置，與所述微控制器連接，接收所述微控制器發(fā)送的編碼信息，并產(chǎn)生于所述位置信息相關(guān)的AIS信號；所述個(gè)人救生定位指示器還包括：Zigbee短距離通信定位模塊，基于I EEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行短距離定位；使得所述個(gè)人救生定位指示器與短距離通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，并依據(jù)該通信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行定位所述個(gè)人救生定位指示器。

優(yōu)選地，所述短距離通信定位模塊包括Zigbee通信模塊，所述Zigbee通信模塊用于將所述個(gè)人救生定位指示器與Zigbee網(wǎng)絡(luò)通信。

優(yōu)選地，所述個(gè)人救生定位指示器包括第一電源和第二電源；所述第一電源單獨(dú)為所述衛(wèi)星定位裝置、微控制器、信號發(fā)射裝置和水下水聲換能裝置供電；所述第二電源單獨(dú)為所述短距離通信定位模塊供電。

根據(jù)本專利的另外一個(gè)方面，提供了一種作業(yè)跟蹤定位管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：個(gè)人救生定位指示器，所述個(gè)人救生定位指示器，如上中任一項(xiàng)所述；短距離通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所述短距離通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)距離與所述個(gè)人救生定位指示器中的短距離通信定位模塊通信；服務(wù)器，所述服務(wù)器與所述短距離通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信連接，確定所述個(gè)人救生定位指示器的位置。

本專利采用上述技術(shù)方案在作業(yè)時(shí)通過短距離通信定位模塊進(jìn)行定位和通信，在落水后使用已有AIS-MOB上的通信模塊進(jìn)行通信，這樣就能夠在正常的作業(yè)時(shí)也可以監(jiān)控工作人員的位置避免發(fā)生危險(xiǎn)，在落水后可以根據(jù)水上的位置信息提供及時(shí)的營救方案。

附圖說明

圖1是本專利具體實(shí)施方式中一種個(gè)人救生定位指示器的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本專利具體實(shí)施方式中一種作業(yè)跟蹤定位管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本專利的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，需要指出的是，該具體實(shí)施方式僅僅是對本專利保護(hù)范圍的舉例，并不能理解為對本專利保護(hù)范圍的限制。

實(shí)施例一

如圖1所示，本具體實(shí)施例提供了一種個(gè)人救生定位指示器，所述個(gè)人救生定位指示器包括AIS-MOB單元和短距離通信單元：

所述AIS-MOB單元，用于在人員遇水時(shí)發(fā)送定位和搜救信號，例如，一種優(yōu)選的AIS-MOB單元包括：衛(wèi)星定位裝置1、微控制器2、AIS發(fā)射裝置3、水聲換能裝置4、水上水下檢測開關(guān)5以及第一電源6。

其中，所述衛(wèi)星定位裝置1，與微控制器2連接，用于獲取當(dāng)前位置信息，并發(fā)送至微控制器2。衛(wèi)星定位裝置1可以為GPS定位模塊、GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))定位模塊、北斗定位模塊中的一種或者多種組合使用，只要能實(shí)現(xiàn)定位并獲得位置信息的功能即可以。位置信息可以包括當(dāng)前搜救示位標(biāo)所在的經(jīng)緯度信息以及當(dāng)前時(shí)間。

微控制器2，衛(wèi)星接收定位裝置1發(fā)送的位置信息，將位置信息進(jìn)行編碼，并按照預(yù)約時(shí)間將編碼后的信息發(fā)送給AIS發(fā)射裝置3。

