专利名称：自助式无源生命呼救方法及系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及自助式无源生命呼救方法及系统，属于通讯技术领域。
背景技术：
近年来，受极端天气、地震及工程建设等因素的影响，各种自然灾害对人类造成的重大伤亡和财产损失不断加重。由于灾后紧急搜救技术水平对于减轻灾害损失具有极其重要的意义，因此提高并完善救灾体系受到各个国家的广泛重视。目前国内外投入使用的搜救系统主要有四种光学型、音频型、红外型、雷达型。光学型搜救系统利用可以任意弯曲的金属蛇皮管使前端的镜头通过建筑物废墟的缝隙观察废墟下的情况并将图像传回，但是这种搜救系统探测距离短，而且在废墟无缝隙时无法使用；音频型搜救系统采用高灵敏度拾音器加上高倍信号放大、特殊滤波技术等侦听废墟下是否有幸存者的呼吸声、呻吟声或者敲击声等音频和振动信息，从而发现被掩埋在废墟下面的人，但是该系统要求在比较安静的环境下使用才能获得较好的效果，测量精确度低，搜救效率也较低；红外搜救系统利用红外辐射测量生命体温，可以不必接触被测生命体，测量距离远到几十米，但是该系统受环境影响较大，测量精确度低；雷达搜救系统是近年来研究的热点，该搜救系统发射高频电磁波被人体进行呼吸或者心跳运动的胸廓表面反射，利用这些波动造成的反射波相位差来解析出心跳或呼吸等微弱信号，从而发现被掩埋的生命， 但是在实际救援时，废墟下的不明情况或者现场的各种干扰信号使得判别是否存在及其微弱的生命信息非常困难，测量精确度低。此外，上述电子产品造价不便宜，不可能每个人都携带；需救助人员携带的电子设备需要额外的供电电源，存在能量耗尽的问题，如果能量耗尽的话，那么地上搜救系统就接收不到信号，会直接导致搜救效率大大降低；另外在矿难中，如果气体浓度过高，一定的电流还可能会引发爆炸。因此，如何设计搜救效率高、测量范围宽、造价成本低，不受灾后环境影响和能量限制的搜救系统成为研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种自助式无源生命呼救方法及系统，它不仅可以扩大搜救测量范围，使搜救不受灾后环境影响及能量限制，提高测量精确度，提高搜救效率，降低造价成本，而且还可以保证优先搜救有生命迹象的幸存者，从而在分秒必争的搜救现场挽救更多的生命。为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案自助式无源生命呼救方法，包括以下步骤
Si，接收强度可调的中高频搜救信号并将其转换为电能；
S2，通过手动或自动方式触发呼救信号产生模块产生中高频呼救信号；
S3，对该中高频呼救信号进行无缝捕捉并确定需救助人员的方位和距离。
步骤Sl中，可根据不同环境采用手动、有线或无线的方式来调整中高频搜救信号的强度，从而保证搜救人员进行的搜救测量范围宽，不受环境限制。步骤Sl中，通过增大中高频搜救信号的功率可缩短能量转换的时间。前述的自助式无源生命呼救方法中，步骤Sl所述的能量转换是通过滤波装置和能量采集装置实现的，滤波装置使得能量转换时只将指定频段的中高频搜救信号转换为电能，而将其他的中高频信号滤掉，确保只有存在搜救信号时才开始工作，保证了搜救的目标性更强；不存在搜救信号时，能量采集装置不进行能量转换，无输出电压，使系统具有极强的防爆能力。所述的能量采集装置包括阻抗匹配及滤波电路和整流电路，阻抗匹配及滤波电路使得传输不会产生反射，所有能量都被负载吸收，避免了在传输中的能量损失，同时能够抑制谐波的产生；整流电路将天线接收到的无线信号能量转换为直流电，从而驱动求救信号产生装置产生求救信号；该能量采集装置适用于除收音机使用频段的任一中高频段。