一种救生设备搜救信标自动触发功能防误触发检测装置及其检测方法

本发明属于海上救援，具体涉及一种救生设备搜救信标自动触发功能防误触发检测装置及其检测方法。

背景技术：

1、随着海上生产作业和海上运输船舶的快速增长，海上人员面临着由于极端天气、复杂多变的海洋环境以及人为失误等因素引发的搁浅、船舶碰撞、触礁、倾覆等海难事故的严重威胁。这些事故不仅对海上人员的生命安全构成直接威胁，也对财产安全造成重大损失。鉴于海难事故的突发性和灾难性，对落水人员的快速精确救助显得尤为重要。

2、在传统搜救方法中，依赖飞机或搜救船的营救人员通过肉眼观测以及利用洋流漂流模型来预测和推断落水人员的位置，这种方法不仅效率低，而且在准确性和及时性方面存在明显不足，难以满足迅速定位落水人员并实施救援的需求。

3、随着技术的发展，自动船舶身份识别系统(ais)和基于北斗卫星导航系统的救生示位标技术的应用为海上救援提供了新的手段。基于这些技术开发的ais型和北斗型救生示位标产品能够在一定范围内及时提供落水人员的精确位置，有助于快速组织救援行动，对保障落水人员的生命安全起到积极作用。然而，尽管ais型和北斗型救生示位标提供了关键的海上救援支持，它们的自动触发机制却容易因环境因素如天气变化和海水冲击而误触发，导致大量虚假报警信号的产生。这不仅增加了救援中心在紧急情况下甄别报警信号真伪的工作量，还提升了救援行动的难度和复杂度。针对这种误报问题迫切需要通过技术优化来解决，以提高救生示位标的准确性和救援效率。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种救生设备搜救信标自动触发功能防误触发检测装置及其检测方法，通过结合海水阻值测量电路和落水检测电路，以及使用先进的软件处理算法，能够有效区分实际落水事件与因环境变化引起的误触发，大幅减少因环境因素产生的误报警，增强了ais型和北斗型救生示位标的可靠性，为海上救援提供了更加可靠和高效的技术支撑，从而可进一步提升海上救援的成功率和安全性。

2、为实现上述目的，本技术的具体技术方案如下：

3、一种救生设备搜救信标自动触发功能防误触发检测装置，包括处理器、落水检测电路、海水电阻检测电路、rnss定位单元、北斗短报文通讯单元、电池组以及电源管理单元，所述落水检测电路、海水电阻检测电路、rnss定位单元和北斗短报文通讯单元均与所述处理器连接，所述电池组与电源管理单元连接；所述落水检测电路用以检测是否处于落水状态；所述海水电阻检测电路用以检测海水的电阻阻值；所述rnss定位单元用以获取落水人员的当前位置；所述北斗短报文通讯单元用以发送报警信息。

4、进一步地，所述海水电阻检测电路包括公共触点a和海水电阻检测触点c，公共触点a和海水电阻检测触点c完成对海水的电阻阻值进行检测，公共触点a依次连接电阻r5和batin电源；海水电阻检测触点c同时连接处理器的引脚pin12、二极管d4和电阻r7，电阻r7接地。

5、进一步地，所述海水电阻检测电路中当公共触点a和海水电阻检测触点c之间有水存在时，公共触点a和海水电阻检测触点c之间的水电阻与电阻r7形成分压，由处理器内的a/d模拟转数字电路，将分压电压采样转化为数据；去除高、低两端离散的采样电压值，并统计分压电压数据的区间，获取到分压电压的分布，若电阻r7是阻值为10kω的标准采样电阻，依据换算公式：

6、分压电压＝(标准电阻/(标准电阻+水电阻+r5电阻))*电池电压

7、＝(10kω/(10kω+水电阻+1kω))*电池电压

8、在采样到的分压电压值和电池电压值已知的情况下，即可求得水电阻的阻值。根据计算求得的水电阻的阻值及海水及淡水的阻值特性，即可判断出公共触点a、海水电阻检测触点c之间是无水、淡水或海水的状态(无水阻值应远大于100kω，淡水阻值约等于100kω，海水在50kω内，通过阻值可做出区分判断)；依据采样分压电压数据的持续性或动态变化的，可判断出公共触点a、海水电阻检测触点c之间的水电阻是受淋水、泼溅水或长时间的浸泡引起的，以使救生信标自动过滤掉淋水或海浪泼溅水原因所引起短时间内满足触发条件的情况。

9、进一步地，所述落水检测电路包括公共触点a、落水检测触点b、f检测点、g检测点以及h1电池接口，f检测点与处理器的引脚pin31连接，g检测点与处理器的引脚pin30连接，h1电池接口与电池组连接。

10、进一步地，所述落水检测电路检测到有水时，电容c5上的高电平电压经二极管d2，到达控制mos管q2的栅极g点，再流经电阻r3到电源地，在控制mos管q2的栅极g点与电源地之间建立起一个高电平控制电压，使q2导通，进而控制开关mos管q1也导通，此时救生信标内的处理器通电工作，处理器控制pin30电源锁定脚为高电平，通过r2电阻及二极管d1，使控制mos管q2的栅极g一直保持有导通电压，同样使开关mos管q1一直保持导通状态；处理器根据公共触点a和海水电阻检测触点c之间的水阻值以及阻值持续维持时间进行逻辑判断，若结果判定为落水，处理器则通过rnss定位单元获取落水人员的当前位置，由处理器组织成一条报警报文格式，通过北斗短报文通讯单元发送报警信息。