AIS發(fā)射裝置3，與微控制器2連接，接收微控制器2發(fā)送的編碼后信息。AIS發(fā)射裝置3可以采用現(xiàn)有技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，基本功能是將位置信息按照AIS標(biāo)準(zhǔn)要求，對該位置信息進(jìn)行數(shù)字信號至射頻信號的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換為射頻信號的位置信息封裝為標(biāo)準(zhǔn)AIS信號進(jìn)行發(fā)射。具體結(jié)構(gòu)可以包括：AIS調(diào)制放大電路，其輸入端和微控制器2連接，用于對位置信息依次進(jìn)行編碼、變換、調(diào)制以及放大，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號到射頻信號的轉(zhuǎn)換；AIS發(fā)射天線，其輸入端和AIS調(diào)制放大電路的輸出端連接，用于完成對所述射頻信號的發(fā)射。除此之外，AIS發(fā)射裝置3還可以采用軟件無線電的方式進(jìn)行發(fā)射。

水聲換能裝置4，用于發(fā)出聲波信號。聲波是已知的唯一能夠在水中遠(yuǎn)距離傳播的波動，在這方面遠(yuǎn)比電磁波(如無線電波、光波等)好，能對水面下60米水深、半徑100米范圍(具體范圍可調(diào))內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。具體而言，水聲換能裝置利用晶體(石英或酒石酸鉀鈉)壓電陶瓷(鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等)的壓電效應(yīng)或鐵鎳合金的磁致伸縮效應(yīng)來進(jìn)行工作的。所謂壓電效應(yīng)，就是把晶體按一定方向切成薄片，并在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會分別產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷。反之，在晶體薄片上施加拉伸力時(shí)，它的兩個(gè)端面上就會產(chǎn)生與加壓力時(shí)相反的電荷。與壓電效應(yīng)相反是電致伸縮效應(yīng)，即在晶體的兩個(gè)端面上施加交變電壓，晶體就會產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械變形。可以利用電致伸縮效應(yīng)和壓電效應(yīng)來產(chǎn)生和接收超聲波。

通過在搜救示位標(biāo)中設(shè)置定位裝置、微控制器、AIS發(fā)射裝置以及水聲換能裝置，在水上可以在微控制器的控制下、利用AIS發(fā)射裝置發(fā)射定位裝置獲取的位置信息，實(shí)現(xiàn)AIS求救信號的發(fā)送，可及時(shí)為搜救人員提供準(zhǔn)確的位置；而在水下可以利用水聲換能裝置發(fā)送聲波信號，對目標(biāo)位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位，向搜救人員提供準(zhǔn)確的位置，方便搜救人員快速進(jìn)行救援。

對于水上示位用的衛(wèi)星定位裝置1、微控制器2、AIS發(fā)射裝置3及水下示位用的水聲換能裝置4，可以在搜救示位標(biāo)啟動后一直上電運(yùn)行。為了減少對電能的消耗，優(yōu)選的，在搜救示位標(biāo)中設(shè)置水上水下檢測開關(guān)單元5。該水上水下檢測開關(guān)單元5具有使定位裝置1、微控制器2和AIS發(fā)射裝置3上電工作時(shí)水聲換能裝置14斷電停止工作的第一開關(guān)位置，和使水聲換能裝置14上電工作時(shí)定位裝置1、微控制器2和AIS發(fā)射裝置3斷電停止工作的第二開關(guān)位置。也即：在水上水下檢測開關(guān)單元5處于第一開關(guān)位置時(shí)，表示此時(shí)搜救示位標(biāo)位于水上(包括水面)，定位裝置1、微控制器2和AIS發(fā)射裝置3上電工作，實(shí)現(xiàn)水上示位；而水聲換能裝置4斷電停止工作，避免電能消耗。在水上水下檢測開關(guān)單元5處于第二開關(guān)位置時(shí)，表示此時(shí)搜救示位標(biāo)位于水下，水聲換能裝置4上電工作，實(shí)現(xiàn)水下示位；而定位裝置1、微控制器2和AIS發(fā)射裝置3斷電停止工作，避免電能消耗。

所述第一電源6單獨(dú)為所述AIS-MOB單元供電，由于人員遇水的時(shí)間具有不確定性，因而，提供單獨(dú)的第一電源6為AIS-MOB單元供電能夠滿足人員在落水之后隨時(shí)能夠啟動AIS-MOB系統(tǒng)，提高人員的生存幾率。