所述的能量采集装置也可采用现有的芯片来实现，该芯片的最佳工作频段是 902-928MHZ，与工作在其他频段相比，其能量转换效率提高了约10%。前述的自助式无源生命呼救方法中，步骤S2所述的通过手动方式是采用人工呼救装置实现的，通过自动方式是采用红外能量感知装置实现的，并且所述的人工呼救装置和红外能量感知装置触发呼救信号产生模块产生不同频率的呼救信号，通过人工呼救装置产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较好，通过红外能量感知装置产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较差，搜救者根据不同的生命特征信号可以合理分配人员重点搜救生命特征较差的幸存者使其不耽误最佳治疗时间，最终实现在分秒必争的搜救现场挽救更多的生命。前述的自助式无源生命呼救方法中，步骤S2所述的呼救信号产生模块包括微控制器和信号发生器。前述的自助式无源生命呼救方法中，步骤S3所述的进行无缝捕捉并确定需救助人员的方位和距离是通过天线、识别器和监视器实现的，所述的识别器通过采用实时并行计算的方式将中高频求救信号无缝捕捉到内存中并进行频谱分析，从而保证了接收中高频求救信号的及时性。实现前述方法的自助式无源生命呼救系统，包括搜救信号发射机、能量转换模块、激活模块、呼救信号产生模块和求救信号识别定位仪，激活模块分别与能量转换模块和呼救信号产生模块连接，能量转换模块无线连接搜救信号发射机，呼救信号产生模块无线连接求救信号识别定位仪。前述的自助式无源生命呼救系统中，所述的搜救信号发射机还包括功率放大器， 通过利用功率放大器放大搜救信号发射机发出的中高频搜救信号可大大缩短能量转换模块进行能量转换的时间，从而保证了电能供应的及时性。前述的自助式无源生命呼救系统，所述的能量转换模块包括滤波装置和能量采集装置，滤波装置使得能量转换时只将指定频段的中高频搜救信号转换为电能，而将其他的中高频信号滤掉，确保只有存在搜救信号时才开始工作，保证了搜救的目标性更强；不存在搜救信号时，能量采集装置不进行能量转换，无输出电压，使系统具有极强的防爆能力。所述的能量采集装置包括阻抗匹配及滤波电路和整流电路，阻抗匹配及滤波电路使得传输不会产生反射，所有能量都被负载吸收，避免了在传输中的能量损失，同时能够抑制谐波的产生；整流电路将天线接收到的无线信号能量转换为直流电，从而驱动求救信号产生装置产生求救信号；该能量采集装置适用于除收音机使用频段的任一中高频段。所述的能量采集装置也可采用现有的芯片来实现，该芯片的最佳工作频段是 902-928MHZ，与工作在其他频段相比，其能量转换效率提高了约10%。前述的自助式无源生命呼救系统，所述的激活模块包括人工呼救装置和红外能量感知装置，所述的人工呼救装置和红外能量感知装置触发呼救信号产生模块产生不同频率的呼救信号，通过人工呼救装置产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较好，通过红外能量感知装置产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较差，搜救者根据不同的生命特征信号可以合理分配人员重点搜救生命特征较差的幸存者使其不耽误最佳治疗时间，最终实现将幸存者全部救出并且全部保持较好的生命特征。前述的自助式无源生命呼救系统，所述的呼救信号产生模块包括微控制器和信号发生器。前述的自助式无源生命呼救系统，所述的求救信号识别定位仪包括天线、识别器和监视器，所述的识别器通过采用实时并行计算的方式将中高频求救信号无缝捕捉到内存中并进行频谱分析，从而保证了接收中高频求救信号的及时性。