CN105866813B - 一种基于stm32微处理器的智能人体搜寻系统及其混合定位方法 - Google Patents

Abstract

一种基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统，包括至少一个移动信息收集设备和至少2个以上的人体搜寻设备，移动信息收集设备包括用于设备行驶转向的第一转向舵机模块、用于驱动设备电机的直流电机驱动模块、用于避让障碍物的超声波避障模块、用于获取设备经纬度的第一北斗定位模块、用于与人体搜寻设备通信的第一无线通信模块、用于显示信息的显示模块、用于存储人体搜寻设备的受困人员搜寻信息的数据存储模块、速度传感器、第一STM32微处理器模块和第一供电模块。以及提供一种移动信息收集设备的混合定位方法。本发明扩展灵活、部署方便、设备间无线互联、价格便宜，可规模部署，提高地震救援效率，弥补当前已有辅助救援系统的不足。

Description

一种基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统及其混合定位 方法

技术领域

本发明属于机器人控制和无线定位的交叉领域，涉及一种基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统及其混合定位方法。

背景技术

我国是多地震的国家，由于其地震活动区域广、强度高和震源浅的特点，加上人口密度大、长期以来相关科学技术落后、房屋及工程设施抗震性能差等原因，决定了我国是世界上地震灾害最为严重的国家之一。地震不仅造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失，而且所造成的社会影响比其他自然灾害更为广泛、强烈。因此地震发生后，需要立即搜寻震后受困人员，并进行及时救援，从而减少地震灾难的死亡人员，减轻地震造成的经济损失和社会影响。目前地震常用的人体探测设备是生命探测仪，主要通过检测人体发出的超低频电波(心脏产生)、音频信号等信号，确定受困人员的位置。但是这些设备主要依靠进口，价格非常昂贵，而且需要救援人员携带进入灾难地区操作，智能化程度较差。当交通受阻、人力不足、救援现场环境恶劣(如余震不断、存在有毒气体)等原因造成救援人员无法第一时间携带这些设备抵达受灾区域时，这些设备就无法发挥作用。

同时，目前传统GPS(global positioning system)定位模块在中国市场上占主体地位，使得中国用户的定位精度受制于美国。北斗卫星定位方法的精度与GPS相差不大，且抗干扰能力比GPS好。但是这两种卫星定位技术容易受到上方建筑物的影响。如果安装有卫星定位模块的设备上方存在天桥、地震倒塌物等物体，则卫星信号被遮挡，且模块容易失效。而且民用级模块的定位精度不高，较高定位精度模块价格较高。

发明内容

为解决现有人体搜索方式的灵活性较差、成本较高、定位精度较低的不足，本发明提供了一种灵活性良好、价格适中、可多机协同工作、拓展简单的基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统，以及提供一种定位精度较高的移动信息收集设备的混合定位方法。

本发明采用的技术方案为：

一种基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统，包括至少一个移动信息收集设备和至少2个以上的人体搜寻设备，其中，所述移动信息收集设备包括用于设备行驶转向的第一转向舵机模块、用于驱动设备电机的直流电机驱动模块、用于避让障碍物的超声波避障模块、用于获取设备经纬度的第一北斗定位模块、用于与人体搜寻设备通信的第一无线通信模块、用于显示信息的显示模块、用于存储人体搜寻设备的受困人员搜寻信息的数据存储模块、用于测量设备当前速度并反馈调速的速度传感器、用于数据采集、分析与处理的第一STM32微处理器模块和用于提供+5V和+3.3V直流电源电压的第一供电模块，所述的第一转向舵机模块、超声波避障模块、第一无线通信模块、数据存储模块、速度传感器、显示模块、第一北斗定位模块和直流电机驱动模块均与第一STM32微处理器模块连接，所述的第一转向舵机模块、超声波避障模块、第一无线通信模块、数据存储模块、速度传感器、显示模块、第一北斗定位模块、直流电机驱动模块和第一STM32微处理器模块均与第一电源模块连接。所述的移动信息收集设备的第一无线通信模块与所述的人体搜寻设备的第二无线通信模块无线连接。

