具有定位轉(zhuǎn)發(fā)功能的救生示位燈及控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種具有定位轉(zhuǎn)發(fā)功能的救生示位燈及控制方法，包括不導(dǎo)電殼體，設(shè)于殼體內(nèi)的GPS定位儀、無線發(fā)射器、微處理器、存儲(chǔ)器、發(fā)光體、用于供電的充電電池和三軸加速度傳感器，設(shè)于殼體上的電源按鍵、狀態(tài)指示燈、落水開關(guān)、與無線發(fā)射器相連接的天線和與發(fā)光體電連接的發(fā)光體開關(guān)；微處理器分別與GPS定位儀、無線發(fā)射器、狀態(tài)指示燈、電源按鍵、存儲(chǔ)器、三軸加速度傳感器和發(fā)光體電連接；所述落水開關(guān)包括設(shè)于殼體上的兩個(gè)導(dǎo)電金屬片，一個(gè)導(dǎo)電金屬片接地，另一個(gè)導(dǎo)電金屬片與微處理器電連接。本發(fā)明專利技術(shù)具有實(shí)現(xiàn)搜救距離由遠(yuǎn)到近的平滑銜接，提高了搜救效率，增加落水人員的存活率，解決了落水人員定位困難的問題的特點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
具有定位轉(zhuǎn)發(fā)功能的救生示位燈及控制方法
本專利技術(shù)涉及海洋搜救
，尤其是涉及一種能夠?yàn)樗丫刃袆?dòng)提供由遠(yuǎn)到近的定位信號(hào)，有效提高搜救效率和落水人員的存活率的具有定位轉(zhuǎn)發(fā)功能的救生示位燈及控制方法。
技術(shù)介紹
通常的救生示位燈裝在救生衣上，人員落水后，救生示位燈可以發(fā)出穩(wěn)定、有效的燈光信號(hào)，提示救援人員靠近落水人員，具有節(jié)約搜尋時(shí)間，有效提高搜救效率的特點(diǎn)。但是救生示位燈發(fā)出的燈光信號(hào)只能在可視范圍內(nèi)起到相應(yīng)作用，距離較遠(yuǎn)或光線充足情況下，救生衣燈則無法起到警示作用。中國專利授權(quán)公開號(hào)：CN201077526Y，授權(quán)公開日2008年6月25日，公開了一種救生衣示位燈，包括殼體、燈罩、發(fā)光源、鋰電池、兩個(gè)水觸點(diǎn)開關(guān)和控制電路板，所述發(fā)光源安裝在燈罩內(nèi)，燈罩安裝在殼體上，鋰電池和控制電路板安裝在殼體內(nèi)，鋰電池與控制電路板及發(fā)光源分別連接向兩者供電，水觸點(diǎn)開關(guān)與控制電路板連接，所述發(fā)光源為LED燈管，兩個(gè)水觸點(diǎn)開關(guān)直接設(shè)在殼體側(cè)面，其頭部伸出殼體，尾部則位于殼體內(nèi)。該技術(shù)的不足之處是，功能單一，不具有定位、轉(zhuǎn)發(fā)功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中救生衣示位燈的功能單一，不具有定位、轉(zhuǎn)發(fā)功能的不足，提供了一種能夠?yàn)樗丫刃袆?dòng)提供由遠(yuǎn)到近的定位信號(hào)，有效提高搜救效率和落水人員的存活率的具有定位轉(zhuǎn)發(fā)功能的救生示位燈及控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種具有定位轉(zhuǎn)發(fā)功能的救生示位燈，包括不導(dǎo)電殼體，設(shè)于殼體內(nèi)的GPS定位儀、無線發(fā)射器、微處理器、存儲(chǔ)器、發(fā)光體、用于供電的充電電池和三軸加速度傳感器，設(shè)于殼體上的電源按鍵、狀態(tài)指示燈、落水開關(guān)、與無線發(fā)射器相連接的天線和與發(fā)光體電連接的發(fā)光體開關(guān)；微處理器分別與GPS定位儀、無線發(fā)射器、狀態(tài)指示燈、電源按鍵、存儲(chǔ)器、三軸加速度傳感器和發(fā)光體電連接；所述落水開關(guān)包括設(shè)于殼體上的兩個(gè)導(dǎo)電金屬片，一個(gè)導(dǎo)電金屬片接地，另一個(gè)導(dǎo)電金屬片與微處理器電連接。本專利技術(shù)的狀態(tài)指示燈，通過不同顏色、常亮或閃爍等狀態(tài)表現(xiàn)救生示位燈的不同工作狀態(tài)，落水人員通過觀察狀態(tài)指示燈可以了解救生示位燈當(dāng)前的工作狀態(tài)，方便落水人員做出相應(yīng)的反應(yīng)。