專利名稱：一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尤其涉及一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，海上搜救都是通過(guò)衛(wèi)星、雷達(dá)(多光譜分析、機(jī)器視覺(jué)以及衛(wèi)星遙感，雷達(dá)應(yīng)答器)等技術(shù)手段在搜救區(qū)域進(jìn)行目標(biāo)搜尋。但是在惡劣氣候條件下，這種單靠搜救方搜尋目標(biāo)的方式由于過(guò)于被動(dòng)而受限較多。比如因?qū)τ诼渌繕?biāo)無(wú)法定位而搜尋效率較低，往往會(huì)耗費(fèi)大量人力、物力，且易貽誤最佳救助時(shí)機(jī)等問(wèn)題限制
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)及方法，克服常規(guī)搜救方式受海上能見(jiàn)度影響較大，搜救過(guò)程中對(duì)目標(biāo)人員體征信息不明，效率不理想的缺陷，擺脫以往海上搜救單靠搜救方一方搜尋目標(biāo)的被動(dòng)局面。本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)，包括有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)、通信基站以及搜救網(wǎng)絡(luò)中心，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)，無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳遞至通信基站，通信基站將數(shù)據(jù)傳輸至搜救網(wǎng)絡(luò)中心；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由若干具有監(jiān)測(cè)目標(biāo)生命體征及定位功能的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織多跳網(wǎng)絡(luò)彼此保持無(wú)線通信并進(jìn)行定位；傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)于救生衣上，可人為打開(kāi)也可遇海水自動(dòng)打開(kāi)；無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)于救生艇筏和/或搜救船上；通信基站設(shè)于母船和/或搜救船上。一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救方法，該方法如下I)傳感器節(jié)點(diǎn)自組織為無(wú)線多跳的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)生命體征及位置信息，并將數(shù)據(jù)傳輸給無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)；2)無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行接收、融合，并將融合后的數(shù)據(jù)傳輸給通信基站；3)通信基站將數(shù)據(jù)傳入搜救網(wǎng)絡(luò)中心，供搜救部門(mén)參考，搜救部門(mén)根據(jù)該數(shù)據(jù)采取相應(yīng)措施投入搜救工作；4)如網(wǎng)絡(luò)中個(gè)別傳感器節(jié)點(diǎn)因位置超出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信覆蓋范圍，為節(jié)省能量，啟動(dòng)睡眠機(jī)制，等待通信匯聚節(jié)點(diǎn)的搜救信號(hào)將其喚醒。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，該系統(tǒng)將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于海上搜救中，改變一貫的單靠搜救方搜尋的搜救方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)落水目標(biāo)的定位和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；其通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)傳輸給網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，可以幫助搜救人員對(duì)目標(biāo)迅速定位，并可以同時(shí)檢測(cè)到目標(biāo)的生命體征信息，大幅提高搜救效率。


圖I是本發(fā)明提出的海上搜救系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是該搜救系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合圖示與具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖I所示，本發(fā)明提出的基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)包括有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)、通信基站以及搜救網(wǎng)絡(luò)中心，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)，無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳遞至通信基站，通信基站將數(shù)據(jù)傳輸至搜救網(wǎng)絡(luò)中心；
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由若干具有監(jiān)測(cè)目標(biāo)生命體征及定位功能的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織多跳網(wǎng)絡(luò)彼此保持無(wú)線通信并進(jìn)行定位；傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)于救生衣上，可人為打開(kāi)也可遇海水自動(dòng)打開(kāi)；無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)于救生艇筏和/或搜救船上；通信基站設(shè)于母船和/或搜救船上。其工作過(guò)程如下I)傳感器節(jié)點(diǎn)自組織為無(wú)線多跳的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)生命體征及位置信息，并將數(shù)據(jù)傳輸給無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)；2)無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行接收、融合，并將融合后的數(shù)據(jù)傳輸給通信基站；3)通信基站將數(shù)據(jù)傳入搜救網(wǎng)絡(luò)中心，供搜救部門(mén)參考，搜救部門(mén)根據(jù)該數(shù)據(jù)采取相應(yīng)措施投入搜救工作；4)如網(wǎng)絡(luò)中個(gè)別傳感器節(jié)點(diǎn)因位置超出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信覆蓋范圍，為節(jié)省能量，啟動(dòng)睡眠機(jī)制，等待通信匯聚節(jié)點(diǎn)的搜救信號(hào)將其喚醒。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)自主建立，通過(guò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)、路由協(xié)議及定位方法等WSN應(yīng)用支撐技術(shù)建立起海上搜救無(wú)線傳感網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)，可以適應(yīng)海上搜救中能見(jiàn)度差、節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)性較高等情況。通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位與對(duì)有效信息的可靠傳輸，來(lái)輔助搜救人員對(duì)目標(biāo)進(jìn)行快速搜救，節(jié)省寶貴的時(shí)間，減少人員傷亡。該系統(tǒng)將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于海上搜救中，改變一貫的單靠搜救方搜尋的搜救方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)落水目標(biāo)的定位和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；其通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)傳輸給網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，可以幫助搜救人員對(duì)目標(biāo)迅速定位，并可以同時(shí)檢測(cè)到目標(biāo)的生命體征信息，大幅提高搜救效率。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)，其特征在于，包括有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)、通信基站以及搜救網(wǎng)絡(luò)中心，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)，無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳遞至通信基站，通信基站將數(shù)據(jù)傳輸至搜救網(wǎng)絡(luò)中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)，其特征在于，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由若干具有監(jiān)測(cè)目標(biāo)生命體征及定位功能的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織多跳網(wǎng)絡(luò)彼此保持無(wú)線通信并進(jìn)行定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)，其特征在于，傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)于救生衣上，可人為打開(kāi)也可遇海水自動(dòng)打開(kāi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)，其特征在于，無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)設(shè)于救生艇筏和/或搜救船上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)，其特征在于，通信基站設(shè)于母船和/或搜救船上。
6.一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救方法，其特征在于，該方法如下 1)傳感器節(jié)點(diǎn)自組織為無(wú)線多跳的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)生命體征及位置信息，并將數(shù)據(jù)傳輸給無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)； 2)無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行接收、融合，并將融合后的數(shù)據(jù)傳輸給通信基站； 3)通信基站將數(shù)據(jù)傳入搜救網(wǎng)絡(luò)中心，供搜救部門(mén)參考，搜救部門(mén)根據(jù)該數(shù)據(jù)采取相應(yīng)措施投入搜救工作； 4)如網(wǎng)絡(luò)中個(gè)別傳感器節(jié)點(diǎn)因位置超出無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信覆蓋范圍，為節(jié)省能量，啟動(dòng)睡眠機(jī)制，等待通信匯聚節(jié)點(diǎn)的搜救信號(hào)將其喚醒。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的海上搜救系統(tǒng)，包括有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)、通信基站以及搜救網(wǎng)絡(luò)中心，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)，無(wú)線通信匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳遞至通信基站，通信基站將數(shù)據(jù)傳輸至搜救網(wǎng)絡(luò)中心；該系統(tǒng)將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于海上搜救中，改變一貫的單靠搜救方搜尋的搜救方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)落水目標(biāo)的定位和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；其通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)傳輸給網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，可以幫助搜救人員對(duì)目標(biāo)迅速定位，并可以同時(shí)檢測(cè)到目標(biāo)的生命體征信息，大幅提高搜救效率。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102711246SQ201210217380
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者吳華鋒, 張倩楠, 施朝健 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)