基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统及其方法，本系统包括：具有标签ID的有源标签手环，用于采集船员的生命体征信息和所处环境信息；具有基站ID的定位基站，定位基站与有源标签手环作为节点构成ZigBee网络，通过ZigBee网络接收标签ID、船员的生命体征信息和所处环境信息；网关，网关通过与定位基站进行电力载波通信以获取基站ID、标签ID、船员的生命体征信息和所处环境信息；与网关相连的上位机服务器，用于接收基站ID、标签ID、船员的生命体征信息和所处环境信息，以进行船员生命体征和环境信息监测、船员定位和考勤；公告板，上位机服务器还将公告信息发送给网关，公告板通过与网关进行电力载波通信以获取公告信息，进行信息发布。

【技术实现步骤摘要】
基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统及其方法
本专利技术涉及船员信息管理
，具体涉及一种基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统和一种基于有源标签手环的船员区域定位与管理方法。
技术介绍
随着我国社会经济及海洋事业的发展，从事船员职业的人员越来越多，船员安全管理越来越受到人们的重视。目前很多船舶对船员的管理是停留在通过手工作业方式实现，没有一个完善的信息管理系统；另一方面，船舱一般为钢板结构，在不改变现有船体结构的情况下，对船舶人员定位难度很大。特别是在发生危险情况后，短时间内可能产生大量伤员，此时伤员救护工作将遇到较大困难：其一危险情况难以预测，何时、何地、何人受伤或落水均未知，且伤员伤情轻重缓急需要及时被识别；其二船体内部结构复杂，伤员位置不易获取，及时搜救难以展开。近年来，定位及生命体征监测成为了研究热点，但大多集中于老年看护、矿井工人安全等领域，针对船舶舱室内部人员定位及生命体征监测研究较少，这与陆上需求大于水上需求、舰艇船舶舱室钢铁结构屏蔽无线传播信号等情况有很大关系。为提高战时救护能力和水平，从1996-2003年美国海军资助乔治亚理工大学进行了类似智能衣的研究，称为乔治亚理工可穿戴式主板(theGeorgiaTechwearablemotherboard，GTWM)。该研究历经3代产品，可以实现人体体温、心跳和呼吸的监测。此外，《美国海军2015军事科学和技术策略(2015NavalS&TStrategy)》中也强调了无线生命体征监测的重要性，要求“这种绑在水兵及海军手臂或大腿上的设备能够在其受伤时刻立即捕获其生命体征等信息，及时传输至急救中心监测系统，引导救援”。我国针对船舶舱内定位及生命体征监测的研究起步较晚，近几年才有文献报道。如齐亮、沙琨等对海上伤病员定位系统进行了研究，初步设计了舰载单兵及落水人员定位方案。此外，韩志海、倪健等对海上单兵生命状态监测系统及海上伤病员生命体征信息快速采集处理装置进行了设想。然而，目前用于船舶的定位与管理系统的方便性和有效性还有待提高。
技术实现思路
本专利技术为解决目前用于船舶的定位与管理系统不够方便有效的技术问题，提供了一种基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统。本专利技术还提出一种基于有源标签手环的船员区域定位与管理方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统，包括：有源标签手环，所述有源标签手环具有标签ID，所述有源标签手环用于采集船员的生命体征信息和所处环境信息；定位基站，所述定位基站具有基站ID，当所述有源标签手环与所述定位基站之间的距离小于等于预设距离时，所述定位基站与所述有源标签手环作为节点构成ZigBee网络，所述定位基站通过所述ZigBee网络接收所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息；网关，所述网关与所述定位基站通过电力线相连，所述网关通过与所述定位基站进行电力载波通信以获取所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息；上位机服务器，所述上位机服务器与所述网关相连，所述上位机服务器用于接收所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息，以根据所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息进行船员生命体征和环境信息监测、船员定位和船员考勤；公告板，所述公告板与所述网关通过电力线相连，所述上位机服务器还将公告信息发送给所述网关，所述公告板通过与所述网关进行电力载波通信以获取所述公告信息，并根据所述公告信息进行信息发布。所述上位机服务器与所述网关通过串口相连。所述定位基站为多个，包括设置于登船离船区的至少两个定位基站、直线排布于走廊隧道区的至少两个定位基站、阵列式排布于甲板开阔区的至少两个定位基站以及对应设置于船舱房间区的至少一个房间内的至少一个定位基站。所述上位机服务器包括数据库，所述数据库存储有每个定位基站的位置信息，当所述上位机服务器接收到任一定位基站发送的基站ID、有源标签手环的标签ID、船员的生命体征信息和所处环境信息时，根据接收到的标签ID识别佩戴该有源标签手环的船员，以实现对该船员生命体征和环境信息的监测，并根据接收到的基站ID识别该定位基站，以及从所述数据库中调取该定位基站的位置信息，以实现对该船员的定位。所述登船离船区的两端各设置一个定位基站，当所述上位机服务器在预设时间内接收到所述登船离船区的两端的定位基站发送的基站ID、有源标签手环的标签ID、船员的生命体征信息和所处环境信息时，根据接收顺序判断佩戴该有源标签手环的船员处于登船状态或离船状态，以实现对该船员的考勤。所述有源标签手环和所述定位基站均包括射频模块，当所述有源标签手环与所述定位基站之间的距离小于等于预设距离时，所述有源标签手环与所述定位基站通过各自的射频模块组建ZigBee网络。所述有源标签手环包括供电电池，所述有源标签手环在向所述定位基站发送所述标签ID和所述船员的生命体征信息和所处环境信息后的间隔时间内进入低功耗模式。所述定位基站、所述网关和所述公告板均包括电力载波模块，所述定位基站的电力载波模块与所述网关的电力载波模块通过电力线相连，所述公告板的电力载波模块与所述网关的电力载波模块通过电力线相连，以实现电力载波通信。所述定位基站和所述网关直接插接供电电源，以实现对所述定位基站和所述网关的供电。