1.本实用新型属于数据传输技术领域，具体涉及一种用于应急搜救的热成像活体识别与环境采集数据传输装置。
背景技术：
2.在地震、台风、洪水等应急场景中，搜救区域存在空间广阔、作业困难、目标隐蔽等特点，且时常因人力、物力等资源调度的限制性因素，缺乏高效关键信息如生命体搜寻、环境数据采集等获取手段，极大地影响了有关部门的判断与决策，延误了搜救的宝贵时间。
技术实现要素：
3.本实用新型的目的在于提供一种用于应急搜救的热成像活体识别与环境采集数据传输装置，该装置有利于对应急场景的空间区域进行活体搜寻、图像拍摄、环境采集以及远程数据传输。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于应急搜救的热成像活体识别与环境采集数据传输装置，包括电源管理单元、状态指示单元、热成像单元、微处理器单元、低功耗摄像单元、传感模组单元、定位模组单元和lora通讯单元，所述电源管理单元为热成像单元、微处理器单元、低功耗摄像单元、传感模组单元、定位模组单元和lora通讯单元供电，所述微处理器单元分别与状态指示单元、热成像单元、低功耗摄像单元、传感模组单元和定位模组单元连接，所述低功耗摄像单元、传感模组单元和定位模组单元分别与lora通讯单元连接。
5.进一步地，所述电源管理单元的输入端连接7.4v/6ah聚合物锂电池组，经型号为lm2596s-adj的第一级电源管理电路输出5v电压，以满足微处理器单元、定位模组单元、lora传输单元的电源需求；第一级电源管理电路输出的5v电压再经型号为rt9193-33gb的第二级电源管理电路输出3.3v电压，以满足热成像单元、传感模组单元的电源需求；第二级电源管理电路输出的3.3v电压再经型号为ld1117al-1.8v的第三级电源管理电路输出1.8v电压，以满足低功耗摄像单元的电源需求。
6.进一步地，所述状态指示单元由三原色led与无源蜂鸣器组成；所述三原色led由5脚构成，在5v供电电压下通过不同引脚控制而点亮蓝、绿、红以展示装置的不同状态；所述无源蜂鸣器发声控制具有宽频率范围，通过翻转微处理器的io引脚产生0.5khz频率的方波信号，输出音调相异的控制效果。
7.进一步地，所述热成像单元采用mlx90640远红外热传感器，具有完全校准的32
×
24像素热红外阵列，采用标准的4引脚to39封装，测温范围为-40~300
°
，在3.3v供电下，电流消耗低于25ma，配置视场角为55*35
°
。
8.进一步地，所述微处理器单元采用broadcom bcm2711处理器，内核为4核cortex-a72，主频为1.5 ghz，配置4gb ram，在5v/3a供电下，支持深度学习模型运行。
9.进一步地，所述低功耗摄像单元采用ov5647图像传感器，摄像像素为500万，分辨
率为2592*1944，视场为62
°
，光圈为f2.4，接口为csi，在1.8v供电下，具有30fps@24mhz的图像传输率，支持图像与视频拍摄性能。
10.进一步地，所述传感模组单元由温湿度传感器和光照强度传感器组成，所述温湿度传感器的型号为dht11，所述光照强度传感器的型号为bh1750fvi，所述温湿度传感器和光照强度传感器均为3.3v供电，iic通信机制。
11.进一步地，所述定位模组单元采用at6558芯片，支持gps与bd双模可切换，搜星数达32颗，通信接口为uart，波特率传输到4800~115200bps，具有北斗rdss收发功能和定位模组功能。
12.进一步地，所述lora通讯单元采用e22-400m30s无线模块，在5v供电下，最大发射功率为1w，支持全球免许可ism433/470mhz频段，通信距离达12km，与所述微处理器单元的io口连接控制，用于完成数据收发功能控制。
13.进一步地，所述热成像活体识别与环境采集数据传输装置挂载于搜寻无人机上。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：提供了一种用于应急搜救的热成像活体识别与环境采集数据传输装置，该装置解决了信号弱覆盖区域场景下对生命搜寻的应急救援困难的问题，将其挂载于无人机上，可以完成在应急场景的空间区域中的活体搜寻、图像拍摄、环境采集以及远程数据传输实现信息的实时感知与远程传输，为有关部门的现场作业提供数据信息支撑，具有很强的实用性和广阔的应用前景。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例的装置功能拓扑结构框图；
16.图2为本实用新型实施例中电源管理单元的拓扑结构框图；
17.图3为本实用新型实施例中热成像单元的电路图；
18.图4为本实用新型实施例中低功耗摄像单元的电路图；
19.图5为本实用新型实施例中传感模组单元的电路图；
20.图6为本实用新型实施例中定位模组单元的电路图；
21.图7为本实用新型实施例中lora通讯单元的电路图。
具体实施方式
22.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
23.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
24.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
25.如图1-6所示，本实施例提供了一种用于应急搜救的热成像活体识别与环境采集数据传输装置，包括电源管理单元、状态指示单元u102、热成像单元u103、微处理器单元u104、低功耗摄像单元u105、传感模组单元u106、定位模组单元u107和lora通讯单元u108，
