一種基于精確無線測距的搜救設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及基于無線的精確測距領域，具體涉及一種基于無線的精確測距完成現場搜救的設備。
【背景技術】
[0002]在煤礦或一些高危場所，當發(fā)生事故的時候，其搜救將非常困難，目前主流的搜救是采用基于生命探測儀的設備，其局限性非常明顯，主要體現在以下幾個方面:
[0003]1、價格高
[0004]目前市面上主流的生命探測儀，價格在RMB20萬以上，這樣高價格，最終導致搜救隊配備不足，極大地降低了救援的效率。
[0005]2、只能針對有生命的目標探測
[0006]生命探測儀，是根據人的心跳等產生的電磁波反饋進行判斷，只能對有生命的人或動物進行探測，無法對無什么體征或休克的人進行探測和施救。其使用受到極大的局限性。
[0007]3、工作范圍有限
[0008]生命探測儀，必須放在地上，對埋入的人進行探測，在煤礦中，當事故發(fā)生，比如瓦斯爆炸的時候，人員被廣泛分布，難于確定具體位置的情況下，其探測的難度巨大，救援的效率低下。
【實用新型內容】
[0009]針對這種基于生命體征的探測設備的不足，本專利提出一種基于高精度的無線測距的方式，實現的一種人員搜救設備。在高危的工作現場，人員首先配備一個應用于定位的標簽，通過定位系統(tǒng)，可以了解到被定位人員最后一次出現的位置。具體技術方案如下:
[0010]一種基于精確無線測距的搜救設備，包括電源模塊、控制模塊、射頻模塊和顯示模塊，所述電源模塊用于給設備供電，所述控制模塊與射頻模塊及顯示模塊相連接。
[0011]優(yōu)選的，所述的控制模塊包括彼此相連接的MCU和鍵盤，所述的射頻模塊包括依次連接的射頻天線、RF電路、UffB芯片，所述的電源模塊包括彼此相連接的電池和電源電路，所述的電源電路與RF電路及MCU相連接，所述的MCU與顯示模塊相連接。所述的RF電路為彼此相連的兩個開關和一個PA。
[0012]所述的UWB芯片優(yōu)選為DW-1000。
[0013]所述的MCU 優(yōu)選為 STM32F103。
[0014]所述的顯示模塊可采用128*64點陣的方式顯示。
[0015]在搜救人員到達事故現場之后，可以根據被定位的工作人員最后出現的大致位置，用本實用新型的高精度無線測距設備，對在這個工作區(qū)域的所有人員進行測距，該系統(tǒng)在煤礦等領域，具有巨大的優(yōu)勢，主要體現在以下幾個方面:
[0016]1、探測距離
[0017]理想情況下，其最遠探測距離達到300米。即使被埋在煤下一米的厚度，依舊可以被探測到。
[0018]2、距離高精度
[0019]距離探測其精度達到為0.2米以內，指向性性非常明確，偏差角不超過10度。
[0020]3、大容量，多目標
[0021]同時可以發(fā)起對50目標的探測，被探測目標之間，不會存在模糊，每個目標區(qū)別非常清晰。
[0022]4、和生命體征無關
[0023]無論這個被探測目標是否有生命體征，均可以被正常探測，除非在事故中，每個人攜帶的定位標簽被損壞。
【附圖說明】
[0024]圖1為IR-UWB工作頻率和功率不意圖；
[0025]圖2為基于TWR的測距技術不意圖；
[0026]圖3為本實用新型射頻模塊結構示意圖；
[0027]圖4為本實用新型設備的組成框圖。
【具體實施方式】
[0028]下面，結合附圖就下面幾個方面對本實用新型進行進一步說明。
[0029]1、基于IR-UWB無線技術
[0030]IR-UffB,是工作在3GHz?1G Hz的一種射頻信號，其工作頻率寬，通信采用脈沖的方式，脈沖時間極短，為納秒級，輸出功率低，接近白噪聲。IR-UffB廣泛應用于室內高精度定位和無線測距等，其定位精度可以達到厘米級別。請參看附圖1，其工作頻率和功率。