进一步，所述人体搜寻设备包括搜寻人体红外信号的红外人体感应模块、用于调整红外人体感应模块和语音搜寻模块检测方向的第二转向舵机模块、用于获取设备经纬度的第二北斗定位模块、用于与移动信息收集设备通信的第二无线通信模块、用于发送搜救语音信息和接收受困人员语音信息的语音搜寻模块、用于数据采集、分析和处理处理的第二STM32微处理器模块和用于提供+5V和+3.3V直流电源电压的第二电源模块，所述的红外人体感应模块、第二转向舵机模块、第二北斗定位模块、第二无线通信模块和语音搜寻模块均与第二STM32微处理器模块连接，所述的红外人体感应模块、第二转向舵机模块、第二北斗定位模块、第二无线通信模块、语音搜寻模块和第二STM32微处理器模块均与第二电源模块连接。

再进一步，所述第一STM32微处理器模块包括用于根据人体搜寻设备的位置信息通过混合定位方法获得移动信息收集设备位置的混合定位单元。

更进一步，所述速度传感器为欧姆龙编码器，所述显示模块为OLED显示模块。

一种移动信息收集设备的混合定位方法和智能人体搜寻系统包括至少一个移动信息收集设备和至少2个以上的人体搜寻设备，所述混合定位方法包含如下步骤：

1)参数初始化：当前时刻k＝0，移动位移S＝0，北斗定位坐标(x^B,y^B)＝(0,0)，其中，k的单位是秒，S和(x^B,y^B)的单位是米；

2)向周围人体搜寻设备发送信息查询包，并接收人体搜寻设备的位置信息包，读取该位置信息包中人体搜寻设备ID、位置坐标、通信链路RSSI值、包获取时间信息，更新其位置信息表；

3)分析位置信息表中每一个人体搜寻设备的包获取时间，如果人体搜寻设备的包获取时间超过预设时限(例如30s)，则删除位置信息表中该人体搜寻设备的信息；

4)如果位置信息包中不在同一条直线上的位置个数大于2，跳到步骤5)，否则判断第一北斗定位模块是否工作正常；如果第一北斗定位模块工作不正常，则移动信息收集设备向前移动，如果前方有障碍物，则随机转向，直到第一北斗定位模块工作正常，跳到步骤1)；如果第一北斗定位模块工作正常，通过经纬度数据获得北斗定位坐标(x^B,y^B)，并将该坐标作为移动信息收集设备的当前位置坐标，跳到步骤1)；

5)分析第一北斗定位模块是否工作正常，如果第一北斗定位模块工作不正常，则判断最近更新的北斗定位坐标是否有效；如果最近更新的北斗定位坐标有效，跳到步骤6)，否则移动信息收集设备向前移动；如果前方有障碍物，则随机转向，直到第一北斗定位模块工作正常，跳到步骤1)；如果北斗定位模块工作正常，则判断其是否有经纬度数据输出；如果没有经纬度数据输出，则跳到步骤6)，否则更新北斗定位坐标(x^B,y^B)，且令当前时刻k＝0，移动位移S＝0，跳到步骤6)；

6)通过位置信息表中RSSI值，计算移动信息收集设备到位置信息表中每一个人体搜寻设备的距离，并根据所有人体搜寻设备的位置坐标，采用极大似然估计算法计算其能量定位坐标，k＝k+1，采用Kalman滤波算法对该能量定位坐标进行滤波，消除误差，获得滤波后的能量定位坐标

7)通过位移传感器计算k-1时刻到k时刻的移动位移S，计算以为圆心，S为半径的圆与到线段的交点，计算混合定位坐标将该混合定位坐标作为移动信息收集设备的当前位置坐标，跳到步骤1)；所述混合定位坐标的计算公式如下：

a1)当时，

a2)当时，

a3)当时，

a4)当时，和

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统将无线传感网技术应用到地震搜救中，实现设备间互联和相互协作搜寻受灾人员。当地震发生后，可立即通过直升飞机将人体搜寻设备抛撒到废墟中，将移动信息收集设备部署在道路中。所述系统可第一时间自动搜寻受困人员，无需人工操作，从而提供救援的前期基础数据，弥补当前已有辅助救援系统的不足。本发明的移动信息收集设备的混合定位方法基于民用级北斗定位模块，考虑北斗定位和能量定位。当北斗定位模块失效时，仍可通过能量定位获取其位置坐标，提高设备的适用性。当北斗定位模块有效时，可提高移动信息收集设备的定位精度。本发明有效解决地震后受困人员的搜寻问题，具有扩展灵活、部署方便、设备间无线互联、价格便宜等特点，可规模部署，从而提高地震救援效率，弥补当前已有辅助救援系统的不足。

