專利名稱：一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用無線通信技術(shù)構(gòu)建的搜救人員監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，具體地說，是一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
近年，無論國際國內(nèi)，各種大型災(zāi)害頻頻出現(xiàn)。及時有效的救援行動能夠在很大程度上降低災(zāi)害損失，挽救幸存生命。但經(jīng)歷地震、泥石流等大型災(zāi)害后，原有通信設(shè)備及交通設(shè)施很難正常工作，造成受災(zāi)區(qū)信息和交通的不可達(dá)，大型救援設(shè)備無法進(jìn)入災(zāi)區(qū)。先遣救援部隊(duì)就顯得十分必要。救援中心根據(jù)先遣救援部隊(duì)返回的受災(zāi)程度和環(huán)境狀況信息， 進(jìn)行有針對性的救援部署與調(diào)度，最大程度降低災(zāi)害損失。
現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利申請200810066512. 2提出了一種人員安全遠(yuǎn)程智能監(jiān)護(hù)救援處理系統(tǒng)及監(jiān)護(hù)救援處理方法，但是該系統(tǒng)依賴于現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，對于受災(zāi)嚴(yán)重地區(qū)，一旦現(xiàn)有電力設(shè)施和通信基站被損壞，該系統(tǒng)將無法使用。
而目前其他的救援或監(jiān)控系統(tǒng)大多也是采用基于ZigBee協(xié)議的無線通信網(wǎng)絡(luò)與固有有線通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)救援或監(jiān)控現(xiàn)場與指揮控制中心的數(shù)據(jù)通信，若遇到固定的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施在大型災(zāi)害中被摧毀的情況，則給整個救援或監(jiān)控系統(tǒng)帶來通信困難。 所以，在最短時間內(nèi)以最簡單的方式搭建一個不依賴于其他固定通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的救援現(xiàn)場和救援指揮中心的通信平臺就顯得很有必要。
其次，災(zāi)后地區(qū)環(huán)境惡劣，對先遣搜救人員的生命造成很大威脅。災(zāi)后救援不僅要盡最大努力挽救受災(zāi)群眾的生命，同時也要盡最大可能保障搜救人員的生命安全。目前國內(nèi)大多數(shù)搜救人員使用的救援設(shè)備多以防護(hù)物理傷害為主，比如安全頭盔，防護(hù)手套等。 雖然這些設(shè)備可以對搜救人員的身體起到一定的防護(hù)作用，但是這些設(shè)備無法向指揮中心提供搜救人員的準(zhǔn)確生命信息，當(dāng)搜救人員的生命特征出現(xiàn)異常時，指揮中心不能及時得到預(yù)警消息而迅速做出反應(yīng)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，減少對電力系統(tǒng)和固有通信網(wǎng)絡(luò)的依賴，具有自由組網(wǎng)能力，同時實(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境下搜救隊(duì)員的定位、生命信息采集、現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)檢測、異常自動報警以及指揮調(diào)度等功能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，由一個指揮中心和N個監(jiān)護(hù)終端組成，其關(guān)鍵在于所述指揮中心與監(jiān)護(hù)終端之間通過CDMA擴(kuò)頻通信方式連接，其中指揮中心用于實(shí)現(xiàn)與每個監(jiān)護(hù)終端之間的語音通信；用于接收并顯示每個監(jiān)護(hù)終端上傳的生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息；用于判斷每個搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)以及周邊環(huán)境狀態(tài)是否正常；用于實(shí)現(xiàn)異常報警并進(jìn)行指揮調(diào)度；監(jiān)護(hù)終端用于實(shí)現(xiàn)與指揮中心之間的語音通信；用于采集、顯示并上傳搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)信息、環(huán)境狀況信息以及GPS定位信息。
