CN102429653B - 基于北斗系统的应急生命监护救援系统 - Google Patents

Abstract

本发明为基于北斗系统的应急生命监护救援系统，包括救援指挥中心和搜救终端，其中搜救终端包括人机接口模块、通信模块、CPU控制模块、定位模块、生命体征检测传感器以及电源模块；通信模块分别与救援指挥中心和CPU控制模块连接，定位模块与CPU控制模块连接，生命体征检测传感器与CPU控制模块连接，人机接口模块与CPU控制模块连接，电源模块与所有上述模块连接仪提供电源；生命体征检测传感器检测伤员的生理数据，再通过定位模块接收BD2/GPS卫星数据，将定位结果发送给CPU控制模块，CPU控制模块将伤员生理数据和位置数据融合后，通过BD1通信模块发送至救援指挥中心，指挥中心根据采集到的数据，指挥转运系统对伤员进行搜索、分检、前接、转运至上级救治。

Description

基于北斗系统的应急生命监护救援系统

技术领域

本发明涉及一种基于北斗系统的应急生命监护救援系统，特别涉及一种搜救终端和救援指挥中心的设计方案。

背景技术：

目前世界上主要国家如美、英、法、俄等有类似的救援系统，特别是在军用方面。目前国外同类型的搜救设备有单兵监视器(PSM)、野战医助便携计算机(FMA)、野战医疗协调器(FMC)、创伤救治服务器(TCC)、医疗摄像系统(MEDIC_CAM)。

目前国内尚无集成定位、生命体征检测和卫星通信功能的成熟、定型产品以及基于此类产品的监护救援系统，部分研发产品具有类型产品局部功能，如无线便携式头盔、基于GSM网络的无线远程医疗设备，无线传感器网路、GPS导航仪、卫星电话、个人医疗救护装备等，设计上也并非针对特殊环境下的应用，并且缺乏一个有效的后台支持系统。它们都存在以下问题：①缺乏系统内定位、监测、通信的衔接、融合；②定位方式单一(GPS)；③通信抗干扰能力差、环境适应性差，缺乏灾害环境下通信保障能力；④缺乏后端服务平台系统，无法整合现有医疗设备及救护资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于北斗系统的应急生命监护救援系统，能够解决上述技术问题。

该基于北斗系统的应急生命监护救援系统包括救援指挥中心和搜救终端，其中搜救终端包括人机接口模块、通信模块、CPU控制模块、定位模块、生命体征检测传感器以及电源模块；通信模块分别与救援指挥中心和CPU控制模块连接，定位模块与CPU控制模块连接，生命体征检测传感器与CPU控制模块连接，人机接口模块与CPU控制模块连接，电源模块与所有上述模块连接仪提供电源；在CPU控制模块的控制下，生命体征检测传感器检测伤员的生理数据，并将该生理数据发送给CPU控制模块，再通过定位模块接收BD2/GPS卫星数据，将定位结果发送给CPU控制模块，CPU控制模块将伤员生理数据和位置数据融合后，通过BD1通信模块发送至救援指挥中心，救援指挥中心根据告警级别的不同实时在地图上显示，指挥中心根据采集到的数据，指挥转运系统对伤员进行搜索、分检、前接、转运至上级救治。

上述的生理数据包括心电图、呼吸、体动数据。

上述的生命体征检测传感器采用腰带式设计，与主控模块通过蓝牙进行数据交互。

上述的搜救终端工作模式包括定时上报方式、后台查询方式、终端按键报警方式，其中定时上报方式、后台查询方式通过救援指挥中心发送指令设置。

本发明的有益效果：

本发明集伤员卫星定位、生命信息检测和无线传输为一体的小型装置，由士兵或者救援人员随身携带，伤员的生理数据和位置信息通过BD1短消息发送至救援指挥中心，救援指挥中心根据告警级别的不同实时在地图上显示，指挥中心根据采集到的数据，指挥转运系统对伤员进行搜索、分检、前接、转运至上级救治。本发明可以运用到海、陆、空各军种，对于战时伤员找寻、救治，平时军事训练，都具有重要的实用意义。同时也可用于户外运动、旅游、探险、野外作业、医疗监护等民用领域，市场前景广阔。

