一种基于AIS的野外救援系统

一种基于ais的野外救援系统
技术领域
1.本发明属于野外救援技术领域，具体涉及一种基于ais的野外救援系统。


背景技术：

2.户外深山旅行是一种对自己体能和意志品质的极限挑战，调查发现，因在户外深山旅行中发生迷路事件时有报导并持续攀升，因此需要研发一种野外救援系统，能帮助在深山迷路的驴友摆脱困境，在第一时间获得救援；
3.船舶自动识别系统(ais)，由vhf通信机、gps定位仪和与显示器及传感器等相连接的通信控制器组成，能自动交换对应装置的位置、移速、移动方向、设备名称、呼号等重要信息，此外，作为一种开放式数据传输系统,它可与雷达、arpa、ecdis、vts等终端设备和internet实现连接，是不用雷达探测也能获得对应装置位置信息的有效手段，目前该技术通常用于船舶定位以及航行领域；
4.近期，越来越多的户外迷路失踪事件发生，这些失踪人员因为野外失联，自己遇到困难无法脱身，而救援人员又因为信号不好无法找到失联人员，这就会导致搜救时间延长，从而错过最佳救援时间，从而导致生命危险，因此为了解决上述问题，本发明设计了一种基于ais的野外救援系统，让救援人员通过此系统第一时间赶到求救地点搜寻，提高遇险人员生存机率和大大增加救援的效率。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种基于ais的野外救援系统，包括在野外遇险时进行求救和求生的求救信号发射装置、对求救信号以及位置信息进行发射的ais搜救发射装置以及搜救人员使用的用于回去求救信号的无人机搜寻单元，所述求救信号发射装置包括发光气球机构、电源供应机构、上段圆筒部和设置于上段圆筒部底部的中段圆筒部，ais搜救发射装置设置于发光气球机构上。
6.作为本发明再进一步的方案：所述发光气球机构包括充气气球、进气嘴、充气针头、细绳、充气泵、针头连接器和氦气罐罐体，所述氦气罐罐体固定于中段圆筒部的内壁上，针头连接器设置于氦气罐罐体的顶部外壁上，充气泵设置于针头连接器的顶部外壁上，充气针头设置于充气泵的顶部外壁上，细绳设置于充气泵的外壁上，充气气球设置于细绳的一侧外壁上，进气嘴设置于充气气球的底部外壁上，中段圆筒部底部外壁设置有下段圆筒部，下段圆筒部、上段圆筒部和中段圆筒部相对一侧外壁设置有内螺纹接口，充气气球内壁设置有一层荧光粉，充气气球外壁设置有一层-羟基喹啉衍生物。
7.作为本发明再进一步的方案：所述电源供应机构包括电池隔离板、负极电源连接片、负极触点、第三控制开关、纽扣电池槽、正极触点、正极电源连接片、充电指示灯、电池盒、第一控制开关和电池负极，电池盒设置于下段圆筒部的内壁上，电池负极设置于电池盒的一侧外壁上，纽扣电池槽设置于氦气罐罐体的底部外壁上，负极触点、负极电源连接片、正极电源连接片和正极触点分别设置于纽扣电池槽的底部外壁上，电池隔离板设置于下段
圆筒部的内壁上，第一控制开关设置于下段圆筒部的外壁上，充电指示灯设置于中段圆筒部的外壁上。
8.作为本发明再进一步的方案：所述下段圆筒部底部外壁设置有底座，底座内壁设置有多个灯泡，下段圆筒部外壁设置有第二控制开关和点触开关，第二控制开关和点触开关与灯泡电性连接。
9.作为本发明再进一步的方案：所述充气气球内壁设置有led光源，充气气球外壁设置有电池隔离片，电池隔离片一侧外壁设置有纽扣电池。
10.作为本发明再进一步的方案：所述上段圆筒部和中段圆筒部外壁分别固定有环扣，环扣外壁设置有绳带，充气针头外壁设置有针头套。
11.作为本发明再进一步的方案：所述ais搜救发射装置包括北斗定位组件、控制单元、信号处理单元、ais发射模块、激活开关、led指示灯和电源，北斗定位组件、控制单元、信号处理单元、ais发射模块、激活开关、led指示灯和电源相互之间通讯连接。
12.作为本发明再进一步的方案：所述无人机搜寻单元包括无人机和用于接收求救信号的ais接收模块。
13.作为本发明再进一步的方案：所述电源供应机构由手摇式发电机构成。