指揮中心與多個監(jiān)護(hù)終端構(gòu)成一個點(diǎn)對多點(diǎn)的星形網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)護(hù)終端由搜救隊(duì)員隨身攜帶，可以收集現(xiàn)場相關(guān)信息并和指揮中心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息交互。指揮中心對監(jiān)護(hù)終端傳回的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析顯示，并根據(jù)顯示結(jié)果做出相應(yīng)的救援指示。
指揮中心與監(jiān)護(hù)終端之間采用基于CDMA多址接入的擴(kuò)頻通信方式。不同終端采用不同的地址碼和指揮中心通信，也可以通過指揮中心轉(zhuǎn)接實(shí)現(xiàn)監(jiān)護(hù)終端與監(jiān)護(hù)終端之間的通信，相互間產(chǎn)生的干擾幾乎可以忽略，保證了多個用戶同時通信。且整個網(wǎng)絡(luò)接入方便，組網(wǎng)靈活，無需過多考慮帶寬分配和網(wǎng)絡(luò)干擾等問題。在不依賴于其他任何固有電力設(shè)施和通信設(shè)施的情況下實(shí)現(xiàn)快速、便捷、簡單的網(wǎng)絡(luò)通信。特別是經(jīng)歷地震、泥石流等大型災(zāi)害的地區(qū)來說，該系統(tǒng)用于先遣救援具有很大的應(yīng)用前景和現(xiàn)實(shí)意義。
作為進(jìn)一步描述，所述指揮中心設(shè)置有第一無線通信模塊、計算機(jī)以及第一語音處理模塊，其中第一無線通信模塊用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理和接入控制；用于接收每個監(jiān)護(hù)終端上傳的語音信息、生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息；用于發(fā)送指揮中心發(fā)出的語音信息、異常報警信息以及調(diào)度信息；計算機(jī)設(shè)置有監(jiān)控顯示模塊和計算處理模塊，其中，監(jiān)控顯示模塊用于實(shí)現(xiàn)搜救隊(duì)員生命狀態(tài)信息顯示、環(huán)境狀況信息顯示、GPS定位顯示以及異常報警顯示，計算處理模塊用于實(shí)現(xiàn)生命狀態(tài)判斷以及環(huán)境狀況判斷；第一語音處理模塊用于語音通信時的信號處理。
指揮中心主要由第一無線通信模塊、計算機(jī)以及第一語音處理模塊組成。大部分功能如數(shù)據(jù)庫、智能決策以及實(shí)時顯示等都是通過軟件技術(shù)在計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的。
計算機(jī)通過第一無線通信模塊接收搜救人員生命狀態(tài)信息和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)后，對其進(jìn)行分析處理并顯示。指揮中心計算機(jī)上的軟件系統(tǒng)由電子地圖、信息管理查詢、自動預(yù)警和隊(duì)員動態(tài)監(jiān)控等功能模塊組成，各個模塊集成在同一個界面下，他們之間既相互聯(lián)系又相對獨(dú)立，綜合運(yùn)用各種數(shù)字化信息技術(shù)，使搜救現(xiàn)場整個范圍內(nèi)資源實(shí)現(xiàn)最佳配置，并且可以實(shí)時監(jiān)控所有搜救隊(duì)員，與硬件系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)了指揮、控制、通信、及后勤保障等功能的一體化。
再進(jìn)一步描述，所述監(jiān)護(hù)終端設(shè)置有終端控制單元，該終端控制單元上分別連接有第二語音處理模塊、GPS定位模塊、傳感器模塊以及第二無線通信模塊，在終端控制單元上還連接有鍵盤和顯示屏，其中終端控制單元用于實(shí)現(xiàn)其他模塊之間的協(xié)調(diào)和控制； 第二語音處理模塊用于實(shí)現(xiàn)語音通信時的信號處理； GPS定位模塊用于采集搜救隊(duì)員的位置信息； 傳感器模塊用于采集搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)信息和環(huán)境狀況信息； 第二無線通信模塊用于發(fā)送語音信息、生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息；用于接收指揮中心發(fā)出的語音信息、異常報警信息以及調(diào)度信息； 鍵盤用于實(shí)現(xiàn)本地信息輸入； 顯示屏用于實(shí)現(xiàn)本地信息輸出。
其中，所述傳感器模塊包括脈搏探測器、體溫探測器、血壓探測器以及氣敏傳感