附图说明

图1是本发明的工作原理框图

图2是本发明的移动信息收集设备的结构图。

图3是本发明的人体搜寻设备的结构图。

图4是本发明的移动信息收集设备的第一STM32微处理器模块电路图。

图5是本发明的移动信息收集设备的直流电机驱动电路图。

图6是本发明的移动信息收集设备的驱动隔离IC电路图。

图7是本发明的移动信息收集设备的OLED显示模块接口电路图。

图8是本发明的移动信息收集设备的第一电源模块电路电路图。

图9是本发明的移动信息收集设备的模块接口电路图。

图10是本发明的人体搜寻设备的第二STM32微处理器模块电路图。

图11是本发明的人体搜寻设备的模块接口电路图。

图12是本发明的移动信息收集设备的混合定位方法工作流程图。

具体实施方案

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示，一种基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统，其包括至少一个移动信息收集设备和至少2个以上的人体搜寻设备。

如图2所示，所述移动信息收集设备包括用于设备行驶转向的第一转向舵机模块、用于驱动设备电机的直流电机驱动模块、用于避让障碍物的超声波避障模块、用于获取设备经纬度的第一北斗定位模块、用于与人体搜寻设备通信的第一无线通信模块、用于显示信息的OLED显示模块、用于存储人体搜寻设备的受困人员搜寻信息的数据存储模块、用于测量设备当前速度并反馈调速的欧姆龙编码器、用于数据采集、分析与处理的第一STM32微处理器模块和用于提供+5V和+3.3V直流电源电压的第一供电模块。所述的第一转向舵机模块、超声波避障模块、第一无线通信模块、数据存储模块、欧姆龙编码器、OLED显示模块、第一北斗定位模块和直流电机驱动模块均与第一STM32微处理器模块连接。所述的第一转向舵机模块、超声波避障模块、第一无线通信模块、数据存储模块、欧姆龙编码器、OLED显示模块、第一北斗定位模块、直流电机驱动模块和第一STM32微处理器模块均与第一电源模块连接。所述的移动信息收集设备的第一无线通信模块与所述的人体搜寻设备的第二无线通信模块无线连接。

如图3所示，所述人体搜寻设备包括搜寻人体红外信号的红外人体感应模块、用于调整红外人体感应模块和语音搜寻模块检测方向的第二转向舵机模块、用于获取设备经纬度的第二北斗定位模块、用于与移动信息收集设备通信的第二无线通信模块、用于发送搜救语音信息和接收受困人员语音信息的语音搜寻模块、用于数据采集、分析和处理处理的第二STM32微处理器模块和用于提供+5V和+3.3V直流电源电压的第二电源模块。所述的红外人体感应模块、第二转向舵机模块、第二北斗定位模块、第二无线通信模块和语音搜寻模块均与第二STM32微处理器模块连接。所述的红外人体感应模块、第二转向舵机模块、第二北斗定位模块、第二无线通信模块、语音搜寻模块和第二STM32微处理器模块均与第二电源模块连接。

如图4所示，所述的第一STM32微处理器模块电路：处理芯片U1_1的1脚分别与二极管D1_1和D2_1的负极连接，二极管D2_1的正极接+3.3V直流电源，二极管D1_1的正极与纽扣电池BAT1_1的正极连接，纽扣电池BAT1_1负极接地。处理芯片U1_1的3脚分别与晶振Y1_1的1脚、电容C3_1的一端连接，电容C3_1的另一端接地。处理芯片U1_1的4脚分别与晶振Y1_1的2脚和电容C2_1的一端连接，电容C2_1的另一端接地。处理芯片U1_1的5脚分别与电阻R2_1的一端、晶振Y2_1的1脚和电容C5_1的一端连接，电容C5_1的另一端接地。处理芯片U1_1的6脚分别与电阻R2_1的一端、晶振Y2_1的2脚和电容C4_1的一端连接，电容C4_1的另一端接地。处理芯片U1_1的12脚与电容C6_1的一端、电解电容C7_1的负极连接且接地。U1_1的13脚与电容C6_1的另一端和电解电容C7_1的正极连接且接+3.3V直流电源。处理芯片U1_1的15脚与欧姆龙编码器连接，17脚与设备转向舵机连接，18脚与电容C8_1的一端相连并且接地，19脚与电容C8_1的另一端相连并且接+3.3V直流电源。处理芯片U1_1的26-28脚、37-40脚、55-59脚均与OLED显示屏模块连接。处理芯片U1_1的29脚、30脚与北斗定位模块连接，31脚与电容C9_1的一端相连并且接地，与C9_1的另一端相连并且接+3.3V直流电源，34脚、35脚与超声波模块连接，36脚、41脚和44脚与驱动隔离IC电路相连接，47脚与电容C8_1的一端相连并且接地，46脚、49-50脚、55-56脚与JTAG程序调试接口电路，48脚与C8_1的另一端相连并且接+3.3V直流电源，51脚和52脚与无线通信模块相连接，63脚与电容C11的一端连接并且接地，64脚与电容C11_1的另一端连接且接3.3V直流电源。