附图说明

图1是本发明中搜救终端功能组成框图；

图2是本发明中搜救终端功能流程图；

图3是本发明的救援指挥中心模块分层架构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步介绍。

如图1所示，搜救终端是该系统的采集前端，采集伤员的生命体征数据和卫星定位数据，并进行数据融合，通过BD1短消息方式发送至救援指挥中心实时显示和处理，还可以根据后台管理中心的指令进行状态调整。终端基于ARM的嵌入式设计，按功能划分主要包括主控模块、人机接口模块、通信模块、定位模块、生命体征检测传感器模块和电源模块组成。

CPU控制模块实现各个模块的信息交互，确保各个模块协调工作，负责控制器和外围器件的初始化和控制。定位模块采用BD2/GPS兼容接收机，通过BD2、GPS两种定位方式指示佩戴着的位置，可保障终端定位的可靠性和准确性。生命体征检测传感器于采集佩戴者的各项生理信息，获取各项生态指标，主要采集伤员的心电图、呼吸和体动数据，该传感器采用腰带式设计，它与主控模块通过蓝牙进行数据交互。该终端采用北斗一号(BD1)短消息方式通信，BD1可实现用户与用户、用户与地面控制中心之间的通信，一般用户一次最多可传输120个汉字的短报文信息，在公网覆盖不到或者遭到破坏时，BD1能够保障灾害环境下数据的传输，同时又能保障数据的安全性。人机交互模块便于佩戴者实现对系统简单便捷控制、特殊情况下对系统的紧急操作及告警信号指示。电源模块用于对整个系统供电，采用智能化电源管理方案。

如图2所示，搜救终端工作模式包括以下三种：定时上报方式、后台查询方式、终端按键报警方式，其中模式1、2可通过指挥中心发送指令设置。首先采集生命体征检测传感器的心电图、呼吸和体动数据，以及接收机模块的定位数据，进行数据整合，根据不同的工作模式将数据通过BD1短消息的方式发送至救援指挥中心，指挥中心后台处理中心也可以根据情况设定通过无线方式设定终端的工作模式。

如图3所示，救援指挥中心模块采用北斗一号中心式指挥型用户机，通过北斗系统卫星链路和地面网络双路接收北斗数据，监控指挥下属用户数量可达到1000个，可以为大集团指挥机关建设北斗指挥系统。通过这种模式可有效的扩展指挥型用户机的使用，便于多席位的监控和指挥。其主要功能包括：伤员位置和生命体征信息的接收、实时地图显示和处理；信息自动备份、历史数据分类统计和查询；查询终端信息，修改终端定时上报时间和地址等；指挥转运系统对伤员进行搜索、分检、前接、转运至上级救治；评价转运系统、指导救助、支持远程医疗；具备多级指挥、帐户分级管理功能。

本发明的救援指挥中心模块采用分层架构设计，从纵向架构层面上系统提供硬件解析层、数据访问层、应用层和表示层四大层面。在每个大层面上又包含若干小层面的抽象、影射、实现和封装。

1、硬件解析层：负责完成与终端和车辆的通信，通过对终端设备轮询或主动上报的方式收集数据，实现伤员位置和状态参数实时采集，并执行控制指令。

2、数据访问层：主要进行伤员位置管理，伤员生命体征的分类、处理，用户信息和配置信息管理，以及信息数据库维护管理等，采用Access数据库实现。伤员的数据可为伤情诊断、统计输出伤员的伤亡率、留治率、后送率等提供依据。