監(jiān)護(hù)終端由搜救隊(duì)員隨身攜帶，搜救隊(duì)員進(jìn)入受災(zāi)區(qū)域后，通過監(jiān)護(hù)終端上的氣敏傳感器可以檢測周邊環(huán)境中是否含有有毒氣體，通過脈搏探測器、體溫探測器、血壓探測器可以實(shí)時探測搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)，通過GPS定位模塊可以實(shí)現(xiàn)每個搜救隊(duì)員的精確定位，另外搜救隊(duì)員利用監(jiān)護(hù)終端可以實(shí)現(xiàn)與指揮中心的語音通信，鍵盤和顯示屏作為基本的輸入輸出設(shè)備，通過監(jiān)護(hù)終端可以將搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)信息、位置信息以及周邊環(huán)境信息實(shí)時上傳到指揮中心，一旦搜救隊(duì)員生命特征出現(xiàn)異常，指揮中心可以自動產(chǎn)生預(yù)警， 同時指揮中心可以根據(jù)搜救隊(duì)員的位置分布進(jìn)行靈活調(diào)度。
本發(fā)明的目的之二是提出了一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的控制方法， 所述監(jiān)護(hù)終端與指揮中心建立通信的步驟如下第一步上電——接通監(jiān)護(hù)終端與指揮中心的電源，使其開始工作； 第二步捕獲導(dǎo)頻信息——監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入導(dǎo)頻信息捕獲狀態(tài)并捕獲指揮中心廣播的導(dǎo)頻信息；第三步接收同步信息——監(jiān)護(hù)終端獲取導(dǎo)頻信息后進(jìn)入同步信息捕獲狀態(tài)并捕獲指揮中心發(fā)出的同步信息，監(jiān)護(hù)終端通過調(diào)整解調(diào)器中的Wlash函數(shù)對同步信息進(jìn)行解調(diào)， 從中提取出系統(tǒng)參數(shù)和定時信息，所述系統(tǒng)參數(shù)包括導(dǎo)頻PN序列偏置索引和信道速率，所述定時信息包括長碼狀態(tài)值和系統(tǒng)時間；第四步設(shè)置長碼發(fā)生器并建立時間同步——監(jiān)護(hù)終端獲取同步信息中的系統(tǒng)參數(shù)和定時信息后轉(zhuǎn)入定時改變狀態(tài)，并按照同步信息中提取出的長碼狀態(tài)值設(shè)置自己的長碼發(fā)生器，同時按照系統(tǒng)時間建立時間同步；第五步監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入空閑狀態(tài)并監(jiān)聽是否存在需要確定或響應(yīng)的消息，同時檢測監(jiān)護(hù)終端是否需要發(fā)起通信請求；第六步如果存在需要確定或響應(yīng)的消息或者檢測到監(jiān)護(hù)終端需要發(fā)起通信請求，監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入系統(tǒng)接入狀態(tài)；第七步監(jiān)護(hù)終端與指揮中心之間進(jìn)行接入信息交互，接入成功后監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入業(yè)務(wù)通信狀態(tài)；第八步監(jiān)護(hù)終端在業(yè)務(wù)通信狀態(tài)下與指揮中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信結(jié)束后，返回第五步進(jìn)入空閑狀態(tài)。
在接入控制過程中，所述指揮中心和監(jiān)護(hù)終端之間的物理信道由前向公共信道、 前向基本信道、反向接入信道以及反向基本信道組成，其中前向公共信道用于周期性廣播導(dǎo)頻信息、同步信息以及一些必要的公共控制信息和廣播消息；前向基本信道用于向每個監(jiān)護(hù)終端傳送語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；反向接入信道用于監(jiān)護(hù)終端向指揮中心發(fā)起接入請求或通信請求信息交互；反向基本信道用于監(jiān)護(hù)終端向指揮中心傳送語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
本發(fā)明的顯著效果是(1)監(jiān)護(hù)終端包含的傳感器模塊能對搜救隊(duì)員生命狀態(tài)信息及所處環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時收集并發(fā)送回指揮中心，當(dāng)搜救隊(duì)員生命信息出現(xiàn)異?；蛩幁h(huán)境出現(xiàn)有毒氣體等危險狀況時，指揮中心能實(shí)時監(jiān)測并指揮搜救隊(duì)員迅速撤離現(xiàn)場或采取必要的救援措施，從而保證了搜救隊(duì)員的生命安全，最大限度的減少傷亡，保障搜救行動的高效進(jìn)行。
(2)指揮中心根據(jù)監(jiān)護(hù)終端傳回的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的分析處理并采用完善的集中顯示功能，讓指揮人員對救援現(xiàn)場及搜救隊(duì)員生命狀況有直觀實(shí)時的了解，給救援行動的指揮調(diào)度提供有針對性的參考信息，為其作出正確及時的判斷和指揮帶來很大的方便。
