一種用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)及搜尋方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)及搜尋方法，該系統(tǒng)包括與海面目標(biāo)連接在一起的信標(biāo)裝置，所述的信標(biāo)裝置包括用于獲取信標(biāo)裝置位置信息的信標(biāo)GPS定位單元，與船載無線通信單元進(jìn)行通信的信標(biāo)無線通信單元；船載數(shù)據(jù)中心通過船載無線通信單元與信標(biāo)無線通信單元進(jìn)行通信，船載數(shù)據(jù)中心通過船載GPS定位單元獲取船只位置信息，船載數(shù)據(jù)中心通過輸入輸出單元輸出數(shù)據(jù)信息，接收操作指令。本發(fā)明所公開的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，在所要回收的探測設(shè)備即海面目標(biāo)上連接一個具有GPS定位和無線通信功能的信標(biāo)裝置，由于每一信標(biāo)裝置都有供船載數(shù)據(jù)中心識別的唯一ID號，并且與海面目標(biāo)相連，所以找到了信標(biāo)裝置就找到了海面目標(biāo)。
【專利說明】一種用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)及搜尋方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋探測領(lǐng)域，具體的說涉及該領(lǐng)域的一種用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)及搜尋方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，海洋變得越來越重要，海上的人類活動也越來越多。海洋活動有三大主題，即海洋科學(xué)研究、海洋探測、海洋資源開發(fā)。其中海洋探測的任務(wù)是獲取海洋環(huán)境和資源信息，從而為海洋科學(xué)研究和海洋資源開發(fā)服務(wù)。在海洋探測的過程中，需要向海洋中投放各種設(shè)備以實(shí)現(xiàn)探測目標(biāo)。根據(jù)探測目標(biāo)的不同，這些設(shè)備有的被安裝在海底，有的被安裝在距離水面不同深度的海水中。當(dāng)海洋探測活動結(jié)束后，這些設(shè)備會從海底釋放并自然上升到海面上，然后由人工搜尋回收。
[0003]由于海面廣闊，設(shè)備在海流的作用下，往往會偏離預(yù)先設(shè)定的位置，導(dǎo)致設(shè)備搜尋困難；如果有多個設(shè)備需要同時回收，這種困難會更加明顯，往往顧此失彼，甚至發(fā)生設(shè)備丟失現(xiàn)象，導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)及搜尋方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括，與海面目標(biāo)連接在一起的信標(biāo)裝置，所述的信標(biāo)裝置包括用于獲取信標(biāo)裝置位置信息的信標(biāo)GPS定位單元，與船載無線通信單元進(jìn)行通信的信標(biāo)無線通信單元；船載數(shù)據(jù)中心通過船載無線通信單元與信標(biāo)無線通信單元進(jìn)行通信，船載數(shù)據(jù)中心通過船載GPS定位單元獲取船只位置信息，船載數(shù)據(jù)中心通過輸入輸出單元輸出數(shù)據(jù)信息，接收操作指令。
[0007]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，信標(biāo)裝置通過連接軟索與海面目標(biāo)連接在一起，并且每一信標(biāo)裝置都有供船載數(shù)據(jù)中心識別的唯一 ID號。
[0008]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，所述信標(biāo)裝置浮在水面上，其外殼是透光的，并且信標(biāo)裝置還包括有頻閃指示燈。
[0009]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，信標(biāo)裝置通過感光傳感器檢測周圍環(huán)境光線，如光線暗于設(shè)定值則啟動頻閃指示燈閃爍發(fā)光。
[0010]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的船載無線通信單元和信標(biāo)無線通信單元之間的通信方式為無線電臺通信、衛(wèi)星通信或移動通信。