14.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
15.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
16.1.通过自带定位信号发射器使救援人员能够快速找到遇险人员并进行施救，另一方面通过其带有led发光体的气球求救信号标志物，使救援人员在搜救的过程中更容易发现遇险人员，同时位于充气气球一侧的ais搜救发射装置会向外不断发送求救以及位置信号，方便救援人员通过无人机搜寻单元搜索到求救信号，从而让救援人员能够快速对遇险人员进行定位，提高了野外救援效率。
17.2.遇险人员首先通过内螺纹接口将上段圆筒部从中段圆筒部上拧开，随后启动充气泵，将氦气罐罐体内部的氦气充入充气气球，从而让充气气球迅速膨胀并将中段圆筒部整体向上牵引升高，此时充气气球外壁涂覆有-羟基喹啉衍生物在夜间持续发出荧光，同时配合充气气球内壁的荧光粉，能够让远处的救援人员迅速在夜间迅速发现飘起的充气气球，位于充气气球底部的细绳能够对充气气球的飘升高度进行限位，避免充气气球随风飘走。
18.3.将下段圆筒部拧下后可以将对应的五号电池放入电池盒内，随后将下段圆筒部拧回中段圆筒部底部，当放置在纽扣电池槽内部的纽扣电池电量不足时，遇险人员可以按下第一控制开关，此时位于电池盒内部的五号电池会通过负极电源连接片、正极电源连接片、正极触点和负极触点为纽扣电池槽内的纽扣电池充电，从而提高对应求救装置的运行时间，让提高搜救人员找到遇险人员的概率。
19.4.遇险人员可以通过第二控制开关和点触开关控制灯泡的启闭，从而让底座具有照明手电筒的作用，让求救信号发射装置具有照明手电筒的功能；遇险人员可以将电池隔离片从纽扣电池一侧抽掉，从而让纽扣电池为led光源供电，led光源可对膨胀后的充气气球内部进行照明，配合充气气球内壁以及外壁的荧光剂让升起后的充气气球能够更加的醒目。
附图说明
20.图1是本发明实施例中基于ais的野外救援系统的结构示意图；
21.图2是本发明实施例中基于ais的野外救援系统的求救信号发射装置结构图；
22.图3是本发明实施例中基于ais的野外救援系统的上段圆筒部结构图；
23.图4是本发明实施例中基于ais的野外救援系统的中段圆筒部和下段圆筒部结构图；
24.图5是本发明实施例中基于ais的野外救援系统的ais搜救发射装置结构图；
25.图6是本发明实施例中基于ais的野外救援系统的手摇式发电机结构图。
26.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-氦气罐罐体、2-充气气球、3-充气泵、4-细绳、5-纽扣电池、6-电池隔离片、7-led光源、8-进气嘴、9-充气针头、10-针头套、11-针头连接器、12-内螺纹接口、13-中段圆筒部、15-纽扣电池槽、16-环扣、17-绳带、18-电池隔离板、19-电池盒、20-上段圆筒部、21-下段圆筒部、22-灯泡、23-底座、24-电池负极、25-第一控制开关、26-第二控制开关、27-点触开关、28-第三控制开关、29-负极触点、30-负极电源连接片、31-正极触点、32-正极电源连接片、33-充电指示灯。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
29.实施例1
30.本发明优选实施例中的基于ais的野外救援系统如图1-4中所示，包括在野外遇险时进行求救和求生的求救信号发射装置、对求救信号以及位置信息进行发射的ais搜救发射装置以及搜救人员使用的用于回去求救信号的无人机搜寻单元，所述求救信号发射装置包括发光气球机构、电源供应机构、上段圆筒部20和设置于上段圆筒部20底部的中段圆筒部13，ais搜救发射装置设置于发光气球机构上。