与现有技术相比，本发明是基于中高频信号的，中频信号有很强的绕射能力，高频信号有很强的穿透能力，而且中高频信号的强度可调，可根据环境情况进行调节，因而本发明与现有的搜救方式相比可以扩大搜救测量范围，使搜救不受灾后环境影响，大大提高测量的精确度及搜救效率；另外，本发明中需救助人员在呼救时不需要额外的供电系统，当存在搜救信号时，能量转换模块可以将无线中高频信号的能量转换为电能，驱动呼救信号产生模块发出指定频率的中高频求救信号，而不必担心呼救信号产生模块的能量问题，从而保证了需救助人员被救的及时性，而且不存在搜救信号时，能量转换模块不进行能量转换， 无输出电压，使系统具有极强的防爆能力。此外，由于集成电路的飞速发展，搭建相应电路可实现呼救信号产生模块及能量转换模块等模块的功能，并且搭建的电路可做的很小，不仅成本低，而且便于携带；此外，本发明尤为重要的是可以通过手动或自动方式触发呼救信号产生模块产生中高频呼救信号，通过手动方式产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较好，通过自动方式产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较差，搜救者根据不同的生命特征信号可以合理分配人员重点搜救生命特征较差的幸存者使其不耽误最佳治疗时间，最终实现在分秒必争的搜救现场挽救更多的生命。据统计，破坏性比较大的灾难发生后，由于搜救的盲目性导致本来有生命特征的求救者因为救助延误而丧生的数量是很大的，采用本发明后，就可以大大减少该事件的发生。另外，本发明中所述的能量采集装置包括阻抗匹配及滤波电路和整流电路，阻抗匹配及滤波电路使得传输不会产生反射，所有能量都被负载吸收，避免了在传输中的能量损失，同时能够抑制谐波的产生；整流电路将天线接收到的无线信号能量转换为直流电，从而驱动求救信号产生装置产生求救信号；该能量采集装置适用于除收音机使用频段的任一中高频段。所述的能量采集装置也可采用现有的芯片来实现， 该芯片的最佳工作频段是902-928MHZ，与工作在其他频段相比，其能量转换效率提高了约 10%。最后，本发明对求救人员的中高频呼救信号进行无缝捕捉并确定需救助人员的方位和距离是通过天线、识别器和监视器实现的，所述的识别器通过采用实时并行计算的方式将中高频求救信号无缝捕捉到内存中并进行频谱分析，从而保证了接收中高频求救信号的及时性。
图1是本发明的一种实施例的工作流程图； 图2是本发明的一种实施例的结构示意图3是本发明的一种实施例中能量采集装置的结构示意图。下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。
具体实施例方式实施例1 自助式无源生命呼救方法，如图1所示，包括以下步骤
Si，接收强度可调的中高频搜救信号并将其转换为电能，其中可根据不同环境采用手动、有线或无线的方式来调整中高频搜救信号的强度，从而保证搜救人员进行的搜救测量范围宽，不受环境限制；所述的能量转换可通过滤波装置和能量采集装置实现，滤波装置使得能量转换时只将指定频段的中高频搜救信号转换为电能，而将其他的中高频信号滤掉， 确保只有存在搜救信号时才开始工作，保证了搜救的目标性更强；不存在搜救信号时，能量采集装置不进行能量转换，无输出电压，使系统具有极强的防爆能力。能量采集装置包括阻抗匹配及滤波电路和整流电路，阻抗匹配及滤波电路使得传输不会产生反射，所有能量都被负载吸收，避免了在传输中的能量损失，同时能够抑制谐波的产生；整流电路将天线接收到的无线信号能量转换为直流电，从而驱动求救信号产生装置产生求救信号；该能量采集装置适用于除收音机使用频段的任一中高频段。