专利名称：多功能生命救助系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子信息技术领域，具体的说，是一种能够在地震、建筑物坍塌等 自然灾害发生现场，用于识别被困人员身份信息的多功能生命救助系统。
背景技术：
自2008年5. 12汶川地震到2010年4. 14玉树地震，在重大自然灾害面前，人们的 生命和财产遭受了重大损失。当灾害发生后，迅速组织和有目的地对被困人员实施救援是 尽可能减少人员伤亡的关键。生命救助系统主要用于对坍塌建筑物、废墟等环境下的生命 信息的探测和搜寻。现有的生命救助系统或者生命探测仪主要有音频生命探测仪、红外生 命探测仪和雷达生命探测仪等，分别依靠捕获被困人员的声音信号、人体热红外辐射信号 及心脏跳动产生的超低频电场信号，探测被困人员的生命迹象，达到搜寻和营救被困人员 的目的。但是它们都具有一定的弊端捕获被困人员声音信号的音频生命探测仪，通过探 测被困人员的呻吟、呼喊、爬动、敲打等产生的音频声波和振动波，完成对被困人员的搜寻， 在搜寻过程中需要寻找废墟、瓦砾等的空隙才能进行相关设备的操作，受周围环境的影响 较大，且操作复杂，搜寻速度很慢；捕获人体热红外辐射的红外生命探测仪，通过人体热红 外辐射特性和周围环境红外辐射特性之间的差异，探测生命迹象的存在，并通过热红外成 像显示人体的具体位置，但是这种设备操作仍比较繁琐，也需要寻找空隙进行探测搜寻，且 价格较贵；捕获心脏所产生的超低频电场信号的雷达生命探测仪则利用雷达探测技术搜寻 超低频电场信号，探测生命迹象的存在，探测距离较远，受气候等周围环境影响较小，但设 备比较笨重，不能区分出人和动物，实施救援时容易产生错误的信号捕获，使得搜救行动迟 缓，且价格昂贵。由此可知，现有技术的缺点是现有的生命救助系统或生命探测仪均采用被动搜 寻方式，抗干扰能力差，受周围环境影响较大、操作复杂、价格昂贵。
实用新型内容本实用新型的目的是为提供一种抗干扰能力强的多功能生命救助系统，能够克服 周围环境影响，操作简便，高效地完成对被困人员的搜寻。本实用新型的技术方案如下一种多功能生命救助系统，其关键在于由生命救 助卡和生命信号接收仪组成，其中生命救助卡设置有人体热红外传感器模块和心脏探测传感器模块；所述人体热红外传感器模块的输出端连接在第一低功耗单片机模块的热红外输 入端；所述心脏探测传感器模块的输出端连接在第一低功耗单片机模块的心电输入 端；所述第一低功耗单片机模块的调制解调端与第一无线调制解调模块双向连接；所述第一无线调制解调模块经第一收发天线与所述生命信号接收仪无线通信；[0011]所述生命信号接收仪设置有第二无线调制解调模块，该第二无线调制解调模块经 第三收发天线与所述第一收发天线无线通信；所述第二无线调制解调模块还与第二低功耗单片机模块双向连接；所述第二低功耗单片机模块的视频端连接在IXD驱动模块的输入端上，IXD驱动 模块的输出端连接有LCD显示模块；所述第二低功耗单片机模块的音频端连接在D/A转换模块的数字输入端上；所述D/A转换模块的模拟输出端连接在音频滤波/放大模块的输入端上，所述音 频滤波/放大模块的输出端连接有扬声器。所述生命救助卡存储有携带者的身份信息和血型信息，能够检测到生命迹象的存 在，利用生命迹象信号触发，将携带者的身份信息和血型信息等组帧，加入信标信号，构成 求救信号，以射频方式周期性间断发射；生命信号接收仪接收生命救助卡发出的射频信号，通过解调后，提取出携带者的 身份信息和血型信息等，存储并通过LCD显示这些信息，同时通过语音播报被困人员的救 援信息；利用信标信号和无线定位算法实施被困人员搜寻定位，指导救援人员有目的地实 施救援工作.所述生命救助卡平时处于低功耗待机状态，当发生灾害时，救援人员携带生命信 号接收仪到达搜救现场，通过生命信号接收仪唤醒被困人员随身携带的生命救助卡，生命 救助卡利用人体热红外传感器和心脏探测传感器感应被困人员的生命体征，以此生命迹象 的存在信号作为触发信号，把被困人员的身份信息和血型信息等组帧，加入信标信号，构成 求救信号，通过微波数字调制方式或模拟调频方式，把数字信号调制到载频上，最后以射频 方式周期性间断发射；救援人员通过生命信号接收仪搜寻来自生命救助卡发射的射频信 号，一旦搜寻到，通过微波数字解调或模拟解调后，提取出携带者的身份信息和血型信息 等，存储并通过LCD显示这些信息，同时通过语音播报被困人员的救援信息；利用信标信号 和无线定位算法实施被困人员搜寻定位，指导救援人员有目的地实施救援工作。所述第一低功耗单片机模块的数据接口端组双向连接有大容量Flash存储器。