[0011]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的船載數(shù)據(jù)中心可以是固定安裝于船艙中的高性能計算機(jī)，也可以是甲板移動控制單元等嵌入式設(shè)備。
[0012]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，船載數(shù)據(jù)中心還通過監(jiān)控終端輸出數(shù)據(jù)信息，接收操作指令。[0013]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，船載數(shù)據(jù)中心和監(jiān)控終端之間通過船上局域網(wǎng)進(jìn)行通信，所述的船上局域網(wǎng)是以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線網(wǎng)等有線局域網(wǎng)，或是wif1、藍(lán)牙或zigbee等無線局域網(wǎng)。
[0014]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，所述的監(jiān)控終端為計算機(jī)，數(shù)量為兩臺或兩臺以上。
[0015]一種海面多目標(biāo)搜尋方法，使用上述的信標(biāo)系統(tǒng)，包括如下步驟:
[0016](I)啟動船載無線通信單元，接收信標(biāo)無線通信單元的信號；
[0017](2)如果信號接收成功，則船載數(shù)據(jù)中心獲取該信標(biāo)裝置的ID號和位置信息，并向該信標(biāo)裝置發(fā)送操作指令；
[0018](3)船載數(shù)據(jù)中心通過輸入輸出單元實(shí)時輸出船只和該信標(biāo)裝置的位置信息；
[0019](4)如果信號接收不成功，或者還有部分信標(biāo)無線通信單元的信號接收不成功，則繼續(xù)接收，并可以向信號接收不成功的信標(biāo)無線通信單元發(fā)送操作指令。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
[0021]本發(fā)明所公開的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，在所要回收的探測設(shè)備即海面目標(biāo)上連接一個具有GPS定位和無線通信功能的信標(biāo)裝置，由于每一信標(biāo)裝置都有供船載數(shù)據(jù)中心識別的唯一 ID號，并且與海面目標(biāo)相連，所以找到了信標(biāo)裝置就找到了海面目標(biāo)。如果有多個海面目標(biāo)需要回收，則每個海面目標(biāo)都可以連接一個信標(biāo)裝置。通過船載數(shù)據(jù)中心提供統(tǒng)一的輸入輸出平臺，動態(tài)掌握所要回收的海面目標(biāo)的具體情況，并可以根據(jù)具體情況向與海面目標(biāo)相連接的信標(biāo)裝置發(fā)送操作指令，優(yōu)化作業(yè)流程，提高回收成功率。
[0022]本發(fā)明所公開的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，既可以對單個海面目標(biāo)搜尋，也可以對多個海面目標(biāo)搜尋。通過信標(biāo)裝置進(jìn)行定位和無線通信，可以實(shí)時、精確定位各海面目標(biāo)，顯著提高海面目標(biāo)的回收成功率；
[0023]通過船載數(shù)據(jù)中心和多個監(jiān)控終端的信息共享，同步顯示船只與被搜尋海面目標(biāo)的相對位置，可以對周圍的被搜尋海面目標(biāo)情況一目了然，方便回收人員與指揮人員相互協(xié)調(diào)，優(yōu)化作業(yè)流程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的信標(biāo)系統(tǒng)的拓?fù)潢P(guān)系圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的信標(biāo)裝置的工作流程圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的信標(biāo)系統(tǒng)的通信關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]實(shí)施例1，如圖1所示，本實(shí)施例公開了一種用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括，與海面目標(biāo)連接在一起的信標(biāo)裝置，所述的信標(biāo)裝置包括用于獲取信標(biāo)裝置位置信息的信標(biāo)GPS定位單元，與船載無線通信單元進(jìn)行通信的信標(biāo)無線通信單元；船載數(shù)據(jù)中心通過船載無線通信單元與信標(biāo)無線通信單元進(jìn)行通信，船載數(shù)據(jù)中心通過船載GPS定位單元獲取船只位置信息，船載數(shù)據(jù)中心通過輸入輸出單元輸出數(shù)據(jù)信息，接收操作指令，在本實(shí)施例中，船載數(shù)據(jù)中心安裝有監(jiān)控軟件，該監(jiān)控軟件具有人機(jī)交互功能，既可以顯示以船為中心的各信標(biāo)裝置的相對位置，又可以接收操作指令。
