一种AIS海上搜救示位标及其示位方法技术

本发明专利技术公开了一种AIS海上搜救示位标及其示位方法，包括GPS射频前端、GPS接收模块、AIS射频前端、AIS接收模块、AIS发射模块、基带信息处理模块和电源模块，GPS接收模块连接在GPS射频前端和基带信息处理模块之间，AIS射频前端和基带信息处理模块之间分别连接AIS接收模块和AIS发射模块，电源模块也连接在基带信息处理模块上。此搜救示位标定期检查剩余电池的电量，同时根据周围AIS设备的信号强弱情况来动态调整GPS模块的工作状态和AIS发射模块的发射功率以及发射间隔时间，从而最大限度的提高搜救示位标的工作时间以及发射效率。此搜救示位标还包含太阳能电池板，通过光伏效应给电池充电，延长搜救示位标的工作时间，提高搜救效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海上通信设备领域，具体是一种AIS海上搜救示位标及其示位方法。
技术介绍
近年来，随着船舶科技的迅速发展和海洋经济的崛起，海上交通运输的地位日益显著，世界航运市场得到了前所未有的扩大与发展。世界航运业的迅猛发展在带来巨大经济利益的同时，也使海上交通情况变得越来越复杂。碰撞、触礁、搁浅、沉没等造成重大人身伤亡的海上交通事故仍然屡屡发生。生命无价，海上搜救工作具有十分重要的作用。AIS系统是一种有效的海上避碰、导航、助航安全系统。根据国际海事组织（IMO）的强制要求，目前所有300吨以上国际航行船舶和500吨以上非国际航行船舶均已经安装了AIS设备。虽然目前小型船舶未被强制安装此设备，但是由于AIS的自报位特性和制造成本的逐渐降低，越来越多的小型船只也逐渐安装了AIS设备。AIS海上搜救示位标（AIS-MOB）是一种可以安装在救生衣上或者随身携带的搜救示位报警设备，该设备可通过人工启动或者落水后自动启动，在AIS信道或指配的专用信道上发送个人位置和报警信息。该信息可被一定范围内的所有AIS终端设备和基站设备接收并显示。配备AIS 搜救示位标的人员一旦落水，个人位置和报警信息就会被周围的船只或者基站获取。营救人员可以根据应急搜救示位标的位置，对落水人员立刻进行搜救，提高搜救效率。传统的AIS-MOB一般包括电池、启动开关、GPS定位器、微控制器、AIS控制器及调制器、功率放大器、AIS发射天线等部分。其工作原理为：人工或者遇水后打开启动开关，微控制器接收GPS定位器发送来的位置信息，此信息随后通过AIS控制器进行数据包格式转换、调制器进行调制编码、功率放大器进行信号放大，最后通过AIS发射天线发送个人位置和报警信息。此过程中，GPS定位器和功率放大器是耗费电池电能的主要部件。如果在AIS-MOB落水后一定距离内没有可以接收AIS信号的接收设备时，AIS-MOB的发射就属于无效发射，只会白白耗费AIS-MOB电池的有限电能，这就直接导致缩短了可营救落水遇险人员的时间，影响了搜救效果。较为先进的技术是如申请号为2015103078144提出的一种搜救示位标。该专利技术所述示位标根据是否接收到周围AIS信号来决定是否发送或以可调的间隔时间来发送AIS信号，由于AIS接收装置的功耗小于AIS发射装置的功耗，避免了因周围不存在AIS接收设备而无效地发送AIS信号造成的搜救示位标电能消耗。但是此类示位标有如下缺陷：以是否接收到9位标准MMSI号或者标准IMO号作为判断周围是否有AIS收发设备的标准对于中国目前的海上情况是非常有局限性的。很多小型船只（尤其是近海货船、渔船等不需要进入公海的各种船只）虽然有AIS发射和接收功能，但是并没有在IMO（国际海事组织）注册，所以并没有真正的MMSI或者IMO号。所以单纯以这个为标准会错过很多潜在的救援机会。这在人命关天的关键时刻不是最佳做法。此类示位标的AIS信号发射功率是一定的，而越是在周围船只少的地方，越应该增大发射信号功率，提高信号的覆盖范围，从而提高可以被其他AIS设备发现的机率。