CN204631252U - 一种可对遇险游客体征进行监测的景区遇险游客搜寻*** - Google Patents

一种可对遇险游客体征进行监测的景区遇险游客搜寻*** Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种可对遇险游客体征进行监测的景区遇险游客搜寻***，该***在原有搜寻***的基础上增加了佩戴于人体上的体征监测装置，所述体征监测装置和游客携带信标均内置有蓝牙模块，当游客携带信标处于探测器激活信号覆盖范围内时，信标将通过蓝牙接口获得的游客体征监测信息与游客ID及位置信息一起传递给探测器，探测器再将该信息传送至地面测控站。本实用新型可同时获得遇险游客的位置信息和体征信息，从而可快速地制定出针对性救援措施，使遇险游客获得及时的治疗和救援，与现有搜寻***相比，本实用新型能有效提高救援效果，节省救援时间。

Description

一种可对遇险游客体征进行监测的景区遇险游客搜寻***
技术领域
本实用新型涉及一种景区遇险游客搜寻***，特别是涉及一种可对遇险游客体征进行监测的景区遇险游客搜寻***。
背景技术
无人机由于其小型化、快速起降和无机载人员等特点，在野外搜索领域中得到了快速的发展和广泛的应用。现有的无人机搜索***，多以机载高清摄像头航拍、红外成像、图像识别等设备作为搜索方式，其搜索效果受四周环境、仪器精度、算法的影响较大。
中国专利ZL201220337011.5公开了一种景区遇险游客搜寻***，该***可根据游客携带信标发射的无线信号快速获取遇险人员的准确地理位置信息，能大大提高搜索效率和救援成功率，但该***无法提供遇险人员的生命体征状况，当救援队前往救援时有可能因为没有携带必要的医疗器械和药品而耽误对遇险人员的急救和延误宝贵的救援时间，从而影响救援效果。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可对遇险游客体征进行监测的景区遇险游客搜寻***，该***在原有搜寻***的基础上增加了体征监测装置，可使遇险游客获得及时的治疗和救援。
本实用新型提供的可对遇险游客体征进行监测的景区遇险游客搜寻***包括无人机、地面测控站、探测器和游客携带信标，探测器安装于无人机上，包括主控芯片、无线收发模块、SD存储卡和天线，主控芯片通过接口向无线收发模块发出激活游客携带信标的命令；游客携带信标包括主控芯片、无线收发模块、GPS模块和天线，游客ID信息存储在主控芯片内，主控芯片根据信标是否处于探测器发射的激活信号覆盖范围内来设置无线收发模块为接收模式或发送模式，所述搜寻***还包括佩戴于人体上的体征监测装置，所述体征监测装置内置有蓝牙模块，同时游客携带信标也内置有蓝牙模块，当游客携带信标处于探测器激活信号覆盖范围内时，信标将通过蓝牙接口获得的游客体征监测信息与游客ID及位置信息一起传递给探测器，探测器再将该信息传送至地面测控站。
上述体征监测装置包括芯片、传感器、电极臂和与电极臂相连的心电贴，用于监测人体心电图、心率和三维姿态信息。
本实用新型的工作模式是：游客进入景区前，先在景区管理机构注册身份信息，建立游客动态数据库，并租用或购买信标和与之配套的体征监测装置。游客在旅游活动中应一直随身携带信标和按要求佩戴体征监测装置。当获悉游客遇到险情后，开始启用本实用新型搜寻***对目标进行搜索，其过程如下：
(1)首先充分搜集遇险游客的相关信息并勘察搜寻地区飞行作业条件，然后使用地面测控站现场规划飞行航迹，并上传至无人机，经充分准备后无人机起飞，待其空中姿态正常后将手动操控切换为自动驾驶，无人机按照预设航迹进行飞行搜寻作业；
(2)机载探测器从起飞时开始工作，每隔一定时间通过定向天线向地面发射一次信标激活信号。因探测器距地面约100米-500米，依据天线电磁辐射理论，该无线电信号呈圆锥形覆盖地面；