[0029]在本實(shí)施例中，信標(biāo)裝置通過連接軟索與海面目標(biāo)連接在一起，并且每一信標(biāo)裝置都有供船載數(shù)據(jù)中心識別的唯一 ID號。所述信標(biāo)裝置的外殼是透光的，并且信標(biāo)裝置還包括有頻閃指示燈。信標(biāo)裝置通過感光傳感器檢測周圍環(huán)境光線，如光線暗于設(shè)定值則啟動頻閃指示燈閃爍發(fā)光。
[0030]在本實(shí)施例中，船載無線通信單元和信標(biāo)無線通信單元之間的通信方式為:無線電臺方式的無線通信；海事衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星、銥星方式的衛(wèi)星通信；GSM、GPRS、CDMA、3G、4G方式的移動通信。
[0031]在本實(shí)施例中，所述的船載數(shù)據(jù)中心可以是固定安裝于船艙中的高性能計算機(jī)，也可以是甲板移動控制單元等嵌入式設(shè)備。
[0032]在本實(shí)施例中，船載數(shù)據(jù)中心還通過監(jiān)控終端輸出數(shù)據(jù)信息，接收操作指令。船載數(shù)據(jù)中心和監(jiān)控終端之間通過船上局域網(wǎng)進(jìn)行通信，所述的船上局域網(wǎng)可以是以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線網(wǎng)等有線局域網(wǎng)，也可以是wif1、藍(lán)牙、zigbee等無線局域網(wǎng)。所述的監(jiān)控終端為計算機(jī)，數(shù)量為兩臺或兩臺以上。監(jiān)控終端也安裝有與船載數(shù)據(jù)中心安裝的監(jiān)控軟件相配套的監(jiān)控軟件，該監(jiān)控軟件具有人機(jī)交互功能，既可以顯示以船為中心的各信標(biāo)裝置的相對位置，又可以接收操作指令。
[0033]如圖2所示，本實(shí)施例所公開的信標(biāo)裝置的工作過程為:
[0034]當(dāng)信標(biāo)裝置從海底釋放并自然上升到海面上時，信標(biāo)裝置處于上電狀態(tài)，在上電初始化完畢后，信標(biāo)裝置進(jìn)入低功耗狀態(tài)，等待定時器中斷喚醒；在中斷喚醒后，首先通過信標(biāo)無線通信單元接收船載無線通信單元發(fā)送的操作指令，若接收到則處理操作指令；若沒有接收到則通過信標(biāo)GPS定位單元獲取信標(biāo)裝置的位置信息，若獲取不成功則進(jìn)入低功耗狀態(tài)，等待再次的定時中斷喚醒；如果獲取成功，則通過信標(biāo)無線通信單元將其ID號和經(jīng)緯度等位置信息發(fā)送給船載無線通信單元；信標(biāo)裝置的外殼具有透光性，信標(biāo)裝置通過感光傳感器檢測周圍環(huán)境光線，如光線暗于設(shè)定值則啟動頻閃指示燈閃爍發(fā)光，方便操作人員對設(shè)備進(jìn)行定位回收。
[0035]如圖3所示，本實(shí)施例所公開的信標(biāo)系統(tǒng)的工作過程為:
[0036]一方面，船載數(shù)據(jù)中心通過船載無線通信單元接收來自各個信標(biāo)裝置的ID號和位置信息；另一方面，船載數(shù)據(jù)中心會將來自監(jiān)控終端或自身輸入輸出單元或監(jiān)控軟件的操作指令發(fā)送給指定的信標(biāo)裝置，完成雙方的通信過程；船載數(shù)據(jù)中心連接船載GPS定位單元，可以實(shí)時獲得船只本身的經(jīng)緯度等位置信息，通過計算不同信標(biāo)裝置的位置信息和船只本身的位置信息，可以得出兩者的距離，以及相互的方位；此外，船載數(shù)據(jù)中心還通過監(jiān)控軟件的人機(jī)交互功能，實(shí)時顯示以船只為中心的各信標(biāo)裝置的相對位置。
[0037]實(shí)施例2，本實(shí)施例公開了一種海面多目標(biāo)搜尋方法，使用上述的信標(biāo)系統(tǒng)，包括如下步驟:
[0038](I)啟動船載無線通信單元，接收信標(biāo)無線通信單元的信號；