31.如图2-4所示，所述发光气球机构包括充气气球2、进气嘴8、充气针头9、细绳4、充气泵3、针头连接器11和氦气罐罐体1，所述氦气罐罐体1固定于中段圆筒部13的内壁上，针头连接器11设置于氦气罐罐体1的顶部外壁上，充气泵3设置于针头连接器11的顶部外壁上，充气针头9设置于充气泵3的顶部外壁上，细绳4设置于充气泵3的外壁上，充气气球2设置于细绳4的一侧外壁上，进气嘴8设置于充气气球2的底部外壁上，中段圆筒部13底部外壁设置有下段圆筒部21，下段圆筒部21、上段圆筒部20和中段圆筒部13相对一侧外壁设置有内螺纹接口12，充气气球2内壁设置有一层荧光粉，充气气球2外壁设置有一层8-羟基喹啉衍生物；
32.遇险人员首先通过内螺纹接口12将上段圆筒部20从中段圆筒部13上拧开，随后启动充气泵3，将氦气罐罐体1内部的氦气充入充气气球2，从而让充气气球2迅速膨胀并将中段圆筒部13整体向上牵引升高，此时充气气球2外壁涂覆有8-羟基喹啉衍生物在夜间持续发出荧光，同时配合充气气球2内壁的荧光粉，能够让远处的救援人员迅速在夜间迅速发现
飘起的充气气球2，位于充气气球2底部的细绳4能够对充气气球2的飘升高度进行限位，避免充气气球2随风飘走，同时位于充气气球2一侧的ais搜救发射装置会向外不断发送求救以及位置信号，方便救援人员通过无人机搜寻单元搜索到求救信号，从而让救援人员能够快速对遇险人员进行定位，提高了野外救援效率，充气气球2外壁写有sos求救字体。
33.如图2-4所示，所述电源供应机构包括电池隔离板18、负极电源连接片30、负极触点29、第三控制开关28、纽扣电池槽15、正极触点31、正极电源连接片32、充电指示灯33、电池盒19、第一控制开关25和电池负极24，电池盒19设置于下段圆筒部21的内壁上，电池负极24设置于电池盒19的一侧外壁上，纽扣电池槽15设置于氦气罐罐体1的底部外壁上，负极触点29、负极电源连接片30、正极电源连接片32和正极触点31分别设置于纽扣电池槽15的底部外壁上，电池隔离板18设置于下段圆筒部21的内壁上，第一控制开关25设置于下段圆筒部21的外壁上，充电指示灯33设置于中段圆筒部13的外壁上；将下段圆筒部21通过内螺纹接口12从中段圆筒部13底部拧下后，即可将纽扣电池放入纽扣电池槽15内，随后再将下段圆筒部21拧回中段圆筒部13底部，对纽扣电池进行限位固定，此时纽扣电池即可为发光气球机构上的求救装置进行供电；将下段圆筒部21拧下后可以将对应的五号电池放入电池盒19内，随后将下段圆筒部21拧回中段圆筒部13底部，当放置在纽扣电池槽15内部的纽扣电池电量不足时，遇险人员可以按下第一控制开关25，此时位于电池盒19内部的五号电池会通过负极电源连接片30、正极电源连接片32、正极触点31和负极触点29为纽扣电池槽15内的纽扣电池充电，从而提高对应求救装置的运行时间，让提高搜救人员找到遇险人员的概率。
34.如图2-4所示，所述下段圆筒部21底部外壁设置有底座23，底座23内壁设置有多个灯泡22，下段圆筒部21外壁设置有第二控制开关26和点触开关27，第二控制开关26和点触开关27与灯泡22电性连接；遇险人员可以通过第二控制开关26和点触开关27控制灯泡22的启闭，从而让底座23具有照明手电筒的作用，让求救信号发射装置具有照明手电筒的功能。
35.如图2-4所示，所述充气气球2内壁设置有led光源7，充气气球2外壁设置有电池隔离片6，电池隔离片6一侧外壁设置有纽扣电池5；遇险人员可以将电池隔离片6从纽扣电池5一侧抽掉，从而让纽扣电池5为led光源7供电，led光源7可对膨胀后的充气气球2内部进行照明，配合充气气球2内壁以及外壁的荧光剂让升起后的充气气球2能够更加的醒目。
36.如图2-4所示，所述上段圆筒部20和中段圆筒部13外壁分别固定有环扣16，环扣16外壁设置有绳带17，充气针头9外壁设置有针头套10；用户可通过绳带17方便的对求救信号发射装置进行携带，针头套10可避免充气针头9在未插入进气嘴8时扎破充气气球2。
37.如图5所示，所述ais搜救发射装置包括北斗定位组件、控制单元、信号处理单元、ais发射模块、激活开关、led指示灯和电源，北斗定位组件、控制单元、信号处理单元、ais发射模块、激活开关、led指示灯和电源相互之间通讯连接；