3、应用层：包括用户管理、位置状态管理、报警管理、配置管理和转运管理。用户管理：负责对使用指挥中心站平台的用户进行合理的管理与约束，主要功能包括用户身份认证、用户权限鉴别、用户操作记录等；位置状态管理：显示伤员的位置、状态信息，并可对状态进行分析分类，存储和查询；报警管理：发现、显示报警，并根据报警情况指导伤员自救；配置管理：系统的设置，终端轮询时间的设置和修改、上报地址的修改；指挥调度管理：根据伤员的不同情况配置不同的转运方式，可以采用汽车、航空器、船只等方式，并可评价转运系统、指导救助、支持远程医疗。

4、表示层：接收应用软件传送来的数据，在电子地图上显示伤员的位置、状态和报警等级。地图选用北京四维图新科技股份有限公司的正版全国电子地图，实现电子地图的任意放大、缩小和漫游。

Claims (1)

1.基于北斗系统的应急生命监护救援系统，包括救援指挥中心和搜救终端，搜救终端包括人机接口模块、通信模块、CPU控制模块、定位模块、生命体征检测传感器以及电源模块，其中所述定位模块采用BD2/GPS兼容接收机；通信模块分别与救援指挥中心和CPU控制模块连接，定位模块与CPU控制模块连接，生命体征检测传感器与CPU控制模块连接，人机接口模块与CPU控制模块连接，电源模块与所有上述模块连接以提供电源；在CPU控制模块的控制下，生命体征检测传感器检测伤员的生理数据，并将该生理数据发送给CPU控制模块，再通过定位模块接收BD2/GPS卫星数据，将定位结果发送给CPU控制模块，CPU控制模块将伤员生理数据和位置数据融合后，通过通信模块发送至救援指挥中心，所述通信模块与救援指挥中心采用北斗一号短消息方式通信；救援指挥中心根据告警级别的不同实时在地图上显示，并根据报警情况指导伤员自救；指挥中心根据采集到的数据，指挥转运系统对伤员进行搜索、分检、前接、转运至上级救治；其特征在于：

所述生理数据包括心电图、呼吸、体动数据；所述生命体征检测传感器采用腰带式设计，与CPU控制模块通过蓝牙进行数据交互；所述搜救终端工作模式包括定时上报方式、后台查询方式、终端按键报警方式，其中定时上报方式、后台查询方式通过救援指挥中心发送指令设置；

所述救援指挥中心采用分层架构设计，从纵向架构层面上系统提供硬件解析层、数据访问层、应用层和表示层四大层面；在每个大层面上又包含若干小层面的抽象、影射、实现和封装；

所述硬件解析层：负责完成与所述搜救终端和车辆的通信，通过对搜救终端轮询或主动上报的方式收集数据，实现伤员位置和状态参数实时采集，并执行控制指令；

所述数据访问层：主要进行伤员位置管理，伤员生命体征的分类、处理，用户信息和配置信息管理，以及信息数据库维护管理，采用Access数据库实现；伤员的数据可为伤情诊断、统计输出伤员的伤亡率、留治率、后送率提供依据；

所述应用层：包括用户管理、位置状态管理、报警管理、配置管理和转运管理；用户管理：负责对使用所述救援指挥中心的用户进行合理的管理与约束，主要功能包括用户身份认证、用户权限鉴别、用户操作记录；位置状态管理：显示伤员的位置、状态信息，并可对状态进行分析分类，存储和查询；报警管理：发现、显示报警，并根据报警情况指导伤员自救；配置管理：系统的设置，所述搜救终端轮询时间的设置和修改、上报地址的修改；指挥调度管理：根据伤员的不同情况配置不同的转运方式，采用汽车、航空器、船只方式，并评价转运系统、指导救助、支持远程医疗；

所述表示层：接收应用软件传送来的数据，在电子地图上显示伤员的位置、状态和报警等级；地图选用北京四维图新科技股份有限公司的正版全国电子地图，实现电子地图的任意放大、缩小和漫游。