[0039](2)如果信號接收成功，則船載數(shù)據(jù)中心獲取該信標(biāo)裝置的ID號和位置信息，并向該信標(biāo)裝置發(fā)送操作指令；
[0040](3)船載數(shù)據(jù)中心通過輸入輸出單元實(shí)時輸出船只和該信標(biāo)裝置的位置信息；[0041](4)如果信號接收不成功，或者還有部分信標(biāo)無線通信單元的信號接收不成功，則繼續(xù)接收，并可以向信號接收不成功的信標(biāo)無線通信單元發(fā)送操作指令。
【權(quán)利要求】
1.一種用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括，與海面目標(biāo)連接在一起的信標(biāo)裝置，所述的信標(biāo)裝置包括用于獲取信標(biāo)裝置位置信息的信標(biāo)GPS定位單元，與船載無線通信單元進(jìn)行通信的信標(biāo)無線通信單元；船載數(shù)據(jù)中心通過船載無線通信單元與信標(biāo)無線通信單元進(jìn)行通信，船載數(shù)據(jù)中心通過船載GPS定位單元獲取船只位置信息，船載數(shù)據(jù)中心通過輸入輸出單元輸出數(shù)據(jù)信息，接收操作指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于:信標(biāo)裝置通過連接軟索與海面目標(biāo)連接在一起，并且每一信標(biāo)裝置都有供船載數(shù)據(jù)中心識別的唯一 ID號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于:所述信標(biāo)裝置浮在水面上，其外殼是透光的，并且信標(biāo)裝置還包括有頻閃指示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于:信標(biāo)裝置通過感光傳感器檢測周圍環(huán)境光線，如光線暗于設(shè)定值則啟動頻閃指示燈閃爍發(fā)光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于:所述的船載無線通信單元和信標(biāo)無線通信單元之間的通信方式為無線電臺通信、衛(wèi)星通信或移動通?目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于:所述的船載數(shù)據(jù)中心可以是固定安裝于船艙中的高性能計算機(jī)，也可以是甲板移動控制單元等嵌入式設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于:船載數(shù)據(jù)中心還通過監(jiān)控終端輸出數(shù)據(jù)信息，接收操作指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于:船載數(shù)據(jù)中心和監(jiān)控終端之間通過船上局域網(wǎng)進(jìn)行通信，所述的船上局域網(wǎng)是以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線網(wǎng)等有線局域網(wǎng)，或是wif1、藍(lán)牙或zigbee等無線局域網(wǎng)。`
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于海面多目標(biāo)搜尋的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于:所述的監(jiān)控終端為計算機(jī)，數(shù)量為兩臺或兩臺以上。
10.一種海面多目標(biāo)搜尋方法，使用權(quán)利要求2所述的信標(biāo)系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟: (1)啟動船載無線通信單元，接收信標(biāo)無線通信單元的信號； (2)如果信號接收成功，則船載數(shù)據(jù)中心獲取該信標(biāo)裝置的ID號和位置信息，并向該信標(biāo)裝置發(fā)送操作指令； (3)船載數(shù)據(jù)中心通過輸入輸出單元實(shí)時輸出船只和該信標(biāo)裝置的位置信息； (4)如果信號接收不成功，或者還有部分信標(biāo)無線通信單元的信號接收不成功，則繼續(xù)接收，并可以向信號接收不成功的信標(biāo)無線通信單元發(fā)送操作指令。
【文檔編號】H04W4/02GK103754326SQ201410026322
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月11日
【發(fā)明者】綦聲波, 劉蘭軍, 黎明, 王建國 申請人:中國海洋大學(xué)