一種基于無線傳輸?shù)闹悄茌喆纼A覆裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于無線傳輸?shù)闹悄茌喆纼A覆裝置。【背景技術(shù)】
[0002] 當輪船在水中航行，如遇到惡劣天氣，或者人為操作不當，發(fā)生傾覆的事故比較多 見，嚴重時甚至有倒扣的現(xiàn)象（例如，2015年年初，英國的"HoeghOsaka"運輸船側(cè)翻事故； 國內(nèi)2015年6月1日的"東方之星"號客輪倒扣等等），造成無可挽回的重大人員、財產(chǎn)損 失。本發(fā)明旨在解決此問題，即有效預(yù)防且阻止輪船發(fā)生傾覆。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于無線傳輸?shù)闹悄茌喆纼A覆裝置，通 過安裝智能控制和保護裝置，防止輪船發(fā)生傾覆。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種基于無線傳輸?shù)闹悄茌喆?防傾覆裝置，其特征在于：它包括通過無線傳輸方式連接的傳感器節(jié)點模塊和控制器模塊； 其中：
[0005]傳感器節(jié)點模塊設(shè)置在船體外側(cè)，數(shù)量大于或等于4個，用于感知輪船行駛過程 中的參數(shù)信息，并通過無線傳輸方式傳遞給控制器模塊；
[0006] 控制器模塊設(shè)置在船舷處，每個控制器模塊包括無線傳輸單元、電控單元、點火單 元和氣囊單元，其中氣囊單元出口朝向船體外部，控制器模塊的數(shù)量根據(jù)氣囊浮力和船體 噸位設(shè)置；無線傳輸模塊接收傳感器節(jié)點模塊采集的參數(shù)信息，由電控單元根據(jù)參數(shù)信息 判斷船體傾斜位置，并計算傾斜角度，利用回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)算法判斷是否到達臨界值，當?shù)竭_ 臨界值時觸發(fā)點火單元給氣囊單元點火，打開氣囊。
[0007]按上述方案，所述的傳感器節(jié)點模塊通過吸附裝置固定于船體外側(cè)。
[0008]按上述方案，所述的吸附裝置為直流吸盤式電磁鐵。
[0009]按上述方案，所述的傳感器節(jié)點模塊和控制器模塊分別內(nèi)置鋰電池供電，控制器 模塊中還設(shè)有弱電報警模塊，用于在傳感器節(jié)點模塊和/或控制器模塊電量不足時發(fā)出報 警信號。
[0010] 按上述方案，所述的無線傳輸方式為Zigbee。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為：
[0012] 1、通過在船舷上設(shè)置氣囊，根據(jù)輪船行駛狀態(tài)的參數(shù)信息判斷船體傾斜位置及傾 斜角度，利用回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)算法，當?shù)竭_臨界值時觸發(fā)點火單元給氣囊單元點火，打開氣 囊，從而預(yù)防船體傾覆；通過采用本發(fā)明裝置，不需要更改現(xiàn)有船體結(jié)構(gòu)與設(shè)計，安裝方便； 整個裝置具有體積小、成本低、功耗小、信號強、實時性高和工作穩(wěn)定等特點。