如图5所示，所述的直流电机驱动模块电路：电机驱动芯片IC1的1脚接地，2脚与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端与驱动隔离芯片U2的3脚连接，3脚与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与驱动隔离芯片U2的4脚连接，4脚与压敏电阻R12的一端连接，压敏电阻R12的另一端与电机驱动芯片IC2的4和8脚连接。电机驱动芯片IC1的4脚与直流电机B1的负极相连，5脚与电阻R19的一端连接，电阻R19的另一端接地。电机驱动芯片IC1的6脚与电阻R18的一端和电阻R23的一端连接，电阻R18的另一端接地，电阻R23的另一端与处理芯片U1_1的25脚和电容C20的一端连接。电容C20的另一端接地。电机驱动芯片IC1的7脚与电容C18的一端相连，并且与开关S1的一端连接，电容C18的另一端接地。电机驱动芯片IC1的8脚与直流电机B1的负极相连接。电机驱动芯片IC2的1脚接地，2脚与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与驱动隔离芯片U2的3脚相连接，3脚与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与驱动隔离芯片U2的4脚连接，4脚和8脚与直流电机B1的正极相连5脚与电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端接地。电机驱动芯片IC2的6脚分别与电阻R21的一端和电阻R22的一端连接，电阻R20的另一端接地，电阻R22的另一端和电容C21的一端与处理芯片U1_1的25脚连接。电容C21的另一端接地。电机驱动芯片IC2的7脚分别与电容C18的一端和电容C19的一端连接，并且与开关S1的一端连接。电容C19和电容C18的另一端接地。

如图6所示，所述的驱动隔离IC电路图：驱动隔离芯片U2的1脚接地，2脚与电阻R15的一端连接，3脚与电阻R17的一端连接，4脚与电阻R13的一端和电阻R16的一端连接，10脚接地，16脚与处理芯片U1_1的44脚连接，17脚与处理芯片U1_1的34脚连接，18脚与处理芯片U1_1的41脚连接，19脚接地，20脚与电容C22的一端连接且接+3.3V直流电源。电容C22的另一端接地。

如图7所示，所述的OLED显示屏接口电路：插座P1的1脚接地，2脚接+5V直流电源，3脚与处理芯片U1_1的39脚连接，4脚与处理芯片U1_1的40脚连接，5脚与处理芯片U1_1的37脚连接，6脚与处理芯片U1_1的38脚连接，7脚与处理芯片U1_1的26脚连接，8脚与复位电路连接，9脚与处理芯片U1_1的28脚连接，10脚与处理芯片U1_1的27脚连接，11脚与处理芯片U1_1的56脚连接，12脚与处理芯片U1_1的55脚连接，13脚与处理芯片U1_1的58脚连接，14脚与处理芯片U1_1的57脚连接，16脚与处理芯片U1_1的59脚连接。

如图8所示，所述的第一电源模块电路电路：锂电池接口插座P4的2脚与开关S1的另一端连接，1脚接地。开关S1的一端与电解电容C12的正极、电容C13的一端和稳压芯片U5的1脚连接。电解电容C12的负极接地，电容C13的另一端接地。稳压芯片U5的2脚接地，3脚与电容C14的一端、电解电容C15的正极连接、稳压芯片U3的3脚连接。稳压芯片U3的1脚接地，2脚与电容C16的一端、电解电容C17的正极连接。电容C16另一端，电解电容C17的负极，电容C14另一端和电解电容C15的负极均接地。