能量采集装置也可采用现有的芯片来实现，该芯片的最佳工作频段是902-928MHZ，与工作在其他频段相比，其能量转换效率提高了约 10% ο，通过手动或自动方式触发呼救信号产生模块产生中高频呼救信号；其中，所述的呼救信号产生模块包括微控制器和信号发生器，所述的通过手动方式可采用人工呼救装置实现的，通过自动方式可采用红外能量感知装置实现的，并且所述的人工呼救装置和红外能量感知装置触发呼救信号产生模块产生不同频率的呼救信号，通过人工呼救装置产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较好，通过红外能量感知装置产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较差，搜救者根据不同的生命特征信号可以合理分配人员重点搜救生命特征较差的幸存者使其不耽误最佳治疗时间，最终实现在分秒必争的搜救现场挽救更多的生命。，对该中高频呼救信号进行无缝捕捉并确定需救助人员的方位和距离，所述的进行无缝捕捉并确定需救助人员的方位和距离是通过天线、识别器和监视器实现的，所述的识别器通过采用实时并行计算的方式将中高频求救信号无缝捕捉到内存中并进行频谱分析，从而保证了接收中高频求救信号的及时性。实施例2 实现上述方法的一种自助式无源生命呼救系统，如图2所示，包括搜救信号发射机、能量转换模块、激活模块、呼救信号产生模块和求救信号识别定位仪，激活模块分别与能量转换模块和呼救信号产生模块连接，能量转换模块无线连接搜救信号发射机，呼救信号产生模块无线连接求救信号识别定位仪。所述的搜救信号发射机和求救信号识别定位仪称为地上搜救系统；所述的能量转换模块、激活模块和呼救信号产生模块称为地下呼救系统。能量转换模块包括滤波装置和能量采集装置，滤波装置使得能量转换时只将指定频段的中高频搜救信号转换为电能，而将其他的中高频信号滤掉，确保只有存在搜救信号时才开始工作，保证了搜救的目标性更强；不存在搜救信号时，能量采集装置不进行能量转换，无输出电压，使系统具有极强的防爆能力。能量采集装置包括阻抗匹配及滤波电路和整流电路，阻抗匹配及滤波电路使得传输不会产生反射，所有能量都被负载吸收，避免了在传输中的能量损失，同时能够抑制谐波的产生；整流电路将天线接收到的无线信号能量转换为直流电，从而驱动求救信号产生装置产生求救信号；该能量采集装置适用于除收音机使用频段的任一中高频段。所述的能量采集装置也可采用现有的芯片来实现，该芯片的最佳工作频段是902-928MHZ，与工作在其他频段相比，其能量转换效率提高了约10%。 所述的激活模块包括人工呼救装置和红外能量感知装置，所述的人工呼救装置和红外能量感知装置触发呼救信号产生模块产生不同频率的呼救信号，通过人工呼救装置产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较好，通过红外能量感知装置产生的呼救信号说明幸存者的生命特征较差，搜救者根据不同的生命特征信号可以合理分配人员重点搜救生命特征较差的幸存者使其不耽误最佳治疗时间，最终实现将幸存者全部救出并且全部保持较好的生命特征。所述的呼救信号产生模块包括微控制器和信号发生器，微控制器用于判断激活模块中是人工呼救装置还是红外感知装置感知到了幸存者，进而触发信号发生器发出呼救信号， 其中，人工呼救装置的优先级高于红外感知装置，即如果幸存者按动了人工呼救装置的按钮，该信号传送到了微控制器，同时红外感知装置也感知到了幸存者并发送信号给微控制器，则微控制器会优先处理人工呼救装置发送的信号，同时触发信号发生器产生某个频率的呼救信号。所述的求救信号识别定位仪包括天线、识别器和监视器，所述的识别器通过采用实时并行计算的方式将中高频求救信号无缝捕捉到内存中并进行频谱分析，从而保证了接收中高频求救信号的及时性。