此外，雖然在本實(shí)施方式的上述描述中僅僅列舉了其中的一些AIS-MOB的模塊，但是，在本具體實(shí)施方式上還可以為了完成或豐富AIS-MOB的功能添加其他的模塊，例如北斗通信模塊、移動電話網(wǎng)絡(luò)通信模塊等等。

如圖1所示，所述短距離通信單元包括第二電池7以及Zigbee通信模塊8。所述第二電池7單獨(dú)為所述短距離通信單元供電，因?yàn)槎叹嚯x通信單元是在作業(yè)人員在作業(yè)時(shí)提供定位而使用的，因此，作業(yè)采用單獨(dú)的供電系統(tǒng)能夠不消耗AIS-MOB單元的電力供應(yīng)，確保所述AIS-MOB單元的功能和性能。

所述Zigbee通信模塊8用于短距離通信，所述Zigbee通信模塊8包括Zigbee終端通信模塊，所述Zigbee終端根據(jù)IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議Zigbee，可以根據(jù)距離與位置較近的Zigbee路由器進(jìn)行通信。因此，如果在作業(yè)的環(huán)境中的多個(gè)位置設(shè)置Zigbee路由器，則個(gè)人救生定位指示器上的Zigbee終端就會與較近的所述Zigbee路由器進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)通過Zigbee通信定位，而且還可以通過Zigbee進(jìn)行其他信息的傳輸。這樣當(dāng)人員在正常的作業(yè)時(shí)，就能夠監(jiān)控到人員的位置。在正常作業(yè)情況下監(jiān)測所有作業(yè)人員的位置，記錄人員的軌跡并對關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)作業(yè)人員接近危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，給予危險(xiǎn)警告等，從而預(yù)防安全事故的發(fā)生；當(dāng)發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，Zigbee定位系統(tǒng)可以為救援提供實(shí)時(shí)的反饋和幫助，包括提供人員進(jìn)出特定區(qū)域的次數(shù)統(tǒng)計(jì)、危險(xiǎn)區(qū)域人員數(shù)量、人員位置信息以及規(guī)劃救援路徑等等，從而盡可能得減輕事故帶來的負(fù)面影響。

實(shí)施例二

本實(shí)施例提供了一種作業(yè)跟蹤定位管理系統(tǒng)，如圖2所示。所述作業(yè)跟蹤定位管理系統(tǒng)包括至少一個(gè)個(gè)人救生定位指示器9、Zigbee路由器10以及服務(wù)器11.

所述個(gè)人救生定位指示器9的結(jié)構(gòu)如實(shí)施例一所示，因此在本實(shí)施例中不再詳細(xì)描述。所述個(gè)人救生定位指示器可以佩戴在作業(yè)人員的身體上，也可以設(shè)置在作業(yè)中相關(guān)的設(shè)備上。通過所述個(gè)人節(jié)省定位指示器9確定佩戴主體的位置。

所述Zigbee路由器屬于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，所述Zigbee路由器設(shè)置在作業(yè)環(huán)境中預(yù)定的位置，協(xié)助其他設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò),作為數(shù)據(jù)跳轉(zhuǎn)、協(xié)助子終端設(shè)備通訊。

所述服務(wù)器與各個(gè)Zigbee路由器相連，接受每個(gè)個(gè)人救生定位指示器中通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳送來的定位和通信信息。

通過上述結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，在作業(yè)時(shí)，人員通過所述個(gè)人救生定位指示器接入到Zigbee網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)個(gè)人救生定位指示器與不同Zigbee路由器之間的通信確定個(gè)人救生定位指示器的位置，因而在作業(yè)過程中可以定位作業(yè)人員并協(xié)調(diào)人員的安全作業(yè)。萬一人員遇險(xiǎn)落水時(shí)，可以根據(jù)在作業(yè)中人員的最后位置信息快速確定對遇險(xiǎn)人員的營救方案。

以上實(shí)施例僅用以說明本專利的技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí)施例對本專利進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。