所述电源管理单元为热成像单元u103、微处理器单元u104、低功耗摄像单元u105、传感模组单元u106、定位模组单元u107和lora通讯单元u108供电，所述微处理器单元u104分别与状态指示单元u102、热成像单元u103、低功耗摄像单元u105、传感模组单元u106和定位模组单元u107连接，所述低功耗摄像单元u105、传感模组单元u106和定位模组单元u107分别与lora通讯单元u108连接。热成像单元u103提供基础数据传送至微处理器单元u104，微处理器单元u104经触发机制向后发送控制指令，启动低功耗摄像单元u105，微处理器单元u104经第二次触发机制后，启动传感模组单元u106、定位模组单元u107，在组帧后启动lora通讯单元u108，向接收端发送协议报文。
26.所述电源管理单元采用7.4v/6ah聚合物锂电池组进行供电，经lm2596s-adj调制输出为5v电源，作为broadcom bcm2711、at6558、e22-400m30s与第二级电源管理电路的输入，经第二级电源管理rt9193-33gb的调制后输出3.3v，以满足mlx90640、dht11、bh1750fvi与第三级电源管理电路的输入，经第三级电源管理电路ld1117al-1.8v的调制后输出1.8v满足ov5647的电源需求。
27.当装置上电开机，u104依次完成缓存、io、uart、iic、spi、csi、定时器资源初始化任务。针对状态指示单元，根据控制程序逻辑，u104将通过引脚pi_nled_activity输出周期为2秒（3秒）的高低电平信号驱动d1红灯闪烁以反馈设备供电正常（异常），引脚pi_nled_activity输出周期为2秒的高低电平信号驱动蓝灯闪烁以反馈各模块资源初始化完成，进而进入活体搜寻模式。u104还将通过引脚gpio22、gpio23、gpio24分别与d2引脚r、g、b连接以控制led三色状态。若装置处于搜寻状态时，u104通过引脚gpio22输出周期为3秒高低电平信号；若装置捕获活体目标时，u104通过引脚gpio23输出周期为3秒高低电平信号，gpio25输出周期为5秒的高低电平信号驱动蜂鸣器q4；若装置采集环境信息时，u104通过引脚gpio24输出周期为3秒高低电平信号。
28.u104通过引脚gpio2与u103引脚mlx_rtc_sda连接，引脚gpio3与u103引脚mlx_rtc_scl连接。其中，引脚gpio3将根据iic标准协议向u103发送启动、传输、应答、停止的时序信号，而gpio2将在所述时序信号下完成数据获取过程。所述数据为热成像采集数据，获取后通过u104内部的活体识别算法进行辨别，以根据系统整体算法分析是否达到触发条件以启动u105。
29.u104与u105之间使用csi接口协议，参数配置部分遵循cci协议要求，具体为：u104通过引脚cam1_dn0_n、cam1_dn0_p、cam1_dn1_n、cam1_dn1_p、cam1_c_n、cam1_c_p、camera_gpio、scl0、sda0依次与u105引脚d0_n、d0_p、d1_n、d1_p、clk_n、clk_p、pwdn、scl、sda连接。其中，u104引脚camera_gpio输出一个高电平，使能对u105的电源供给，触发点亮u105指示灯以反馈供电状态。
30.在本实施例中，u104通过引脚gpio26与u106中j7引脚2连接。根据单总线协议机制，若该引脚捕获总线处于空闲状态，gpio将提供时序可控的逻辑电平信号，触发采集j7所输出的40bit温湿度数据信息。u104通过引脚gpio12、gpio13分别与u106中j8引脚3,4连接。根据iic总线协议机制，引脚gpio13将根据iic标准协议向j8发送启动、传输、应答、停止的时序信号，而gpio12将在所述时序信号下完成16bit光照度数据采集过程。
31.u104通过引脚gpio14，gpio15分别与u107引脚3,2连接。根据串口通信机制，gpio14将根据nmea-0183协议向u107引脚3输出数据索取指令，u107经指令校验后，引脚2向
u104引脚gpio15输出日期、时间、经纬度、高程数据信息。
32.u104通过引脚gpio6、gpio7、gpio10、gpio11、gpio16—gpio21依次与u108引脚nrst、nss、doi1、busy、rxen、txen、dio2、miso、mosi、sck连接。u104通过引脚gpio7输出高低电平信号完成片选，开启依次spi通信，u104通过引脚gpio19—gpio21输出时序指令以完成对u108的带宽、扩频因子、编码率及低速优化率工作模式配置。发送端u104根据系统整体算法完成数据报文组帧后，通过引脚gpio17输出1个高电平信号开启u108内部射频开关实现数据帧发射，接收端u104通过引脚gpio16输出1个高电平信号开启u108内部开关实现数据帧接收。
33.当装置上电开机后，u104内部有1个定时器，在初始化完成初值配置后启动，当定时时间到，u104将根据自定义协议依次完成节点id、电池电量、运行状态、地理位置基础信息的报文组帧，u104通过引脚gpio17输出1个高电平信号开启u108内部射频开关实现所述基础帧发射，发射完成后，u104将通过引脚gpio11捕获u108的发射状态，以规划定时器的重新启动，所述基础帧是在未捕获疑似活体目标情况下，掌握装置基础信息。
34.u103执行热成像扫描动作，将采集到的数据信息传输至u104引脚gpio2，先经u104内部执行的第一重活体识别算法进行参数辨别，若判定为疑似活体目标，则执行触发条件启动u105执行摄像动作，u105将所摄图像数据信息传输至u104，再经u104内部执行的第二重活体识别算法进行参数辨别，若确定为活体目标，则执行触发条件启动u106、u107执行温湿度、光照度、地理位置环境数据采集。
35.u104内部存在1个状态标志位，用以标志是否执行完整协议报文的封装，在完整帧封装后执行1次spi通信。所述报文，最终将上传至云平台，为web端、移动端提供服务。
36.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。