多功能生命搜索系统及其关键技术研究

摘要

近年来，地震、泥石流等各种自然灾害频繁发生，随之而来的是房屋倒塌，人民被各种废墟掩埋，人民的生命安全受到严重的威胁，多次救灾的实际经历表明，了解被困人员位置以及被困人员信息能够最大程度的帮助救援人员快速、有效的展开救援工作。因此在灾害发生后，对被埋压人员的位置探测和及信息获取，已经是我们面临的一个极为紧迫、极为严峻的课题，具有十分重要的意义。
　　 目前，我国在各种自然灾害救援救助系统高技术领域缺乏实用有效的救助设备。基于音频的生命探测仪要求环境绝对安静从而使得实用性受限，基于红外雷达的生命探测仪则不能区分人和动物且探测距离受限，可视生命探测仪则对完全封闭环境无能为力。当前已有的生命探测仪可以归类为“被动式”生命探测仪，即由救援人员发起，且以救援人员为中心，被困人员不主动采取措施。而基于人体检测与无线救助信号收发控制与定位的生命搜救系统是一种半被动式生命救助系统，设备简单，体积小，成本低。该多功能生命搜救系统是一种具有很强实用性、成本低且可大规模应用的灾难救助系统。
　　 多功能生命搜救系统由三个部分组成：救助卡、搜救仪和上位机。救助卡小巧玲珑，仅有U盘大小，由使用者随身佩戴。搜救仪与上位机配合使用，用于接收救助卡的信号并控制救助卡完成各项功能。灾害发生后，搜救人员携带搜救仪和上位机进入灾害现场。搜救仪发出信号打开现在的所有救助卡，获取被掩埋人员的身份、血型等信息，并通过定位算法计算出被掩埋人员的位置信息。搜救人员即可以通过这些信息组织有效的救助。
　　 本文首先从系统功能需求分析入手，提出了系统组成结构，通过综合比较得出了合理的芯片选型方案，并具体介绍了各个部分的硬件系统设计，给出了各模块的电路原理图。随后，文章提出了系统设计的几个关键技术，即系统的通信规范和定位算法，并对这些关键技术做出了详细阐述。然后，本文按照设计的系统方案和硬件电路图，分别介绍了救助卡端、搜救仪端和上位机端的软件设计。最后，通过对系统的测试与分析，给出了系统的性能评估。
　　 测试结果表明，该多功能生命搜救系统具有完善的功能和比较良好的性能，达到了系统设计的要求。