[实用新型]一种基于锚链振频分析的走锚预警系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于锚链振频分析的走锚预警系统，其属于舰船安全保障技术领域。 

背景技术

走锚是指锚泊舰船受到的锚链张力大于系泊力时，锚被拖动、自转甚至锚爪翻转出底土从而丧失正常锚泊力，导致舰船漂移的现象。如果锚泊值更人员未能及时发现走锚，极易引发碰撞、触礁、搁浅等事故，严重威胁舰船的锚泊安全。因而，走锚判断及其预警技术研究一直是航海安全领域的重要课题。 

现有走锚预警方法主要依据舰船走锚前的典型物理特征和力学参数变化来判断走锚危险。如专利号为CN85201825U的中国实用新型专利“一种走锚自控报警装置”，是利用舰船走锚时锚链产生的特征振动带动传感棒运动，使干簧管导通，电路接通电源，从而将振动信号迅速转换为电信号，当三分钟内接收到三次以上该电信号时即驱动电子报警器电路工作，发布走锚报警。专利号为CN202281955U的中国实用新型专利“一种舰船锚泊测控系统”，是通过码头主控系统实时接收和显示的海况数据及锚泊受力数据来判断锚泊系统安全，当海流流速、海浪声呗、最大锚拉力的其中一个达到临界条件时，即判定舰船处于走锚危险状态，并向船上远端发出预警信号，提示船员检查锚泊状况或采取相应措施进行人工锚泊操作。专利号为CN102092460A的中国实用新型专利给出了一种风浪耦合作用下超大型舰船单点浮筒系泊系统受力分析的方法和模型。此外，还有学者提出通过观测舰船位置、锚的位移、锚链夹角等的变化等进行走锚预警。上述走锚预警系统不同程度地存在附属设备复杂、实地操作受限、过于依赖锚泊值更人员主观经验、难以实际工程应用等问题，且往往是在舰船已经发生走锚后才发出警报，不能实现真正意义的走锚预警，因而亟需开发一种简便易行、快速可靠的走锚预警系统。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于锚链振频分析的走锚预警系统，以实时监测舰船锚泊动态，及早发布可靠的走锚预警，从而提醒值更人员及时检查锚泊状况或采取有效措施，充分保证舰船锚泊安全，避免走锚等事故的发生。 

本实用新型采用的技术方案是：一种基于锚链振频分析的舰船走锚预警系统，包括振动检测模块和主控模块，两模块之间采用无线通信传输，所述振动检测模块包括电源、振动传感器、检测模块单片机、无线发射装置、防水外壳和连接固定装置，电源与振动传感器、检测模块单片机和无线发射装置进行电连接，振动传感器、检测模块单片机和无线发射装置依次进行电连接；所述主控模块包括无线接收装置、主控模块单片机、USB接口模块和上位机，无线接收装置、主控模块单片机、USB接口模块和上位机依次进行电连接；实时检测锚链振动特征的振动检测模块通过连接固定装置安装在锚链上，振动检测模块检测到的锚链振动特征数据由无线通信传输至主控模块，由主控模块对锚链振动频率特征进行实时分析和动态显示，当锚链振动频率特征符合设定的走锚特征时，判定舰船处于走锚危险状态，并自动发布走锚预警。 

所述连接固定装置采用永磁体固定结构。 

所述主控模块采用独立式结构或嵌入舰船综合导航系统式结构。 

所述振动传感器采用ADXL345型加速度芯片。 

所述检测模块单片机和主控模块单片机均采用STC12C5A60S2系列。 

所述无线发射装置与无线接收装置均采用NRF24L01无线数据传输模块。 

所述USB接口模块采用CH341串口转USB模块。 

本实用新型的有益效果是：这种基于锚链振频分析的舰船走锚预警系统包括振动检测模块和主控模块，两模块之间采用无线通信传输。实时检测锚链振动特征的振动检测模块通过连接固定装置安装在锚链上，振动检测模块检测到的锚链振动特征数据由无线通信传输至主控模块，主控模块对锚链振动频率特征进行实时分析和动态显示，当锚链振动频率特征符合设定的走锚特征时，判定舰船处于走锚危险状态，并自动发布走锚预警。通过对锚链振动频率的实时监测，可充分掌握舰船锚泊动态，并判断其走锚危险程度，进而及早提供可靠的走锚预警信息。与现有走锚预警系统相比，其自动化程度和可靠性均较高，既可大大减轻锚泊值更人员的工作负担，又可降低对值更人员主观经验的依赖程度；且系统设备结构简单，便于安装操作，易于实现工程化应用，应用前景广阔。 

附图说明

图1是一种基于锚链振频分析的走锚预警系统的工作原理框图。 

图2是在走锚模拟实验中的锚链振动频率特征变化图。