实施例3，应用举例一种自助式无源生命呼救系统，包括搜救信号发射机、能量转换模块、激活模块、呼救信号产生模块和求救信号识别定位仪，激活模块分别与能量转换模块和呼救信号产生模块连接，能量转换模块无线连接搜救信号发射机，呼救信号产生模块无线连接求救信号识别定位仪。其中，搜救信号发射机可采用信号发生器芯片和天线来实现，所述的天线可采用匹配阻抗为50欧姆的天线。所述的搜救信号发射机还包括功率放大器，通过利用功率放大器放大搜救信号发射机发出的中高频搜救信号可大大缩短能量转换模块进行能量转换的时间，从而保证了电能供应的及时性。能量转换模块包括滤波装置和能量采集装置，其中能量采集装置可采用阻抗匹配及滤波电路和整流电路来实现，该能量采集装置适用于除收音机使用频段的任一中高频段；所述的能量采集装置也可采用现有的芯片来实现，该芯片的最佳工作频段是 902-928MHZ，与工作在其他频段相比，其能量转换效率提高了约10%。所述的激活模块由人工呼救装置和红外能量感知装置组成，其中人工呼救装置可采用按钮来实现，红外能量感知装置可采用热释电红外传感器来实现。呼救信号产生模块可采用信号发生器芯片和天线来实现。求救信号识别定位仪包括天线、识别器和监视器，其中，天线可采用贴片天线；监视器可采用LCD液晶显示器；识别器采用频谱仪。以上系统的工作原理是能量转换模块接收搜救信号发射机发出的强度可调的中高频搜救信号并将其转换为电能，其中可根据不同环境采用手动、有线或无线的方式来调整中高频信号的强度，即可以通过手动的在面板或者界面上调整参数、通过有线或者无线的方式修改软件程序，进而调整发射信号强度，其中所述的修改软件程序是指设计幅度可调的信号发生器，从而保证搜救人员进行的搜救测量范围宽，不受环境限制；能量转换模块的滤波装置将其他频段的无线信号过滤掉，使得能量转换时只将指定频段的中高频搜救信号转换为电能，确保只有存在搜救信号时才开始工作，保证了搜救的目标性更强；不存在搜救信号时，能量采集装置不进行能量转换，无输出电压，使系统具有极强的防爆能力。另外，所述的搜救信号发射机还包括功率放大器，通过利用功率放大器放大搜救信号发射机发出的中高频搜救信号可大大缩短能量转换模块进行能量转换的时间，从而保证了电能供应的及时性。所述的能量采集装置可由阻抗匹配及滤波电路和整流电路来实现，阻抗匹配及滤波电路使得传输不会产生反射，所有能量都被负载吸收，避免了在传输中的能量损失，同时能够抑制谐波的产生； 整流电路将天线接收到的无线信号能量转换为直流电，从而驱动求救信号产生装置产生求救信号；该能量采集装置适用于除收音机使用频段的任一中高频段。能量采集装置也可采用现有的芯片来实现。能量转换模块产生的电能同时供应热释电红外传感器、微控制器和信号发生器芯片，通过手动的方式即通过激活模块的按钮或通过自动方式即通过激活模块的热释电红外传感器来触发信号发生器芯片产生中高频呼救信号。具体的，当激活模块的呼救按钮被幸存者按下后，微控制器扫描该按钮的端口时，判断出按钮被按下，则向信号发生器芯片写入控制字，触发信号发生器发出某个频段的呼救信号，表明幸存者的存在且生命特征较好；当幸存者无法使用呼救按钮时，其自身辐射的红外线被热释电红外传感器接收后热释电红外传感器输出相应的高低电平，微控制器判断出是热释电红外传感器发出的信号后，向信号发生器芯片写入控制字，触发信号发生器发出另一频段的呼救信号。通过手动方式或感知幸存者的红外辐射能量来触发信号发生器芯片工作，这里人工呼救按钮的优先级高于热释电红外传感器，微控制器优先处理人工呼救按钮按下后触发的事件，可以帮助搜救人员迅速准确安全的发现仍然存活的幸存者，从而为营救工作争取到宝贵的时间。求救信号识别定位仪对信号发生器芯片发出的中高频呼救信号进行无缝捕捉并确定需救助人员的方位和距离。