所述第一低功耗单片机模块的双音多频端与第一双音多频模块双向连接；所述第一双音多频模块的无线收发端与第一模拟调制解调模块双向连接；所述第一模拟调制解调模块经第二收发天线与所述生命信号接收仪无线通信；所述生命信号接收仪设置有第二模拟调制解调模块，该第二模拟调制解调模块经 第四收发天线与所述第二收发天线无线通信；所述第二模拟调制解调模块与第二双音多频模块的无线收发端双向连接；所述第二双音多频模块与所述第一低功耗单片机模块的双音多频端双向连接。所述生命救助卡还设置有第一电源模块，该第一电源模块为所述生命救助卡中各 单元模块供电；所述生命信号接收仪还设置有第二电源模块，该第二电源模块为所述生命信号接 收仪中各单元模块供电。所述第一模拟调制解调模块和第二收发天线的射频工作频率选择为88MHz 108MHz调频频段；所述第二模拟调制解调模块和第四收发天线的射频工作频率选择为88MHz 108MHz调频频段。所述第一无线调制解调模块和第一收发天线的射频工作频率选择为433MHz ISM 频段；所述第二无线调制解调模块和第三收发天线的射频工作频率选择为433MHz ISM 频段。本实用新型的有益效果是多功能生命救助系统的工作模式不同于已有的生命救 助系统或者生命探测仪，采用携带者主动发射求救信号模式。生命救助卡体积小、造价低、 携带方便，平时工作于休眠模式，待机时间长，一旦携带者受困，既可手动开机，也可由救援 人员携带的生命信号接收仪唤醒开机，周期性断续发射求救信号，求救信号包括被困人员 的身份、血型等信息和信标信息，身份信息便于确定被困人员的身份；血型信息用于快速准 备治疗方案；信标信息用于搜寻定位，便于救援人员根据被困人员的位置有目的地实施救 援。本实用新型操作简单，只需要打开电源开关即可进行生命搜寻，增加救援人员单 位时间的搜寻面积。能够克服周围环境影响，操作简便，高效地完成对被困人员的搜寻。
图1为生命救助卡的结构框图；图2为生命信号接收仪的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明如图2、3所示，本实用新型是一种多功能生命救助系统，其特征在于由生命救助 卡A和生命信号接收仪B组成，其中生命救助卡A设置有人体热红外传感器模块A2和心脏探测传感器模块A3 ；所述人体热红外传感器模块A2的输出端连接在第一低功耗单片机模块A4的热红 外输入端；所述心脏探测传感器模块A3的输出端连接在第一低功耗单片机模块A4的心电输 入端；所述第一低功耗单片机模块A4的调制解调端与第一无线调制解调模块A5双向连 接；所述第一无线调制解调模块A5经第一收发天线ANTll与所述生命信号接收仪B 无线通信；所述生命信号接收仪B设置有第二无线调制解调模块B5，该第二无线调制解调模 块B5经第三收发天线ANT12与所述第一收发天线ANTll无线通信；所述第二无线调制解调模块B5还与第二低功耗单片机模块B4双向连接；所述第二低功耗单片机模块B4的视频端连接在IXD驱动模块B2的输入端上，IXD 驱动模块B2的输出端连接有IXD显示模块B3 ；所述第二低功耗单片机模块B4的音频端连接在D/A转换模块B8的数字输入端 上；[0047]所述D/A转换模块B8的模拟输出端连接在音频滤波/放大模块B9的输入端上， 所述音频滤波/放大模块B9的输出端连接有扬声器B10。第一低功耗单片机模块A4和第二低功耗单片机模块B4采用的芯片型号为 MSP430F133，该低功耗单片机模块设置有同步时钟信号输出RF-SCK端、数据信号输出 RF-MOSI端、片选信号输出RF-CSN端、数据信号接收RF-MISO端；第一无线调制解调模块A5和第二无线调制解调模块B5采用的芯片型号为 NRF905，该无线收发模块的10脚为数据输出端、11脚为数据信号输入端、12脚为时钟信号 输入端、13脚为片选信号输入端，其射频工作频段为433MHz的ISM频段，无需向无线电频 率管理部门申请就可以直接使用，该频段波长较长，能够绕过障碍物或利用空隙传播电波， NRF905无线模块是挪威Nordic公司的产品。人体热红外传感器模块A2采用的芯片型号为GH-718，该人体热红外传感器模块 的1脚为电源负极端、2脚为信号输出端、3脚是电源正极端，GH-718模块是深圳杰华电子 有限公司的产品； D/A转换模块B8采用的芯片型号为CS4330，该D/A转换模块的1脚为串行数据输 入端、2脚为去加重控制/外部串口时钟端、3脚为左/右声道时钟端、4脚为主时钟端、5脚 为模拟右声道输出、6脚为模拟地端、7脚为模拟电源端、8脚为模拟左声道输出，CS4330是 美国Cirrus Logic公司的产品；所述第一低功耗单片机模块A4的数据接口端组双向连接有大容量Flash存储器 B11。