(3)監(jiān)護(hù)終端與指揮中心之間采用⑶MA擴(kuò)頻通信方式，不依賴于其他任何固有的電力設(shè)施和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，布設(shè)簡單，組網(wǎng)靈活，接入方便，抗干擾能力強(qiáng)，為大型災(zāi)害后的緊急救援提供可行方案。


圖1是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖；圖2為圖1中指揮中心的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)框圖； 圖3為圖1中監(jiān)護(hù)終端的電路原理框圖； 圖4是監(jiān)護(hù)終端與指揮中心實(shí)現(xiàn)通信連接時的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示，一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，由一個指揮中心和N個監(jiān)護(hù)終端組成，指揮中心與監(jiān)護(hù)終端之間通過CDMA擴(kuò)頻通信方式連接，實(shí)施過程中，N取值可根據(jù)受災(zāi)情況以及救援隊(duì)員的調(diào)度情況確定，由于CDMA通信制式中的地址碼受PN序列的長短決定，所以N的最大值與地址碼的個數(shù)有關(guān)，同時也受通信環(huán)境和鏈路質(zhì)量的影響，一般情況下，通信環(huán)境和鏈路質(zhì)量越好，能同時接入的終端數(shù)目越多，即N就越大，反之越少。
上述系統(tǒng)中，指揮中心用于實(shí)現(xiàn)與每個監(jiān)護(hù)終端之間的語音通信；用于接收并顯示每個監(jiān)護(hù)終端上傳的生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息；用于判斷每個搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)以及周邊環(huán)境狀態(tài)是否正常；用于實(shí)現(xiàn)異常報警并進(jìn)行指揮調(diào)度。
監(jiān)護(hù)終端則用于實(shí)現(xiàn)與指揮中心之間的語音通信；用于采集、顯示并上傳搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)信息、環(huán)境狀況信息以及GPS定位信息。
如圖2所示，實(shí)施過程中，指揮中心設(shè)置有第一無線通信模塊、計算機(jī)以及第一語音處理模塊，計算機(jī)作為信息處理的核心設(shè)備分別與第一無線通信模塊以及第一語音處理模塊連接，第一語音處理模塊通常包括話筒和擴(kuò)音器，通過計算機(jī)中的聲卡實(shí)現(xiàn)語音編解碼，計算機(jī)按照CDMA擴(kuò)頻通信方式中的通信協(xié)議對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后通過第一無線通信模塊實(shí)現(xiàn)語音數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。
在計算機(jī)上設(shè)置有監(jiān)控顯示模塊以及計算處理模塊，監(jiān)控顯示模塊通常為計算機(jī)自帶的顯示器或者專用的顯示屏，應(yīng)用GIS電子地圖、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及數(shù)字化信息技術(shù)等手段，在監(jiān)控顯示模塊中分別設(shè)置有GPS定位顯示畫面、搜救人員信息顯示畫面、環(huán)境狀況信息顯示畫面以及異常報警顯示畫面，計算機(jī)通過第一無線通信模塊接收監(jiān)護(hù)終端上傳的生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息，并在監(jiān)控顯示模塊進(jìn)行實(shí)時顯示。計算處理模塊是通過軟件編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，包括氣體成分判斷模塊和生命信息對比模塊，計算機(jī)將獲取的信息與標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境信息和標(biāo)準(zhǔn)生命狀態(tài)信息進(jìn)行對比，從而判斷是否存在異常情況，如果計算機(jī)監(jiān)控到某個搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)出現(xiàn)異常，或者是發(fā)現(xiàn)某個區(qū)域存在危險氣體，指揮中心則自動發(fā)出報警信息，并通過第一無線通信模塊及時通知給相應(yīng)的監(jiān)護(hù)終端，以保障搜救隊(duì)員的生命安全。