如图9所示，所述的模块接口电路：超声波避障模块接口插座P9的1脚接地，2脚与处理芯片U1_1的34脚连接，3脚与处理芯片U1_1的35脚连接，4脚接+5V直流电源。第一转向舵机模块接口插座P7的1脚与+5V直流电源连接，2脚与处理芯片U1_1的17脚连接，3脚接地。欧姆龙编码器接口插座P3的1脚与+5V直流电源连接，2脚与处理芯片U1_1的15脚连接，3脚接地。第一北斗定位模块接口插座P8的1脚与+5V直流电源连接，2脚与处理芯片U1_1的30脚连接，3脚与处理芯片U1_1的29脚连接，4脚接地。第一无线通信模块接口插座P5的1脚与+5V直流电源连接，2脚与处理芯片U1_1的51脚连接，3脚与处理芯片U1_1的52脚连接，4脚接地。

如图10所示，所述的第二STM32微处理器模块电路：处理芯片U1_1的1脚分别与二极管D1_2和D2_2的负极连接，二极管D2_2的正极接+3.3V直流电源，二极管D1_2的正极与纽扣电池BAT1_2的正极连接，纽扣电池BAT1_2负极接地。处理芯片U1_1的3脚分别与晶振Y1_2的1脚和电容C3_2的一端连接，电容C3_2的另一端接地。处理芯片U1_1的4脚分别与晶振Y1_2的2脚和电容C2_2的一端连接，电容C2_2的另一端接地。处理芯片U1_1的5脚与电阻R2_2的一端、晶振Y2_2的1脚和电容C5_2的一端连接，电容C5_2的另一端接地。处理芯片U1_1的6脚与电阻R2_2的一端、晶振Y2_2的2脚和电容C4_2的一端连接，电容C4_2的另一端接地。处理芯片U1_1的12脚与电容C6_2的一端、电解电容C7_2的负极连接且接地。U1_2的13脚与电容C6_2的另一端和电解电容C7_2的正极连接且接3.3V直流电源，14脚与红外人体感应模块连接，16脚与第二转向舵机模块连接，18脚与电容C8_2的一端连接并且接地，19脚与C8_2的另一端连接并且接+3.3V直流电源，21脚、22脚、23脚、33脚、42脚、43脚、45脚均与语音搜寻模块连接，29脚、30脚与第二北斗定位模块连接，31脚与电容C9_2的一端连接并且接地，32脚与C9_2的另一端连接并且接+3.3V直流电源，47脚与电容C8_2的一端连接并且接地，46脚、49-50脚、55-56脚与JTAG程序调试接口电路，48脚与C8_2的另一端连接并且接+3.3V直流电源，51脚和52脚与第二无线通信模块相连接，63脚与电容C11的一端连接并且接地，64脚与电容C11_2的另一端连接并且接3.3V直流电源。

如图11所示，所述的模块接口电路：语音搜寻模块接口插座P4的1脚与+3.3V直流电源连接，2脚与处理芯片U1_1的21脚连接，3脚与处理芯片U1_1的22脚连接，4脚与处理芯片U1_1的21脚连接，5脚与处理芯片U1_1的33脚连接，6脚与处理芯片U1_1的42脚连接，7脚与处理芯片U1_1的43脚连接，8脚与处理芯片U1_1的45脚连接，9脚与处理芯片U1_1的24脚连接，10脚接地。第二无线通信模块接口插座P10的1脚与+5V直流电源相连接，2脚与处理芯片U1_1的51脚连接，3脚与处理芯片U1_1的52脚连接，4脚接地。第二北斗定位模块接口插座P11的1脚与+5V直流电源相连接，2脚与处理芯片U1_1的30脚连接，3脚与处理芯片U1_1的29脚连接，4脚接地。红外人体感应模块接口插座P6的1脚与+5V直流电源连接，2脚与处理芯片U1_1的14脚连接，3脚接地。第二转向舵机模块接口插座P2的1脚与+5V直流电源连接，2脚与处理芯片U1_1的16脚连接，3脚接地。

所述处理芯片U1_1与U1_2的芯片型号均为STM32F103RCT6，实现各个模块的数据处理与任务调控。所述电机驱动芯片IC1与IC2的芯片型号为BTS7960，实现设备电机的大电流驱动。所述驱动隔离芯片U2的芯片型号为74LVC245，实现驱动电路与微处理器模块的隔离，防止电流过大烧坏微处理器。所述稳压芯片U5的芯片型号为LM2940-5.0，稳压芯片U3的芯片型号为ASM1117-3.3，实现对锂电池电压的转换。