11、进一步地，所述落水检测电路中由公共触点a和落水检测触点b完成对是否落水的状态进行检测，具体包括以下两种状态：

12、未落水状态：当公共触点a和落水检测触点b未浸没于水中时，电流从vdd流经电阻r6，二极管d3及电阻r9到电源地，使f点分压电压为低电平，也即未落水状态；

13、落水状态：当公共触点a和落水检测触点b同时浸没于水中时，电流从batin电源正极流经电阻r5，再流经公共触点a和落水检测触点b之间的水电阻，再流经电阻r8及电阻r9，在电容c5上建立分压点电压(高电平)，使二极管d3截止，f点分压电压为高电平，也即落水状态，所述处理器通过引脚pin31连接至f点来获取落水状态。

14、进一步地，所述装置的判断逻辑包括以下四种检测状态：

15、若落水检测电路检测为未落水状态，同时海水电阻检测电路检测公共触点a和海水电阻检测触点c之间的水阻值≥100kω，则结果判定为未落水，处理器不发出报警信号；

16、若落水检测电路检测为未落水状态，同时海水电阻检测电路检测公共触点a和海水电阻检测触点c之间的水阻值≤50kω、且阻值持续维持在区间范围的时间大于1分钟，则结果判定为未落水，处理器不发出报警信号；

17、若落水检测电路检测为落水状态，同时海水电阻检测电路检测公共触点a和海水电阻检测触点c之间的水阻值≥100kω，结果判定为未落水，处理器不发出报警信号；

18、若落水检测电路检测为落水状态，同时海水电阻检测电路检测公共触点a和海水电阻检测触点c之间的水阻值≤50kω、且阻值持续维持在区间范围的时间大于1分钟，结果判定为落水，处理器发出报警信号。

19、进一步地，所述装置还包括外壳，所述公共触点a、落水检测触点b、和海水电阻检测触点c均设置于该外壳上；所述外壳上还设置sos求救报警按键、多色状态指示灯、触水指示灯以及t/off信标功能测试和关机按键，所述sos求救报警按键用以在紧急情况下手动触发报警，并设计有保护翻盖，防止误按；所述t/off信标功能测试和关机按键用以定期手动测试信标功能的完好性，若信标已开启，也可通过该按键关闭；所述多色状态指示灯用于信标内部工作流程状态的指示；所述触水指示灯用于自动落水触发状态。

20、基于上述的一种救生设备搜救信标自动触发功能防误触发检测装置的检测方法，包括以下步骤：

21、s1.救生设备搜救信标关机状态；

22、s2.入水后，落水检测电路自动开启落水检测；

23、s3.判断是否为落水状态，若否，则返回步骤s1；若是，则启动海水电阻检测电路；

24、s4.启动海水电阻检测电路，若不是海水，则返回步骤s1；若是海水，即水阻值≤50kω，则确认海水浸泡时间；

25、s5.判断海水浸泡时间满足阻值持续维持在区间范围的时间是否大于1分钟，

26、若否，则返回步骤s1；若是，获取当前位置信息；

27、s6开启rnss定位单元获取落水人员的当前位置；

28、s7.开启北斗短报文通讯单元，由处理器组织成一条报警报文格式，通过北斗短报文通讯单元发送报警信息；

29、s8.发送报警结束后等待下一个定时报警频度，返回步骤s6，循环重复报警，直至电池消耗完。

30、进一步地，触发报警有两种方式：

31、第一种：通过按压sos求救报警按键触发报警，这种人为行为不需要防误报；

32、第二种：通过落水检测电路自动开启设备进行报警的方式，会存在误报，需要控制误报，设备平时关闭，公共触点a、落水检测触点b浸水后会自动开启设备供电，通电后，处理器通过pin30引脚先锁定设备电源，使设备保持供电状态，若检测pin31脚为高电平，确定为设备落水状态，则开启海水电阻检测；若为非落水状态，则pin30引脚为低电平，设备处于关机状态。

33、与现有技术相比，本发明有以下优点：本技术实现成本低，利用处理器整合的a/d模拟转数字管脚，硬件方面仅需增加一个标准阻值的采样电阻及一个外部检测触点，即可实现海水电阻检测功能。通过增加海水电阻检测电路，使原先的单一的判断条件(是否落水)变成了两个以上的判断条件(包括水阻值的维持时长，通过阻值持续维持在区间范围的时间大于1分钟，可排除掉受海浪泼溅引起的短时间内也满足触发条件的情况；海水阻值由判断门限值分割为三段区间：≥100kω(0状态)、50kω～100kω之间(保持原状态不变)、≤50kω(1状态))，提高了报警触发的真实可靠性；并通过处理器采集海水的水阻值数据，统计海水水阻值的区间范围，过滤掉离散的干扰数据，不受短时的海浪泼溅引起的阻值变化影响，再与预存的判断门限值数据进行比对，使判断得出的结果准确性得以保证，使触发的报警信号更准确。