大容量Flash存储器Bll采用的芯片型号为K9K4G08U0M。所述第一低功耗单片机模块A4的双音多频端与第一双音多频模块A6双向连接；所述第一双音多频模块A6的无线收发端与第一模拟调制解调模块A7双向连接；所述第一模拟调制解调模块A7经第二收发天线ANT21与所述生命信号接收仪B 无线通信；所述生命信号接收仪B设置有第二模拟调制解调模块B7，该第二模拟调制解调模 块B7经第四收发天线ANT22与所述第二收发天线ANT21无线通信；所述第二模拟调制解调模块B7与第二双音多频模块B6的无线收发端双向连接；所述第二双音多频模块B6与所述第一低功耗单片机模块A4的双音多频端双向连接。第一双音多频模块A6和第二双音多频模块B6采用的芯片型号为MT8880，该双 音多频模块的12脚为时钟信号输入端、14、15、16、17脚为数据输入\输出端、10脚为片选 信号输入端、11脚为寄存器配置输入端、9脚为读写控制输入端、13脚为中断请求输出端， MT8880 双音多频芯片是 Mitel Networks Corporation 的产品；第一模拟调制解调模块A7和第二模拟调制解调模块B7采用的芯片型号为 CM102RT-S，该模拟调制解调模块的5脚为信号输入端，3脚为信号输出端，6脚为收发天线 输出端，其射频工作频率选择为88MHz 108MHz调频频段，CM102RT-S是深圳启芯微电子 有限公司的产品。所述生命救助卡A还设置有第一电源模块Al，该第一电源模块Al为所述生命救助 卡A中各单元模块供电；[0063]所述生命信号接收仪B还设置有第二电源模块Bl，该第二电源模块Bl为所述生命 信号接收仪B中各单元模块供电。第一电源模块Al和第二电源模块Bl由可充电的纽扣电池构成；所述第一模拟调制解调模块A7和第二收发天线ANT21的射频工作频率选择为 88MHz 108MHz调频频段；所述第二模拟调制解调模块B7和第四收发天线ANT22的射频工作频率选择为 88MHz 108MHz调频频段。所述第一无线调制解调模块A5和第一收发天线ANTll的射频工作频率选择为 433MHz ISM 频段；所述第二无线调制解调模块B5和第三收发天线ANT12的射频工作频率选择为 433MHz ISM 频段。第一无线调制解调模块A5和第二无线调制解调模块B5还可以采用的CCllOl芯 片，或ADF7020芯片。本实用新型的工作原理是所述生命救助卡A存储有携带者的身份信息和血型信息，能够检测到生命迹象的 存在，利用生命迹象信号触发，将携带者的身份信息和血型信息等组帧，加入信标信号，构 成求救信号，以射频方式周期性间断发射；所述的生命信号接收仪B接收生命救助卡A发出的射频信号，通过解调后，提取出 携带者的身份信息和血型信息等，存储并通过LCD显示这些信息，同时通过语音播报被困 人员的救援信息；利用信标信号和无线定位算法实施被困人员搜寻定位，指导救援人员有 目的地实施救援工作；所述生命救助卡A平时处于低功耗待机状态，当发生灾害时，救援人员携带生命 信号接收仪B到达搜救现场，通过生命信号接收仪B唤醒被困人员随身携带的生命救助卡 A，生命救助卡A利用人体热红外传感器和心脏探测传感器感应被困人员的生命体征，以此 生命迹象的存在信号作为触发信号，把被困人员的身份信息和血型信息等组帧，加入信标 信号，构成求救信号，通过微波数字调制方式或模拟调频方式，把数字信号调制到载频上， 最后以射频方式周期性间断发射；救援人员通过生命信号接收仪B搜寻来自生命救助卡A 发射的射频信号，一旦搜寻到，通过微波数字解调或模拟解调后，提取出携带者的身份信息 和血型信息等，存储并通过LCD显示这些信息，同时通过语音播报被困人员的救援信息；生 命信号接收仪B接收生命救助卡A发来的信标信号，运用无线定位算法对生命救助卡A进 行定位，实施被困人员搜寻定位，指导救援人员有目的地实施救援工作。尽管以上结构结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但本实用新型不 限于上述具体实施方式
，上述具体实施方式
仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普 通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以 作出多种类似的表示，如更改生命救助卡A和生命信号接收仪B中各模块的型号种类，更改 生命救助卡A和生命信号接收仪B间的通信方式。这样的变换均落入本实用新型的保护范 围之内。