此类示位标的GPS定位器处于连续工作状态。而GPS定位器连续工作状态下会消耗12%到18%的电池能量。对于电池工作时间就几乎等同于获救机会窗时间的搜救示位标来说，如果可以通过调整GPS定位器的休眠时间来提高示位标的工作时间，延长向外发送求救信号的时间，就可以提高搜救的成功率。通常人员落水后的移动范围在短期内不会出现非常大的变化，所以搜救示位标在电池电量有限的情况下，没有必要保持位置信息的实时更新，可以在短期内复用GPS定位器最后一次采集到的位置信息。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种AIS海上搜救示位标及其示位方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种AIS海上搜救示位标，包括GPS射频前端、GPS接收模块、AIS射频前端、AIS接收模块、AIS发射模块、基带信息处理模块和电源模块，所述的GPS射频前端外接GPS天线，所述的AIS射频前端外接AIS天线，所述GPS接收模块连接在GPS射频前端和基带信息处理模块之间，所述AIS射频前端和基带信息处理模块之间分别连接AIS接收模块和AIS发射模块，所述电源模块也连接在基带信息处理模块上；所述电源模块包括太阳能板、可充电电池和电源管理及监控单元，所述可充电电池分别连接太阳能板、电源管理及监控单元，电源管理及监控单元连接基带信息处理模块。作为本专利技术进一步的方案：所述GPS射频前端模块包括低噪声放大器和带通滤波器，所述带通滤波器和低噪声放大器连接，所述低噪声放大器连接外接GPS天线；所述GPS接收模块包括下变频器、中频放大器和模数转换器，下变频器、中频放大器和模数转换器依次连接，所述下变频器连接带通滤波器，所述模数转换器连接基带信息处理模块。作为本专利技术进一步的方案：所述AIS射频前端包括低通滤波器、收发转换开关、低噪声放大器和分路器，所述低通滤波器连接外接AIS天线，所述收发转换开关连接在低通滤波器和低噪声放大器之间，所述收发转换开关上还连接有AIS发射模块的可调功率放大器，所述分路器连接在低噪声放大器和AIS接收模块之间。作为本专利技术进一步的方案：所述AIS接收模块包括两路独立的接收通道，每路接收通道均包括声表滤波器、下变频器、中频滤波器和模数转换器，所述声表滤波器连接AIS射频前端的分路器，所述声表滤波器、下变频器、中频滤波器、模数转换器依次连接，所述模数转换器连接基带信息处理模块；作为本专利技术进一步的方案：所述AIS发射模块包括依次连接的数模转换器和可调功率放大器，所述数模转换器连接基带信息处理模块连接，所述可调功率放大器连接收发转换开关。一种所述的AIS海上搜救示位标的示位方法，具体步骤如下：步骤1：搜救示位标启动，开始工作，设置AIS发射模块的发射间隔时间T的初始值为T1，发射功率P的初始值为P1，GPS模块的启动间隔时间A的初始值为0，即GPS连续工作，不进入休眠状态，设置电池电量检测间隔时间B的初始值为B1；步骤2：判断电池剩余电量是否高于第一百分比a%；若是，执行步骤3的过程；否则执行步骤4的过程；步骤3：GPS模块连续工作，持续获取当前位置信息，发送至基带信息处理模块，基带信息处理模块获取位置信息，随后进入步骤9；步骤4：判断电池剩余电量是否高于第二百分比b%；若是，执行步骤5的过程；否则执行步骤10的过程；步骤5：GPS模块连续工作，持续获取当前位置信息，发送至基带信息处理模块，基带信息处理模块获取位置信息，随后进入步骤6；步骤6：AIS接收模块分别检测AIS的两个接收通道上的RSSI值，随后进入步骤7；步骤7：判断两个AIS接收通道的RSSI是否都高于CdBm；若是，执行步骤9的过程；否则执行步骤8；步骤8：设置AIS发射模块的发送功率P为P2，随后进入步骤9；步骤9：AIS发送模块按照设定的时间间隔和发送功率来发送AIS求救信息，每隔B1时间后，进入步骤14；步骤10：GPS模块获取当前位置