當(dāng)人員落水后，落水開關(guān)導(dǎo)通或者微處理器通過三軸加速度傳感器輸出的加速度值判斷得知人員落水，則微處理器控制發(fā)光體自動(dòng)開啟，在落水人員昏迷等情況下保證燈光信號(hào)順利發(fā)出，同時(shí)有效節(jié)省電量，延長了使用時(shí)間，提高了落水人員得到救援的可能性。常用的GPS定位轉(zhuǎn)發(fā)求救裝置可通過GPS模塊確定落水人員位置，并將人員位置經(jīng)無線發(fā)射器發(fā)射至相關(guān)設(shè)備上。常用的GPS定位轉(zhuǎn)發(fā)求救裝置能讓營救人員掌握落水人員的位置，同時(shí)能將位置數(shù)據(jù)傳輸至較遠(yuǎn)距離。但是，由于GPS定位精度、GPS定位間隔與海洋環(huán)境(如洋流)等因素，營救人員無法精確定位落水人員的位置，在靠近落水人員一定范圍后，若落水人員無法做出相關(guān)回應(yīng)，只能通過肉眼搜尋落水人員；如果當(dāng)時(shí)可視度差(夜間或雨霧天氣等)，將延長搜救時(shí)間。本專利技術(shù)的微處理器分析、判斷三軸加速度傳感器采集的數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前設(shè)備是否處于掉落狀態(tài)進(jìn)行判斷；微處理器判斷得知當(dāng)前設(shè)備處于掉落狀態(tài)時(shí)，則控制北斗定位芯片接收北斗數(shù)據(jù)。本專利技術(shù)通過檢測三軸加速度傳感器輸出的三軸監(jiān)測數(shù)據(jù)，能夠在人員掉落在水中之前，及時(shí)開啟救生示位燈。當(dāng)人員從較高高度跌落水中時(shí)，由于跌落沖擊，有可能造成人員昏迷；或者在船舶事故發(fā)生時(shí)，人員可能已經(jīng)處于無意識(shí)狀態(tài)；本專利技術(shù)的三軸加速度傳感器和落水開關(guān)的設(shè)置，使本專利技術(shù)的救生示位燈在人員落水事故發(fā)生時(shí)自動(dòng)開啟，能更好地提高落水人員的存活率。當(dāng)人員在離水面較低的小艇上落水時(shí)，三軸加速度傳感器無法檢測到掉落事故的發(fā)生，此時(shí)落水開關(guān)遇水，救生示位燈自動(dòng)開啟；有時(shí)人員落水后，落水開關(guān)并未接觸到水，微處理器根據(jù)三軸加速度傳感器輸出的三軸加速度值而得到人員落水的判斷，使救生示位燈自動(dòng)開啟。因此，三軸加速度傳感器和落水開關(guān)的設(shè)置，使人員落水時(shí)本專利技術(shù)的救生示位燈被及時(shí)開啟，大大提高落水人員成功獲救的概率。本專利技術(shù)的救生示位燈不但可以發(fā)出燈光信號(hào)，提示救援人員靠近落水人員；還具有GPS定位轉(zhuǎn)發(fā)功能，可以對(duì)人員落水位置進(jìn)行定位，并實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)(5海里以上)，當(dāng)搜救人員依據(jù)GPS信息到達(dá)落水人員附近后，再按照燈光信號(hào)的指引，快速靠近落水人員，實(shí)現(xiàn)了搜救行動(dòng)由遠(yuǎn)至近的無縫銜接，節(jié)約了搜救時(shí)間，提高了搜救效率。本專利技術(shù)集落水定位、定位轉(zhuǎn)發(fā)和燈光指示三者于一體，在遠(yuǎn)距離處通過轉(zhuǎn)發(fā)的GPS定位求救數(shù)據(jù)確定落水人員的大致位置，靠近落水人員時(shí)通過燈光來搜尋落水人員，節(jié)省了搜救時(shí)間，實(shí)現(xiàn)搜救距離由遠(yuǎn)到近的平滑銜接，提高了搜救效率，增加落水人員的存活率，解決了長期困擾營救人員的落水人員定位困難的難題。作為優(yōu)選，還包括設(shè)于殼體內(nèi)的電量檢測電路和設(shè)于殼體上的電量指示燈；所述電量檢測電路和電量指示燈均與微處理器電連接。電量檢測電路和電量指示燈的設(shè)置，使落水人員及時(shí)了解剩余電量，調(diào)整使用計(jì)劃，延長使用時(shí)間。作為優(yōu)選，所述電量檢測電路包括場效應(yīng)管Q4、電阻R9、R10、R11、R12、R13和三極管Q5；R12一端接地，另一端與R9的一端電連接，R9的另一端與Q4的S極電連接，Q4的D極與R10的一端電連接，R10的另一端分別與R11一端和Q4的G極電連接，R11的另一端與Q5的集電極電連接，Q5的發(fā)射極接地，Q5的基極與微處理器電連接。