权利要求一种多功能生命救助系统，其特征在于由生命救助卡(A)和生命信号接收仪(B)组成，其中生命救助卡(A)设置有人体热红外传感器模块(A2)和心脏探测传感器模块(A3)；所述人体热红外传感器模块(A2)的输出端连接在第一低功耗单片机模块(A4)的热红外输入端；所述心脏探测传感器模块(A3)的输出端连接在第一低功耗单片机模块(A4)的心电输入端；所述第一低功耗单片机模块(A4)的调制解调端与第一无线调制解调模块(A5)双向连接；所述第一无线调制解调模块(A5)经第一收发天线(ANT11)与所述生命信号接收仪(B)无线通信；所述生命信号接收仪(B)设置有第二无线调制解调模块(B5)，该第二无线调制解调模块(B5)经第三收发天线(ANT12)与所述第一收发天线(ANT11)无线通信；所述第二无线调制解调模块(B5)还与第二低功耗单片机模块(B4)双向连接；所述第二低功耗单片机模块(B4)的视频端连接在LCD驱动模块(B2)的输入端上，LCD驱动模块(B2)的输出端连接有LCD显示模块(B3)；所述第二低功耗单片机模块(B4)的音频端连接在D/A转换模块(B8)的数字输入端上；所述D/A转换模块(B8)的模拟输出端连接在音频滤波/放大模块(B9)的输入端上，所述音频滤波/放大模块(B9)的输出端连接有扬声器(B10)。
2.根据权利要求1所述的多功能生命救助系统，其特征在于所述第一低功耗单片机 模块(A4)的数据接口端组双向连接有大容量Flash存储器(B11)。
3.根据权利要求1所述的多功能生命救助系统，其特征在于所述第一低功耗单片机 模块(A4)的双音多频端与第一双音多频模块(A6)双向连接；所述第一双音多频模块(A6)的无线收发端与第一模拟调制解调模块(A7)双向连接； 所述第一模拟调制解调模块(A7)经第二收发天线(ANT21)与所述生命信号接收仪(B) 无线通信；所述生命信号接收仪(B)设置有第二模拟调制解调模块(B7)，该第二模拟调制解调模 块(B7)经第四收发天线(ANT22)与所述第二收发天线(ANT21)无线通信；所述第二模拟调制解调模块(B7)与第二双音多频模块(B6)的无线收发端双向连接； 所述第二双音多频模块(B6)与所述第一低功耗单片机模块(A4)的双音多频端双向连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的多功能生命救助系统，其特征在于所述生命救助 卡(A)还设置有第一电源模块(Al)，该第一电源模块(Al)为所述生命救助卡(A)中各单元 模块供电；所述生命信号接收仪(B)还设置有第二电源模块(Bi)，该第二电源模块(Bi)为所述生 命信号接收仪(B)中各单元模块供电。
5.根据权利要求3所述的多功能生命救助系统，其特征在于所述第一模拟调制解调模块(A7)和第二收发天线(ANT21)的射频工作频率选择为88MHz 108MHz调频频段；所述第二模拟调制解调模块(B7)和第四收发天线(ANT22)的射频工作频率选择为 88MHz 108MHz调频频段。
6.根据权利要求1所述的多功能生命救助系统，其特征在于所述第一无线调制解调 模块(A5)和第一收发天线(ANTll)的射频工作频率选择为433MHz ISM频段；所述第二无线调制解调模块(B5)和第三收发天线(ANT12)的射频工作频率选择为 433MHz ISM 频段。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能生命救助系统，其特征在于由生命救助卡(A)和生命信号接收仪(B)之间无线通信，生命救助卡(A)设置有人体热红外传感器模块(A2)、心脏探测传感器模块(A3)、第一低功耗单片机模块(A4)和第一无线调制解调模块(A5)；生命信号接收仪(B)设置有第二无线调制解调模块(B5)、第二低功耗单片机模块(B4)、LCD驱动模块(B2)、LCD显示模块(B3)、D/A转换模块(B8)、音频滤波/放大模块(B9)和扬声器(B10)。本实用新型的显著效果是能够克服周围环境影响，操作简便，高效地完成对被困人员的搜寻。
文档编号G08B21/04GK201698559SQ201020224878
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月12日 优先权日2010年6月12日
发明者仲元昌, 冯文江, 吴迪, 周超, 唐丹丹, 夏育才, 姜文浩, 杨永齐, 汪智强, 蒋卫恒, 衡玉龙, 韩亮 申请人:重庆大学;重庆分享文化传播有限公司