[0031]在本實用新型系統(tǒng)中，采用UWB的SoC芯片，為Decawave的DW1000芯片。該芯片工作在3GHz到7GHz頻段，有3個500MHz的信道和2個IGHz的信道，測距精度達到10厘米，支持測距和定位。
[0032]2、基于TWR的測距技術
[0033]TffR(Two way Range)雙向測距，是指標簽和救援設備之間進行雙向測距，其測距精度達到10厘米。測距的方式如附圖2所示，救援設備和標簽的位置:
[0034]D= ((T32-T31 - (T22-T21)) + (T23-T22-(T33-T32)))/4Xc
[0035]c為光速。
[0036]3、基于High Power的設計技術
[0037]由于在煤礦中，其環(huán)境比較復雜，為了保證其傳輸的距離，增加了設備的射頻輸出，理想模式下，工作距離達到300米以上，參考附圖3。
[0038]4、沖突避免的機制
[0039]在IR-UWB的物理層中，不支持沖突避免機制，為了更高的容量，在這個系統(tǒng)中，采取沖突避免，在標簽的工作時，標簽采用定期發(fā)送報文，比如，按IHz的頻率發(fā)起，在系統(tǒng)工作的時候，搜救設備先不發(fā)送，先偵聽，在偵聽完成之后，再逐一進行測距。
[0040]5、系統(tǒng)實現
[0041]本實用新型設備的組成框圖如圖4所示，本實用新型系統(tǒng)有如下幾個部分:
[0042](I)電源模塊
[0043]電源模塊，有電池、充電電路，3.3V轉換電路，給MCU、UWB芯片和RF電路供電。
[0044](2)射頻模塊
[0045]射頻模塊有UWB芯片，射頻開關及PA、射頻天線等三個大的部分組成。
[0046](3)顯示模塊
[0047]顯示模塊，可采用128*64點陣的方式顯示。
[0048](4)控制模塊
[0049]控制模塊優(yōu)選為STM32F103和鍵盤。
【主權項】
1.一種基于精確無線測距的搜救設備，其特征在于，包括電源模塊、控制模塊、射頻模塊和顯示模塊，所述電源模塊用于給設備供電，所述控制模塊與射頻模塊及顯示模塊相連接，所述的控制模塊包括彼此相連接的MCU和鍵盤，所述的射頻模塊包括依次連接的射頻天線、RF電路、UffB芯片，所述的電源模塊包括彼此相連接的電池和電源電路，所述的電源電路與RF電路、UffB芯片及MCU相連接，所述的MCU與顯示模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于精確無線測距的搜救設備，其特征在于，所述的RF電路為彼此相連的兩個開關和一個PA。
3.根據權利要求1所述的一種基于精確無線測距的搜救設備，其特征在于，所述的UWB芯片為DW-1000。
4.根據權利要求1所述的一種基于精確無線測距的搜救設備，其特征在于，所述的MCU為 STM32F103。
5.根據權利要求1所述的一種基于精確無線測距的搜救設備，其特征在于，所述的顯示模塊是采用128*64點陣的方式顯示。
【專利摘要】本實用新型針對這種基于生命體征的探測設備的不足，提出了一種基于高精度的無線測距的方式，實現的一種基于精確無線測距的搜救設備，包括電源模塊、控制模塊、射頻模塊和顯示模塊，所述電源模塊用于給設備供電，所述控制模塊與射頻模塊及顯示模塊相連接。在搜救人員到達事故現場之后，可以根據被定位的工作人員最后出現的大致位置，用本實用新型的高精度無線測距設備，對在這個工作區(qū)域的所有人員進行測距，本實用新型在煤礦等領域，具有巨大的優(yōu)勢。
【IPC分類】G01V9-00
【公開號】CN204347278
【申請?zhí)枴緾N201420597213
【發(fā)明人】林鶴
【申請人】南京沃旭通訊科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年10月15日