一种基于有源标签手环的船员区域定位与管理方法，包括：通过有源标签手环采集船员的生命体征信息和所处环境信息，其中，所述有源标签手环具有标签ID；定位基站接收所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息，其中，所述定位基站具有基站ID；网关通过与所述定位基站进行电力载波通信以获取所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息；上位机服务器接收所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息，以根据所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息进行船员生命体征和环境信息监测、船员定位和船员考勤；上位机服务器将公告信息发送给所述网关，公告板通过与所述网关进行电力载波通信以获取所述公告信息，并根据所述公告信息进行信息发布。本专利技术的有益效果：本专利技术通过有源标签手环采集船员的生命体征信息和所处环境信息，通过定位基站接收有源标签手环的标签ID、船员的生命体征信息和所处环境信息，并将自身的基站ID、有源标签手环的标签ID、船员的生命体征信息和所处环境信息通过网关发送给上位机服务器，从而实现对船员的生命体征和环境信息监测、定位和考勤，同时，上位机服务器还可将公告信息通过网关发送给公告板进行信息发布，网关与定位基站、公告板与网关均通过电力线进行通信，解决了船体钢结构对无线信号屏蔽、布置专用信号线麻烦等问题，由此，能够方便有效地对船员进行定位和信息管理。附图说明图1为本专利技术实施例的基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统的方框示意图；图2为本专利技术一个实施例的有源标签手环的工作流程图；图3为本专利技术一个实施例的定位基站的工作流程图；图4为本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统，其特征在于，包括：有源标签手环，所述有源标签手环具有标签ID，所述有源标签手环用于采集船员的生命体征信息和所处环境信息；定位基站，所述定位基站具有基站ID，当所述有源标签手环与所述定位基站之间的距离小于等于预设距离时，所述定位基站与所述有源标签手环作为节点构成ZigBee网络，所述定位基站通过所述ZigBee网络接收所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息；网关，所述网关与所述定位基站通过电力线相连，所述网关通过与所述定位基站进行电力载波通信以获取所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息；上位机服务器，所述上位机服务器与所述网关相连，所述上位机服务器用于接收所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息，以根据所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息进行船员生命体征和环境信息监测、船员定位和船员考勤；公告板，所述公告板与所述网关通过电力线相连，所述上位机服务器还将公告信息发送给所述网关，所述公告板通过与所述网关进行电力载波通信以获取所述公告信息，并根据所述公告信息进行信息发布。...

【技术特征摘要】
1.一种基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统，其特征在于，包括：有源标签手环，所述有源标签手环具有标签ID，所述有源标签手环用于采集船员的生命体征信息和所处环境信息；定位基站，所述定位基站具有基站ID，当所述有源标签手环与所述定位基站之间的距离小于等于预设距离时，所述定位基站与所述有源标签手环作为节点构成ZigBee网络，所述定位基站通过所述ZigBee网络接收所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息；网关，所述网关与所述定位基站通过电力线相连，所述网关通过与所述定位基站进行电力载波通信以获取所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息；上位机服务器，所述上位机服务器与所述网关相连，所述上位机服务器用于接收所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息，以根据所述定位基站的基站ID、所述有源标签手环的标签ID、所述船员的生命体征信息和所处环境信息进行船员生命体征和环境信息监测、船员定位和船员考勤；公告板，所述公告板与所述网关通过电力线相连，所述上位机服务器还将公告信息发送给所述网关，所述公告板通过与所述网关进行电力载波通信以获取所述公告信息，并根据所述公告信息进行信息发布。2.根据权利要求1所述的基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统，其特征在于，所述上位机服务器与所述网关通过串口相连。3.根据权利要求1或2所述的基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统，其特征在于，所述定位基站为多个，包括设置于登船离船区的至少两个定位基站、直线排布于走廊隧道区的至少两个定位基站、阵列式排布于甲板开阔区的至少两个定位基站以及对应设置于船舱房间区的至少一个房间内的至少一个定位基站。4.根据权利要求3所述的基于有源标签手环的船员区域定位与管理系统，其特征在于，所述上位机服务器包括数据库，所述数据库存储有每个定位基站的位置信息，当所述上位机服务器接收到任一定位基站发送的基站ID、有源标签手环的标签ID、船员的生命体征信息和所处环境信息时，根据接收到的标签ID识别佩戴该有源标签手环的船员，以实现对该船员生命体征和环境信息的监测，并根据接收到的基站ID识别该定位基站，以及从所述数据库中调取该定位基站的位置信息，以实现对该船员的定位。5.根据权利要求3所述的基于有源标签手环的船员...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志刚，陶为戈，钱志文，王建祥，李旭辉，范晨阳，王欢，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32