(3)游客携带信标平时处于低功耗的待机状态，当有无人机从遇险游客附近上空飞过，信标处于机载探测器激活信号覆盖范围内时，信标通过内置天线接收到激活信号，立即从待机状态转变为正常工作状态，通过蓝牙4.0接口获得游客体征监测信息，并与ID、GPS等信息一起按标准进行封装，将封装后的信息通过无线链路传递到机载探测器；
(4)机载探测器接收到信标返回的信息，将其处理后传送至地面测控站，地面测控站将收到的ID信息与景区提供的游客数据库比对，即可确定遇险游客身份，并在飞行地图上直观显示遇险游客的身份信息、地理位置信息和实时体征信息，无人机在获取到准确的信息后沿既定航线继续飞行至返航；
(5)将无人机传递回的游客地理位置信息和体征信息提供给救援队，根据游客的性别、年龄、心电图信息、心率可以进一步确认游客的身体机能和状态，以便在前往救援时可以针对游客健康状态开展更有效的地面救援工作。
本实用新型通过在原有搜寻***上增加体征监测装置，并在信标机上添加蓝牙模块，可同时获得遇险游客的位置信息和体征信息，从而可快速地制定出针对性救援措施，使遇险游客获得及时的治疗和救援，与现有搜寻***相比，本实用新型能有效提高救援效果，节省救援时间。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意框图。
图2为本实用新型实施例中所述游客携带信标的模块构成图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括无人机，照相机，探测器、游客携带信标、体征监测装置和地面测控站，无人驾驶机是装配了自动驾驶仪的油动型固定翼无人驾驶飞机，翼展3米，有效载荷3kg，最大飞行高度5500米，内置有数传电台，可在山地起伏条件下搭载搜寻设备完成飞行搜寻任务。
探测器搭载于无人机上，沿规划航线进行搜索，每隔一定时间发射无线信号，以激活地面的游客携带信标，同时连续接收信标的应答信号(包含游客携带信标的ID、GPS和体征信息等)，并通过无人机上的数传电台将获取的信息传输至地面测控站。探测器主要由主控芯片、无线收发模块、SD存储卡(安全数码卡)、电压转换模块、锂电池以及天线组成。其工作原理是：在无人驾驶机巡航时，主控芯片每隔2-3秒向无线收发模块发送激活游客携带信标的命令，无线收发模块将该命令解析、调制成433MHz的发射信号，经天线向地面辐射。另一方面，无线收发模块通过天线接收来自地面游客携带信标发射的应答信号，对其解调后，传输至主控芯片，由主控芯片解码后得到游客ID、地理位置和体征信息，然后存储至SD卡内并接驳机载数传电台，经数传电台将信标的所有信息传送至地面测控站。
体征监测装置为所有支持蓝牙4.0接口的体征监测装置。本实用新型采用的体征监测装置体积较小，设有开关键，包括内置的两通道心电图获取芯片、三维姿态传感器、蓝牙模块、纽扣电池、以及***的电极臂和心电贴，使用时通过***的两个电极臂连接心电贴获取心电信号，然后通过内置的体征处理芯片处理心电数据，同时还可以监测三维姿态信息。本实用新型采用的体征监测装置通过内置的低功耗芯片和处理技术，在一颗CR2032纽扣电池的条件下，可以连续工作7天，其主要参数如下：
表1 体征监测装置主要技术指标
控制芯片 TI MSP 430F5308
获取芯片 专用ASIC；内置12bit ADC
采集通道 2路 Lead-II
采样率 256Hz
三维姿态传感器 Bosch BMA250；更新频率12Hz
蓝牙模块 TI CC2541支持Bluetooth 4.0
心率 30～240BPM；更新周期1.2秒
工作电压 3V CR2032
功耗 待机4mA；工作5.9mA
防水等级 IPX3
续航时间 7天
本实用新型中游客携带信标作为游客随身携带的电子设备，应具有性能稳定、体积小、重量轻、可靠耐用和便于携带等特点。游客携带信标是与探测器配合使用的。游客携带信标的主要技术指标如下表：
表2 信标主要技术指标