38.ais搜救发射装置是基于近几年ais新技术兴起的搜救寻位装置，在遇到事故时，ais搜救发射装置启动后直接进入激活状态，在ais两个信道上定时循环向附近安装有ais系统的设备或基站发射遇险人员当前所处精确位置，识别码以及安全信息等ais搜救发射装置相较于传统的radar-sart性能更加优越，搜救的范围也更远，并且由于其内置gnss(全球卫星导航系统)接收装置，定位更加精准快速。因此在搜救工作中愈加凸显其重要作用；充气气球2上还搭载了信号处理单元其包括gnss芯片+ais芯片，由卫星接收gnss芯片发出
的信号并定位，再由搭载了ais信号接收机的无人机进行搜救，并接收由装置发出的ais信号并识别从而实现精确施救的目的。
39.如图5所示，所述无人机搜寻单元包括无人机和用于接收求救信号的ais接收模块。
40.本实施例在使用时，带有led发光体的深山搜救装置，此壳体由圆筒部拼接而成，各圆筒部通过螺纹连接；圆筒内有未充气的气球，气球的内壁涂覆有荧光粉，气球外壁写有sos求救字体；中段圆筒内有可以为气球充气的储气罐，气球与储气罐之间有细绳连接；下段圆筒底端安装有手电筒，下段圆筒部的筒身带有电池盒，且设有手电筒开关。
41.求救信号发射装置所描述的led光源中的纽扣电池，纽扣电池之间插设有电池隔离片。下段圆筒部的顶部设有钮扣电池充电器，钮扣电池充电器包括容纳纽扣电池的电池槽、选择充电电压的充电控制开关、负极触点、负极电源连接片、正极触点、正极电源连接片和充电指示灯，下段圆筒外部还设有启动充电装置的外部开关。
42.储气罐中充有密度明显比空气轻的气体及输气装置，一个装有进气嘴的气球和发光装置，并且气球与充气装置之间用一根足够长的细绳连接起来，这些物品全部装入一个圆筒外套，圆筒外套另一端可以装上一个手电筒，平时可以作一般手电筒使用，手电筒与圆筒外套之间安装钮扣电池充电器，利用手电筒中5号干电池为其充电。使用时拧开装有气球的圆筒外套，取出气球，将充气装置中的气体输入气球中，在夜里打开发光装置，然后绕开细绳把气球慢慢升到空中。
43.储气罐可以多次使用，能重复装入气体，输气装置出口是一根比较细充气针头，不用时与气球摩擦容易把气球刺破，也可能容易发生漏气，因此在输气装置出口针头按一个针头套，起到保护作用。
44.气球上装有小功率的led光源、充电钮扣电池和电池隔离片，使用时只要拔出电池隔离片，钮扣电池供电小功率的led发光开始工作。
45.连接气球和储气罐的细绳具有优良的抗拉强度、耐磨性、防水性、防腐性，质地轻盈的特点，不用时可缠绕在输气装置凹槽处进行存放。
46.钮扣电池充电器，是采用手电筒电池作为电源为钮扣电池充电，只要将耗尽充电钮扣电池装入，打开电源即可充电，平时也可作为备用钮扣电池的存放处。
47.下段圆筒部形成的手电筒，由4节充电式5号电池和数个小功率的led光源组成，平时可当作手电筒使用，充电时当充电电源，并安装按键开关，手电筒具有防水功能。
48.实施例2
49.如图6所示，所述电源供应机构由手摇式发电机构成。
50.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
51.参考资料：
52.ais个人搜救示位标的研究及应用
‑‑
马瑞宁(青岛理工大学通信与电子工程学院，山东青岛，266033)；
53.基于北斗ais通信系统的海上搜救终端方案
‑‑
方崇沁(中图分类号:tn967文献标识码:a文章编号:1007-9416(2017)01-0028-01)。

技术特征：