[0013] 2、通過采用吸附裝置將傳感器節(jié)點模塊固定于船體外側(cè)，布置方便、功能易擴展。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合具體實例和附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0016] -種基于無線傳輸?shù)闹悄茌喆纼A覆裝置，如圖1所示，包括通過無線傳輸方式 連接的傳感器節(jié)點模塊和控制器模塊；其中：傳感器節(jié)點模塊設(shè)置在船體外側(cè)，數(shù)量大于 或等于4個，用于感知輪船行駛過程中的參數(shù)信息，并通過無線傳輸方式傳遞給控制器模 塊；控制器模塊設(shè)置在船舷處，每個控制器模塊包括無線傳輸單元、電控單元、點火單元和 氣囊單元，其中氣囊單元出口朝向船體外部，控制器模塊的數(shù)量根據(jù)氣囊浮力和船體噸位 設(shè)置；無線傳輸模塊接收傳感器節(jié)點模塊采集的參數(shù)信息，由電控單元根據(jù)參數(shù)信息判斷 船體傾斜位置，并計算傾斜角度，利用回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)算法判斷是否到達臨界值，當?shù)竭_臨界 值時觸發(fā)點火單元給氣囊單元點火，打開氣囊。
[0017] 優(yōu)選的，所述的傳感器節(jié)點模塊通過吸附裝置固定于船體外側(cè)，例如吸附裝置為 直流吸盤式電磁鐵。
[0018] 進一步優(yōu)選的，所述的無線傳輸方式為Zigbee。所述的傳感器節(jié)點模塊和控制器 模塊分別內(nèi)置鋰電池供電，可持續(xù)供電達48個月，控制器模塊中還設(shè)有弱電報警模塊，用 于在傳感器節(jié)點模塊和/或控制器模塊電量不足時發(fā)出報警信號。
[0019] 氣囊單元包含氣囊發(fā)生單元，內(nèi)含有疊氮化鈉（NaN3)或硝酸銨（ΝΗ4Ν03)等物質(zhì)。 當輪船在水中行駛中受到側(cè)面颶風，或者人為操作失誤，產(chǎn)生強烈碰撞時，并伴有傾覆狀 態(tài)，電控單元根據(jù)狀態(tài)信息，判斷是否觸發(fā)點火單元，這些物質(zhì)會迅速發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生 大量氣體，充滿氣囊。疊氮化鈉分解產(chǎn)生氮氣和固態(tài)鈉；硝酸銨分解產(chǎn)生大量的一氧化二氮 (N20)氣體和水蒸氣（H20)。
[0020] 氣囊浮力以實際輪船的載重噸位（D.W.T)計算，發(fā)明中設(shè)計的氣囊浮力，單個氣 囊浮力可達10噸，氣囊展開的直徑長1米，長8米，充氣后的重量約為250公斤，以300公 里/小時速度彈射，單個氣囊充氣到展開容積的時間約為70至90秒。
[0021 ] 本實施例中，傳感器節(jié)點模塊和控制器模塊通過Zigbee協(xié)議首次組網(wǎng)時，各傳感 器節(jié)點模塊將各自的位置坐標信息確定，如果有新加入的傳感器節(jié)點，裝置系統(tǒng)會重新確 定各節(jié)點坐標，更新位置信息。控制器模塊可根據(jù)傳感器節(jié)點位置，結(jié)合實時數(shù)據(jù)，判斷船 體是哪一側(cè)出現(xiàn)傾斜，根據(jù)計算傾斜角度，并根據(jù)控制策略，判斷是否達到臨界值，從而判 斷是否點火，打開防止傾覆氣囊，阻止輪船的傾覆?？刂破髂K中電控單元采用雙ARM內(nèi)核 處理單元，運行androicM. 4操作系統(tǒng)，支能夠?qū)o線通訊、多媒體應(yīng)用、遠程監(jiān)控、分布式 任務(wù)處理等有機的結(jié)合在一起。Zigbee收發(fā)模塊通過射頻2. 4GHz信號無線連接至定位主 控器。
[0022] 本實施例中，每個傳感器節(jié)點模塊具備多種類型的傳感器，包括：速度傳感器、加 速度傳感器、重力傳感器、壓力傳感器、風速傳感器等。根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境和要求，傳感器模 塊布置在船體外側(cè)，節(jié)點數(shù)量不低于4個（多4)，其功能相當于網(wǎng)絡(luò)中的傳感終端，將所獲 取的船行信息，通過內(nèi)置的Zigbee發(fā)送模塊，無線傳輸至設(shè)置在船舷處的控制器模塊。傳 感器模塊帶有吸附