如圖3所示，搜集終端設(shè)置有終端控制單元，該終端控制單元上分別連接有第二語音處理模塊、GPS定位模塊、傳感器模塊以及第二無線通信模塊，在終端控制單元上還連接有鍵盤和顯示屏，與指揮中心類似，第二無線通信模塊是用于發(fā)送語音信息、生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息，同時接收指揮中心或其他監(jiān)護(hù)終端發(fā)出的語音信息、 異常報警信息以及調(diào)度信息，第二語音處理模塊通常也包括話筒和擴(kuò)音器，用于實(shí)現(xiàn)語音通信時的信號處理。GPS定位模塊是用于采集搜救隊(duì)員的位置信息，傳感器模塊是用于采集搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)信息和環(huán)境狀況信息，各個模塊之間通過終端控制單元來協(xié)調(diào)和控制。
在具體實(shí)施時，傳感器模塊包括脈搏探測器、體溫探測器、血壓探測器以及氣敏傳感器。搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)也主要通過脈搏、體溫以及血壓等參數(shù)表示，而環(huán)境狀況的檢測主要是針對有毒氣體進(jìn)行檢測，因此選用氣敏傳感器。
如圖4所示，本發(fā)明還對系統(tǒng)的控制方法做了進(jìn)一步描述，其中監(jiān)護(hù)終端與指揮中心建立通信的步驟如下第一步上電——接通監(jiān)護(hù)終端與指揮中心的電源，使其開始工作； 第二步捕獲導(dǎo)頻信息一一監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入導(dǎo)頻信息捕獲狀態(tài)并捕獲指揮中心廣播的導(dǎo)頻信息；第三步接收同步信息——監(jiān)護(hù)終端獲取導(dǎo)頻信息后進(jìn)入同步信息捕獲狀態(tài)并捕獲指揮中心發(fā)出的同步信息，監(jiān)護(hù)終端通過調(diào)整解調(diào)器中的Wlash函數(shù)對同步信息進(jìn)行解調(diào)， 從中提取出系統(tǒng)參數(shù)和定時信息，其中系統(tǒng)參數(shù)包括導(dǎo)頻PN序列偏置索引和信道速率，定時信息包括長碼狀態(tài)值和系統(tǒng)時間；第四步設(shè)置長碼發(fā)生器并建立時間同步——監(jiān)護(hù)終端獲取同步信息中的系統(tǒng)參數(shù)和定時信息后轉(zhuǎn)入定時改變狀態(tài)，并按照同步信息中提取出的長碼狀態(tài)值設(shè)置自己的長碼發(fā)生器，同時按照系統(tǒng)時間建立時間同步；第五步監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入空閑狀態(tài)并監(jiān)聽是否存在需要確定或響應(yīng)的消息，同時檢測監(jiān)護(hù)終端是否需要發(fā)起通信請求；第六步如果存在需要確定或響應(yīng)的消息或者檢測到監(jiān)護(hù)終端需要發(fā)起通信請求，監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入系統(tǒng)接入狀態(tài)；第七步監(jiān)護(hù)終端與指揮中心之間進(jìn)行接入信息交互，接入成功后監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入業(yè)務(wù)通信狀態(tài)；第八步監(jiān)護(hù)終端在業(yè)務(wù)通信狀態(tài)下與指揮中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信結(jié)束后，返回第五步進(jìn)入空閑狀態(tài)。
在接入控制過程中，指揮中心和監(jiān)護(hù)終端之間的物理信道由前向公共信道、前向基本信道、反向接入信道以及反向基本信道組成，其中前向公共信道主要負(fù)責(zé)周期性廣播導(dǎo)頻信息、同步信息以及一些必要的公共控制信息和廣播消息。前向基本信道主要用于向每個監(jiān)護(hù)終端傳送語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。反向接入信道主要用于監(jiān)護(hù)終端向指揮中心發(fā)起接入請求或通信請求信息交互。反向基本信道主要用于監(jiān)護(hù)終端向指揮中心傳送語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
本發(fā)明的工作原理是指揮中心與監(jiān)護(hù)終端之間采用基于CDMA多址接入的擴(kuò)頻通信方式。不同終端采用不同的地址碼和指揮中心或其他監(jiān)護(hù)終端進(jìn)行通信，相互間產(chǎn)生的干擾幾乎可以忽略，保證了多個用戶同時通信。