1.一种基于ais的野外救援系统，包括在野外遇险时进行求救和求生的求救信号发射装置、对求救信号以及位置信息进行发射的ais搜救发射装置以及搜救人员使用的用于回去求救信号的无人机搜寻单元，其特征在于，所述求救信号发射装置包括发光气球机构、电源供应机构、上段圆筒部(20)和设置于上段圆筒部(20)底部的中段圆筒部(13)，ais搜救发射装置设置于发光气球机构上。2.根据权利要求1所述的基于ais的野外救援系统，其中，所述发光气球机构包括充气气球(2)、进气嘴(8)、充气针头(9)、细绳(4)、充气泵(3)、针头连接器(11)和氦气罐罐体(1)，所述氦气罐罐体(1)固定于中段圆筒部(13)的内壁上，针头连接器(11)设置于氦气罐罐体(1)的顶部外壁上，充气泵(3)设置于针头连接器(11)的顶部外壁上，充气针头(9)设置于充气泵(3)的顶部外壁上，细绳(4)设置于充气泵(3)的外壁上，充气气球(2)设置于细绳(4)的一侧外壁上，进气嘴(8)设置于充气气球(2)的底部外壁上，中段圆筒部(13)底部外壁设置有下段圆筒部(21)，下段圆筒部(21)、上段圆筒部(20)和中段圆筒部(13)相对一侧外壁设置有内螺纹接口(12)，充气气球(2)内壁设置有一层荧光粉，充气气球(2)外壁设置有一层8-羟基喹啉衍生物。3.根据权利要求1所述的基于ais的野外救援系统，其中，所述电源供应机构包括电池隔离板(18)、负极电源连接片(30)、负极触点(29)、第三控制开关(28)、纽扣电池槽(15)、正极触点(31)、正极电源连接片(32)、充电指示灯(33)、电池盒(19)、第一控制开关(25)和电池负极(24)，电池盒(19)设置于下段圆筒部(21)的内壁上，电池负极(24)设置于电池盒(19)的一侧外壁上，纽扣电池槽(15)设置于氦气罐罐体(1)的底部外壁上，负极触点(29)、负极电源连接片(30)、正极电源连接片(32)和正极触点(31)分别设置于纽扣电池槽(15)的底部外壁上，电池隔离板(18)设置于下段圆筒部(21)的内壁上，第一控制开关(25)设置于下段圆筒部(21)的外壁上，充电指示灯(33)设置于中段圆筒部(13)的外壁上。4.根据权利要求3所述的基于ais的野外救援系统，其中，所述下段圆筒部(21)底部外壁设置有底座(23)，底座(23)内壁设置有多个灯泡(22)，下段圆筒部(21)外壁设置有第二控制开关(26)和点触开关(27)，第二控制开关(26)和点触开关(27)与灯泡(22)电性连接。5.根据权利要求2所述的基于ais的野外救援系统，其中，所述充气气球(2)内壁设置有led光源(7)，充气气球(2)外壁设置有电池隔离片(6)，电池隔离片(6)一侧外壁设置有纽扣电池(5)。6.根据权利要求2所述的基于ais的野外救援系统，其中，所述上段圆筒部(20)和中段圆筒部(13)外壁分别固定有环扣(16)，环扣(16)外壁设置有绳带(17)，充气针头(9)外壁设置有针头套(10)。7.根据权利要求1所述的基于ais的野外救援系统，其中，所述ais搜救发射装置包括北斗定位组件、控制单元、信号处理单元、ais发射模块、激活开关、led指示灯和电源，北斗定位组件、控制单元、信号处理单元、ais发射模块、激活开关、led指示灯和电源相互之间通讯连接。8.根据权利要求1所述的基于ais的野外救援系统，其中，所述无人机搜寻单元包括无人机和用于接收求救信号的ais接收模块。9.根据权利要求3所述的基于ais的野外救援系统，其中，所述电源供应机构由手摇式发电机构成。

技术总结
本发明公开了一种基于AIS的野外救援系统，包括在野外遇险时进行求救和求生的求救信号发射装置、对求救信号以及位置信息进行发射的AIS搜救发射装置以及搜救人员使用的用于回去求救信号的无人机搜寻单元，所述求救信号发射装置包括发光气球机构、电源供应机构、上段圆筒部和设置于上段圆筒部底部的中段圆筒部，AIS搜救发射装置设置于发光气球机构上，所述发光气球机构包括充气气球、进气嘴、充气针头、细绳、充气泵、针头连接器和氦气罐罐体；本发明通过自带定位信号发射器使救援人员能够快速找到遇险人员并进行施救，另一方面通过其带有LED发光体的气球求救信号标志物，使救援人员在搜救的过程中更容易发现遇险人员。在搜救的过程中更容易发现遇险人员。


技术研发人员：蒋更红 付昌辉 朱建梁 任松涛 翁步钧 鲍立欣 罗雨欣 高宇姗
受保护的技术使用者：浙江交通职业技术学院
技术研发日：2023.05.16
技术公布日：2023/8/13