其中，求救信号识别定位仪包括天线、频谱仪和LCD液晶显示器，频谱仪中包括多个数字信号处理器，频谱仪通过利用多个数字信号处理器进行实时并行计算，将中高频求救信号无缝捕捉到内存中并进行频谱分析，可以确定是否是指定频段的求救信号，如果是指定频段的求救信号，则该多个数字信号处理器采用基于能量的测距方法和定位法来确定需救助人员的距离和方位，最后利用LCD液晶显示器将该结果显示出来。其中采用实时并行计算的方式将中高频求救信号无缝捕捉到内存中并进行频谱分析，保证了接收中高频求救信号的及时性。以上方法中，所述由阻抗匹配及滤波电路和整流电路来实现的能量采集装置(如图3所示)，它将搜救信号的能量转换为直流电的工作原理是两个二极管实现交流电的整流，当天线接收装置因电磁感应产生的电压为负半周时,D1导通，D2截止，C1充电；当电压为正半周时，C1上电压与该电压相加，使得D2导通，D1截止，C2充电，最终输出直流电压。
权利要求
1.自助式无源生命呼救方法，其特征在于，包括以下步骤Si，接收强度可调的中高频搜救信号并将其转换为电能；S2，通过手动或自动方式触发呼救信号产生模块产生中高频呼救信号；S3，对该中高频呼救信号进行无缝捕捉并确定需救助人员的方位和距离。
2.根据权利要求1所述的自助式无源生命呼救方法，其特征在于，所述步骤Sl中的能量转换是通过滤波装置和能量采集装置实现的。
3.根据权利要求1所述的自助式无源生命呼救方法，其特征在于，所述步骤S2中的通过手动方式是采用人工呼救装置实现的，通过自动方式是采用红外能量感知装置实现的， 并且所述的人工呼救装置和红外能量感知装置触发呼救信号产生模块产生不同频率的呼救信号。
4.根据权利要求1所述的自助式无源生命呼救方法，其特征在于，步骤S2中所述的呼救信号产生模块包括微控制器和信号发生器。
5.根据权利要求1所述的自助式无源生命呼救方法，其特征在于，步骤S3中所述的进行无缝捕捉并确定需救助人员的方位和距离是通过天线、识别器和监视器实现的。
6.实现权利要求1 5所述方法的自助式无源生命呼救系统，其特征在于，包括搜救信号发射机、能量转换模块、激活模块、呼救信号产生模块和求救信号识别定位仪，激活模块分别与能量转换模块和呼救信号产生模块连接，能量转换模块无线连接搜救信号发射机，呼救信号产生模块无线连接求救信号识别定位仪。
7.根据权利要求6所述的自助式无源生命呼救系统，其特征在于，所述的能量转换模块包括滤波装置和能量采集装置。
8.根据权利要求6所述的自助式无源生命呼救系统，其特征在于，所述的激活模块包括人工呼救装置和红外能量感知装置。
9.根据权利要求6所述的自助式无源生命呼救系统，其特征在于，所述的呼救信号产生模块包括微控制器和信号发生器。
10.根据权利要求6所述的自助式无源生命呼救系统，其特征在于，所述的求救信号识别定位仪包括天线、识别器和监视器。
全文摘要
本发明公开了自助式无源生命呼救方法及系统，所述方法包括以下步骤S1，接收强度可调的中高频搜救信号并将其转换为电能；S2，通过手动或自动方式触发呼救信号产生模块产生中高频呼救信号；S3，对该中高频呼救信号进行无缝捕捉并确定需救助人员的方位和距离。本发明是基于中高频信号的，与现有的搜救方式相比可以扩大搜救测量范围，使搜救不受灾后环境影响，大大提高测量的精确度及搜救效率；另外，本发明中呼救模块不需要额外供电而且具有极强的防爆能力；此外，本发明中搜救者根据不同的生命特征信号可以合理分配人员重点搜救生命特征较差的幸存者使其不耽误最佳治疗时间，最终实现在分秒必争的搜救现场挽救更多的生命。
文档编号G08B21/02GK102298822SQ20111023183
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者汪晋宽, 韩英华 申请人:东北大学秦皇岛分校