作為優(yōu)選，兩個(gè)導(dǎo)電金屬片分別位于設(shè)于殼體上的兩個(gè)平行的條形缺口中，兩個(gè)導(dǎo)電金屬片均與殼體密封連接。本專利技術(shù)的落水開關(guān)不需要占用微處理器的資源，微處理器不需一直監(jiān)控傳感器，更加省電，節(jié)省成本。作為優(yōu)選，還包括用于供電的備用電池；工作狀態(tài)指示燈包括運(yùn)行指示燈、GPS定位指示燈、數(shù)據(jù)發(fā)射指示燈和發(fā)光體指示燈；還包括設(shè)于殼體上的與直流電源電連接的防水充電接口、設(shè)于殼體內(nèi)的與防水充電接口電連接的充電保護(hù)電路；充電保護(hù)電路分別與充電電池和微處理器電連接。運(yùn)行指示燈表示本專利技術(shù)的救生示位燈是否在運(yùn)行。本專利技術(shù)的救生示位燈開機(jī)后開始自檢，此時(shí)運(yùn)行指示燈持續(xù)發(fā)紅光。自檢通過后，裝置正常運(yùn)行，運(yùn)行指示燈滅。GPS定位指示燈表示GPS定位儀的定位狀態(tài)。GPS定位儀開始接收GPS數(shù)據(jù)，GPS定位指示燈發(fā)紅光并閃爍。當(dāng)GPS正常定位且定位數(shù)據(jù)有效時(shí)，GPS定位指示燈發(fā)綠光并閃爍。當(dāng)5分鐘后GPS定位儀仍無法正常定位或獲得有效的定位數(shù)據(jù)時(shí)，GPS定位指示燈發(fā)紅光慢閃(比原來閃爍慢，亮燈、滅燈時(shí)間各延長2倍)，提醒用戶當(dāng)前無法定位。數(shù)據(jù)發(fā)射指示燈表示數(shù)據(jù)的發(fā)射狀態(tài)。有數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)射指示燈發(fā)綠光，持續(xù)一段時(shí)間(約5秒)。發(fā)光體指示燈表示發(fā)光體是否處于手動(dòng)開啟、關(guān)閉狀態(tài)。發(fā)光體手動(dòng)開啟時(shí)亮綠燈，發(fā)光體手動(dòng)關(guān)閉時(shí)亮紅燈，發(fā)光體自動(dòng)工作時(shí)不亮燈。一種具有定位轉(zhuǎn)發(fā)功能的救生示位燈的控制方法，包括如下步驟：(6-1)微處理器中存儲(chǔ)有發(fā)光體的ID號(hào)，與地理位置及季節(jié)相關(guān)的太陽升落時(shí)間范圍，三軸加速度傳感器的掉落加速度閾值T1，掉落時(shí)間閾值t和定位時(shí)間T2；(6-1-1)當(dāng)出現(xiàn)下列情況中的至少一種，微處理器控制GPS定位儀接收GPS數(shù)據(jù)：a.落水人員通過電源按鍵開機(jī)；b.落水開關(guān)遇水導(dǎo)通；c.微處理器將三軸加速度傳感器的各軸輸出加速度絕對(duì)值與本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種具有定位轉(zhuǎn)發(fā)功能的救生示位燈，其特征是，包括不導(dǎo)電殼體(1)，設(shè)于殼體內(nèi)的GPS定位儀(2)、無線發(fā)射器(3)、微處理器(4)、存儲(chǔ)器(9)、發(fā)光體(5)、用于供電的充電電池(6)和三軸加速度傳感器(20)，設(shè)于殼體上的電源按鍵(8)、狀態(tài)指示燈(10)、落水開關(guān)(18)、與無線發(fā)射器相連接的天線(7)和與發(fā)光體電連接的發(fā)光體開關(guān)(14)；微處理器分別與GPS定位儀、無線發(fā)射器、狀態(tài)指示燈、電源按鍵、存儲(chǔ)器、三軸加速度傳感器和發(fā)光體電連接；所述落水開關(guān)包括設(shè)于殼體上的兩個(gè)導(dǎo)電金屬片(11)，一個(gè)導(dǎo)電金屬片接地，另一個(gè)導(dǎo)電金屬片與微處理器電連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有定位轉(zhuǎn)發(fā)功能的救生示位燈的控制方法，所述救生示位燈包括不導(dǎo)電殼體(1)，設(shè)于殼體內(nèi)的GPS定位儀(2)、無線發(fā)射器(3)、微處理器(4)、存儲(chǔ)器(9)、發(fā)光體(5)、用于供電的充電電池(6)和三軸加速度傳感器(20)