如图2所示，游客携带信标包括主控芯片、电压转换模块、无线收发模块、GPS模块、蓝牙模块和天线，其工作原理是：信标在上电初始化后，主控芯片通过SPI接口设置无线收发模块为接收模式，并对CD端口开放中断，然后关闭GPS模块和蓝牙模块，进入第三种低功耗模式，此时，信标处于待机监测模式。当信标处于机载探测器发射的激活信号覆盖范围内时，无线收发模块通过CD端口向主控芯片请求中断，主控芯片立即响应该中断，进入正常工作模式，通过SPI接口设置无线收发模块为发送模式，同时启动GPS模块与蓝牙模块。主控芯片通过RS232-0接口接收GPS模块获取的地理位置数据，同时通过RS232-1接口接收蓝牙模块获取的体征监测数据，然后对其处理后通过无线收发模块调制后产生应答发射信号，经天线向机载探测器辐射。当信标超出机载探测器发射的激活信号覆盖范围时，信标再次进入待机监测模式。
本实施例中主控芯片采用TI公司生产的16位超低功耗微控制器MSP430F149IPM，该控制器具有16位RSIC结构、25ns指令周期、一种活动模式和五种省电模式，活动模式：280μA(1MHz，2.2V)，待机模式1.1μA；工作电压为1.8～3.6V。同时，其内部带有12位A/D采样电路、串口USART0/1、欠电压检测器等。无线收发模块是采用的在nRF905电路的基础上增加了功率放大电路的RFC33A模块。nRF905是挪威Nordic公司推出的一款单片射频发射器芯片，采用32引脚5mm×5mm QFN封装，工作于433MHz、868MHz、915MHz等3个ISM频道，其中433MHz频道在中国大陆可以***。nRF905具有低功耗模式，在以-10dBm发射功率时，电流只有11mA，而对应接收机的电流只有12.5mA。芯片可以设置为空闲模式、关机模式等。RFC33A模块由于在nRF905电路的基础上增加了功率放大电路，使得nRF905模块的最大输出功率提升到2W，从而使可视通信距离达到2km。电压转换模块1采用DC-DC 1205，将12V电压稳压到5V，电压转换模块2采用ASM1117，将5V电压稳压到3.3V。天线采用430MHz的3dBi鞭状天线，使用时延伸到信标的机壳外部。
GPS模块采用GS-15C芯片，其主要参数如下：
表3 GS-15C芯片主要技术指标
数据格式 WGS-84NMEA 0183
有效数据格式 GGA,GSA,GSV,RMC,GLL,VTG
通信数率 波特率:9600
通信数据格式 数据位：8位，停止位：1位，不校验位
数据刷新率 1秒
输出电平类型 TTL
工作电流 32～36mA
蓝牙模块采用内嵌CC2540蓝牙芯片的CC254xEMv2模块，其内含PCB板天线，因此更适合便携式设备使用。它可以提供串口通信接口，串口波特率为115200，无奇偶校验，8位数据位，1位停止位。
以上所述仅是本实用新型较好的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (2)

1.一种可对遇险游客体征进行监测的景区遇险游客搜寻***，包括无人机、地面测控站、探测器和游客携带信标，探测器安装于无人机上，包括主控芯片、无线收发模块、SD存储卡和天线，主控芯片通过接口向无线收发模块发出激活游客携带信标的命令；游客携带信标包括主控芯片、无线收发模块、GPS模块和天线，游客ID信息存储在主控芯片内，其特征在于：所述搜寻***还包括佩戴于人体上的体征监测装置，所述体征监测装置和游客携带信标均内置有蓝牙模块，当游客携带信标处于探测器激活信号覆盖范围内时，信标将通过蓝牙接口获得的游客体征监测信息与游客ID及位置信息一起传递给探测器，探测器再将该信息传送至地面测控站。
2.根据权利要求1所述的一种可对遇险游客体征进行监测的景区遇险游客搜寻***，其特征在于：所述体征监测装置包括芯片、传感器、电极臂和与电极臂相连的心电贴，用于监测人体心电图、心率和三维姿态信息。
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