監(jiān)護(hù)終端利用傳感器模塊和GPS模塊可以實(shí)時檢測搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)信息、環(huán)境狀況信息以及自身定位信息等等，并利用CDMA通信技術(shù)將上述數(shù)據(jù)傳送給指揮中心，指揮中心也設(shè)置有相應(yīng)數(shù)據(jù)的判別模塊和顯示模塊，可以實(shí)時判斷并觀察各個搜救隊(duì)員的基本情況，一旦出現(xiàn)異常，還可以自動報警并進(jìn)行指揮調(diào)度。各個設(shè)備的通信接入按照本發(fā)明提供的控制步驟進(jìn)行。需要說明的是同步信道是未經(jīng)過長碼擾碼的，所以監(jiān)護(hù)終端在捕獲了導(dǎo)頻信息后就可以對它進(jìn)行解調(diào)。在空閑狀態(tài)下，監(jiān)護(hù)終端主要監(jiān)聽前向公共信道，除了接收一些系統(tǒng)參數(shù)外，當(dāng)收到需要確認(rèn)或響應(yīng)的消息時，或者檢測到搜救人員要向指揮中心發(fā)起通信請求時，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接入狀態(tài)。進(jìn)入系統(tǒng)接入狀態(tài)后，監(jiān)護(hù)終端和指揮中心利用反向接入信道和前向公共信道進(jìn)行接入信息交互，該過程的主要任務(wù)是協(xié)商出特定的通信地址碼，不同的監(jiān)護(hù)終端分配到不同的地址碼就能同時和指揮中心進(jìn)行通信且不會相互干擾。接入成功后，終端轉(zhuǎn)入業(yè)務(wù)通信狀態(tài)，在交互指定的基本信道上與指揮中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。通信結(jié)束后終端返回空閑狀態(tài)。
整個網(wǎng)絡(luò)接入方便，組網(wǎng)靈活，無需過多考慮帶寬分配和網(wǎng)絡(luò)干擾等問題。在不依賴于其他任何固有電力設(shè)施和通信設(shè)施的情況下實(shí)現(xiàn)快速、便捷、簡單的網(wǎng)絡(luò)通信。特別是經(jīng)歷地震、泥石流等大型災(zāi)害的地區(qū)來說，該系統(tǒng)具有很大的應(yīng)用前景和現(xiàn)實(shí)意義。
權(quán)利要求
1.一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，由一個指揮中心和N個監(jiān)護(hù)終端組成，其特征在于所述指揮中心與監(jiān)護(hù)終端之間通過CDMA擴(kuò)頻通信方式連接，其中指揮中心用于實(shí)現(xiàn)與每個監(jiān)護(hù)終端之間的語音通信；用于接收并顯示每個監(jiān)護(hù)終端上傳的生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息；用于判斷每個搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)以及周邊環(huán)境狀態(tài)是否正常；用于實(shí)現(xiàn)異常報警并進(jìn)行指揮調(diào)度；監(jiān)護(hù)終端用于實(shí)現(xiàn)與指揮中心之間的語音通信；用于采集、顯示并上傳搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)信息、環(huán)境狀況信息以及GPS定位信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述指揮中心設(shè)置有第一無線通信模塊、計算機(jī)以及第一語音處理模塊，其中第一無線通信模塊用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理和接入控制；用于接收每個監(jiān)護(hù)終端上傳的語音信息、生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息；用于發(fā)送指揮中心發(fā)出的語音信息、異常報警信息以及調(diào)度信息；計算機(jī)設(shè)置有監(jiān)控顯示模塊和計算處理模塊，其中，監(jiān)控顯示模塊用于實(shí)現(xiàn)搜救隊(duì)員生命狀態(tài)信息顯示、環(huán)境狀況信息顯示、GPS定位顯示以及異常報警顯示，計算處理模塊用于實(shí)現(xiàn)生命狀態(tài)判斷以及環(huán)境狀況判斷；第一語音處理模塊用于語音通信時的信號處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)護(hù)終端設(shè)置有終端控制單元，該終端控制單元上分別連接有第二語音處理模塊、GPS定位模塊、傳感器模塊以及第二無線通信模塊，在終端控制單元上還連接有鍵盤和顯示屏，其中終端控制單元用于實(shí)現(xiàn)其他模塊之間的協(xié)調(diào)和控制； 第二語音處理模塊用于實(shí)現(xiàn)語音通信時的信號處理； GPS定位模塊用于采集搜救隊(duì)員的位置信息； 傳感器模塊用于采集搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)信息和環(huán)境狀況信息； 第二無線通信模塊用于發(fā)送語音信息、生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息；用于接收指揮中心發(fā)出的語音信息、異常報警信息以及調(diào)度信息； 鍵盤用于實(shí)現(xiàn)本地信息輸入； 顯示屏用于實(shí)現(xiàn)本地信息輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器模塊包括脈搏探測器、體溫探測器、血壓探測器以及氣敏傳感器。