信息，发送至基带信息处理模块，随后进入步骤11；步骤11：GPS模块的启动间隔时间A设置成A1，GPS模块然后进入休眠状态，随后进入步骤12；步骤12：AIS发送模块的间隔发送时间T设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AIS海上搜救示位标，包括GPS射频前端(1)、GPS接收模块(2)、AIS射频前端(3)、AIS接收模块(4)、AIS发射模块(5)、基带信息处理模块(6)和电源模块(7)，所述的GPS射频前端(1)外接GPS天线，所述的AIS射频前端(3)外接AIS天线，其特征在于，所述GPS接收模块(2)连接在GPS射频前端(1)和基带信息处理模块(6)之间，所述AIS射频前端(3)和基带信息处理模块(6)之间分别连接AIS接收模块(4)和AIS发射模块(5)，所述电源模块(7)也连接在基带信息处理模块(6)上；所述电源模块(7)包括太阳能板(71)、可充电电池(72)和电源管理及监控单元(73)，所述可充电电池(72)分别连接太阳能板(71)、电源管理及监控单元(73)，电源管理及监控单元(73)连接基带信息处理模块(6)。

【技术特征摘要】
1.一种AIS海上搜救示位标，包括GPS射频前端(1)、GPS接收模块(2)、AIS射频前端(3)、AIS接收模块(4)、AIS发射模块(5)、基带信息处理模块(6)和电源模块(7)，所述的GPS射频前端(1)外接GPS天线，所述的AIS射频前端(3)外接AIS天线，其特征在于，所述GPS接收模块(2)连接在GPS射频前端(1)和基带信息处理模块(6)之间，所述AIS射频前端(3)和基带信息处理模块(6)之间分别连接AIS接收模块(4)和AIS发射模块(5)，所述电源模块(7)也连接在基带信息处理模块(6)上；所述电源模块(7)包括太阳能板(71)、可充电电池(72)和电源管理及监控单元(73)，所述可充电电池(72)分别连接太阳能板(71)、电源管理及监控单元(73)，电源管理及监控单元(73)连接基带信息处理模块(6)。2.根据权利要求1所述的AIS海上搜救示位标，其特征在于，所述GPS射频前端模块(1)包括低噪声放大器(11)和带通滤波器(12)，所述带通滤波器(12)和低噪声放大器(11)连接，所述低噪声放大器(11)连接外接GPS天线；所述GPS接收模块(2)包括下变频器(21)、中频放大器(22)和模数转换器(23)，下变频器(21)、中频放大器(22)和模数转换器(23)依次连接，所述下变频器(21)连接带通滤波器(12)，所述模数转换器(23)连接基带信息处理模块(6)。3.根据权利要求1所述的AIS海上搜救示位标，其特征在于，所述AIS射频前端(3)包括低通滤波器(31)、收发转换开关(32)、低噪声放大器(33)和分路器(34)，所述低通滤波器(31)连接外接AIS天线，所述收发转换开关(32)连接在低通滤波器(31)和低噪声放大器(33)之间，所述收发转换开关(32)上还连接有AIS发射模块(5)的可调功率放大器(51)，所述分路器(34)连接在低噪声放大器(33)和AIS接收模块(4)之间。4.根据权利要求1所述的AIS海上搜救示位标，其特征在于，所述AIS接收模块(4)包括两路独立的接收通道，每路接收通道均包括声表滤波器(411)、下变频器(412)、中频滤波器(413)和模数转换器(414)，所述声表滤波器(411)连接AIS射频前端(3)的分路器(34)，所述声表滤波器(411)、下变频器(412)、中频滤波器(413)、模数转换器(414)依次连接，所述模数转换器(414)连接基带...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海峰，
申请(专利权)人：深圳市夸克云电子信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44