，設(shè)于殼體上的電源按鍵(8)、狀態(tài)指示燈(10)、落水開關(guān)(18)、與無線發(fā)射器相連接的天線(7)和與發(fā)光體電連接的發(fā)光體開關(guān)(14)；微處理器分別與GPS定位儀、無線發(fā)射器、狀態(tài)指示燈、電源按鍵、存儲(chǔ)器、三軸加速度傳感器和發(fā)光體電連接；所述落水開關(guān)包括設(shè)于殼體上的兩個(gè)導(dǎo)電金屬片(11)，一個(gè)導(dǎo)電金屬片接地，另一個(gè)導(dǎo)電金屬片與微處理器電連接；還包括設(shè)于殼體內(nèi)的電量檢測電路(12)和設(shè)于殼體上的電量指示燈(13)；所述電量檢測電路和電量指示燈均與微處理器電連接；其特征是，包括如下步驟：(1-1)微處理器中存儲(chǔ)有發(fā)光體的ID號(hào)，與地理位置及季節(jié)相關(guān)的太陽升落時(shí)間范圍，三軸加速度傳感器的掉落加速度閾值T1，掉落時(shí)間閾值t和定位時(shí)間T2；(1-1-1)當(dāng)出現(xiàn)下列情況中的至少一種，微處理器控制GPS定位儀接收GPS數(shù)據(jù)：a.落水人員通過電源按鍵開機(jī)；b.落水開關(guān)遇水導(dǎo)通；c.微處理器將三軸加速度傳感器的各軸輸出加速度絕對(duì)值與掉落加速度閾值T1作比較，當(dāng)各軸加速度絕對(duì)值均小于T1，微處理器被喚醒；當(dāng)各軸輸出加速度絕對(duì)值之和＜T3時(shí)，微處理器開始計(jì)時(shí)；當(dāng)達(dá)到掉落時(shí)間閾值t后，微處理器喚醒三軸加速度傳感器之外的其它設(shè)備；其中，T1為0.6至0.8，T3＝1.2T1～1.5T1；(1-1-2)當(dāng)微處理器收到有效的定位數(shù)據(jù)，微處理器將所述定位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；(1-1-3)當(dāng)微處理器未收到有效的定位數(shù)據(jù)時(shí)，則微處理器開始計(jì)時(shí)，并返回步驟(1-1-1)；當(dāng)在T2時(shí)間內(nèi)，微處理器仍未收到有效的定位數(shù)據(jù)，微處理器通過工作狀態(tài)指示燈提醒用戶當(dāng)前無法定位；(1-1-3)微處理器讀取存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的定位數(shù)據(jù)，計(jì)算得到經(jīng)緯度數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)和日期數(shù)據(jù)，并將經(jīng)緯度數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)和日期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中；(1-2)微處理器檢測發(fā)光體是否處于點(diǎn)亮狀態(tài)，如果發(fā)光體未被點(diǎn)亮，則微處理器根據(jù)存儲(chǔ)器中最新的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)和日期數(shù)據(jù)查詢相對(duì)應(yīng)的太陽升落時(shí)間范圍，做出當(dāng)前時(shí)刻位于白天或夜晚的判斷，如果當(dāng)前時(shí)刻為夜晚，則微處理器控制發(fā)光體點(diǎn)亮；(1-3)微處理器讀取經(jīng)緯度數(shù)據(jù)、時(shí)間數(shù)據(jù)和日期數(shù)據(jù)，并將各個(gè)數(shù)據(jù)與ID號(hào)組合成數(shù)據(jù)包，并將數(shù)據(jù)包通過無線發(fā)射器發(fā)射出去；微處理器控制GPS定位儀接收GPS數(shù)據(jù)，返回步...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：倪旭輝，白植湖，周曉，楊超，周汛，吳鵬，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所北侖科學(xué)藝術(shù)實(shí)驗(yàn)中心，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江;33