5.一種如權(quán)利要求1所述的用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述監(jiān)護(hù)終端與指揮中心建立通信的步驟如下第一步上電——接通監(jiān)護(hù)終端與指揮中心的電源，使其開始工作； 第二步捕獲導(dǎo)頻信息——監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入導(dǎo)頻信息捕獲狀態(tài)并捕獲指揮中心廣播的導(dǎo)頻信息；第三步接收同步信息——監(jiān)護(hù)終端獲取導(dǎo)頻信息后進(jìn)入同步信息捕獲狀態(tài)并捕獲指揮中心發(fā)出的同步信息，監(jiān)護(hù)終端通過調(diào)整解調(diào)器中的Wlash函數(shù)對同步信息進(jìn)行解調(diào)， 從中提取出系統(tǒng)參數(shù)和定時信息，所述系統(tǒng)參數(shù)包括導(dǎo)頻PN序列偏置索引和信道速率，所述定時信息包括長碼狀態(tài)值和系統(tǒng)時間；第四步設(shè)置長碼發(fā)生器并建立時間同步——監(jiān)護(hù)終端獲取同步信息中的系統(tǒng)參數(shù)和定時信息后轉(zhuǎn)入定時改變狀態(tài)，并按照同步信息中提取出的長碼狀態(tài)值設(shè)置自己的長碼發(fā)生器，同時按照系統(tǒng)時間建立時間同步；第五步監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入空閑狀態(tài)并監(jiān)聽是否存在需要確定或響應(yīng)的消息，同時檢測監(jiān)護(hù)終端是否需要發(fā)起通信請求；第六步如果存在需要確定或響應(yīng)的消息或者檢測到監(jiān)護(hù)終端需要發(fā)起通信請求，監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入系統(tǒng)接入狀態(tài)；第七步監(jiān)護(hù)終端與指揮中心之間進(jìn)行接入信息交互，接入成功后監(jiān)護(hù)終端進(jìn)入業(yè)務(wù)通信狀態(tài)；第八步監(jiān)護(hù)終端在業(yè)務(wù)通信狀態(tài)下與指揮中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，通信結(jié)束后，返回第五步進(jìn)入空閑狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述指揮中心和監(jiān)護(hù)終端之間的物理信道由前向公共信道、前向基本信道、反向接入信道以及反向基本信道組成，其中前向公共信道用于周期性廣播導(dǎo)頻信息、同步信息以及一些必要的公共控制信息和廣播消息；前向基本信道用于向每個監(jiān)護(hù)終端傳送語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；反向接入信道用于監(jiān)護(hù)終端向指揮中心發(fā)起接入請求或通信請求信息交互；反向基本信道用于監(jiān)護(hù)終端向指揮中心傳送語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于災(zāi)后先遣救援的智能監(jiān)護(hù)系統(tǒng)及其控制方法，系統(tǒng)由一個指揮中心和N個監(jiān)護(hù)終端組成，其特征在于指揮中心與監(jiān)護(hù)終端之間通過CDMA擴(kuò)頻通信方式連接，指揮中心具有語音通信功能；能接收、顯示并判斷每個監(jiān)護(hù)終端上傳的生命狀態(tài)信息、環(huán)境監(jiān)測信息以及GPS定位信息；能實(shí)現(xiàn)異常報警、指揮調(diào)度；監(jiān)護(hù)終端具有語音通信功能；能采集、顯示并上傳搜救隊(duì)員的生命狀態(tài)信息、環(huán)境狀況信息以及GPS定位信息。其顯著效果是采用CDMA擴(kuò)頻通信方式，不依賴于其他任何固有的電力設(shè)施和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，布設(shè)簡單，組網(wǎng)靈活，接入方便，抗干擾能力強(qiáng)，為大型災(zāi)害后的緊急救援提供了可行方案。
文檔編號H04W4/02GK102488502SQ20111043688
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者吳玉成, 周平 申請人:揚(yáng)州萬方電子技術(shù)有限責(zé)任公司