如图1所示，本发明的基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统的具体工作过程如下：地震发生后，通过直升飞机将人体搜寻设备2抛撒到废墟中，将移动信息收集设备1部署在道路中。人体搜寻设备2通过第二转向舵机模块、红外人体感应模块和语音搜寻模块360度旋转搜寻受困人员。红外人体感应模块探测人体红外信号，语音搜寻模块进行语音播放并搜寻受困人员的声音。检测到受困人员信号后，记录信号方向和当前位置。当接收到移动信息收集设备1的收集信息包时，将搜寻结果通过自组织的无线传感网发送给移动信息收集设备1。移动信息收集设备1通过智能避障算法自主在道路中行驶，并接收人体搜寻设备2的搜寻信息。当救援人员进入地震受灾现场后，可根据系统提供的信息实施救援。

如图12所示，一种移动信息收集设备的混合定位方法，包括如下步骤：

1)参数初始化：当前时刻k＝0，移动位移S＝0，北斗定位坐标(x^B,y^B)＝(0,0)，其中，k的单位是秒，S和(x^B,y^B)的单位是米；

2)向周围人体搜寻设备发送信息查询包，并接收人体搜寻设备的位置信息包，读取该位置信息包中人体搜寻设备ID、位置坐标、通信链路RSSI值、包获取时间信息，更新其位置信息表；

3)分析位置信息表中每一个人体搜寻设备的包获取时间，如果人体搜寻设备的包获取时间超过预设时限(例如30s)，则删除位置信息表中该人体搜寻设备的信息；

4)如果位置信息包中不在同一条直线上的位置个数大于2，跳到步骤5)，否则判断第一北斗定位模块是否工作正常，如果第一北斗定位模块工作不正常，则移动信息收集设备向前移动，如果前方有障碍物，则随机转向，直到第一北斗定位模块工作正常，跳到步骤1)；如果第一北斗定位模块工作正常，通过经纬度数据获得北斗定位坐标(x^B,y^B)，并将该坐标作为移动信息收集设备的当前位置坐标，跳到步骤1)；北斗定位坐标的计算公式如下：

其中，x^B和y^B分别表示移动信息收集设备的地球横坐标和纵坐标，即北斗定位坐标，r表示地球平均半径，Φ表示移动信息收集设备所在的纬度，λ表示移动信息收集设备所在的经度，和分别表示参照物的地球横坐标和纵坐标。

5)分析第一北斗定位模块是否工作正常，如果第一北斗定位模块工作不正常，则判断最近更新的北斗定位坐标是否有效；如果最近更新的北斗定位坐标有效，跳到步骤6)，否则移动信息收集设备向前移动；如果前方有障碍物，则随机转向，直到第一北斗定位模块工作正常，跳到步骤1)；如果北斗定位模块工作正常，则判断其是否有经纬度数据输出；如果没有经纬度数据输出，则跳到步骤6)，否则更新北斗定位坐标(x^B,y^B)，且令当前时刻k＝0，移动位移S＝0，跳到步骤6)；

6)通过位置信息表中RSSI值，计算移动信息收集设备到位置信息表中每一个人体搜寻设备的距离，并根据所有人体搜寻设备的位置坐标，采用极大似然估计算法计算其能量定位坐标，k＝k+1，采用Kalman滤波算法对该能量定位坐标进行滤波，消除误差，获得滤波后的能量定位坐标

7)通过位移传感器计算k-1时刻到k时刻的移动位移S，计算以为圆心，S为半径的圆与到线段的交点，计算混合定位坐标将该混合定位坐标作为移动信息收集设备的当前位置坐标，跳到步骤1)；混合定位坐标的计算方法如下：

a1)当时，

a2)当时，

a3)当时，

a4)当时，与两点的连线为

其中，x和y是自变量。

以为圆心，S为半径的圆公式为

令根据和的位置关系，

可得混合定位坐标即

Claims (5)

1.一种基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统，其特征在于：包括至少一个移动信息收集设备和至少2个以上的人体搜寻设备，其中，所述移动信息收集设备包括用于设备行驶转向的第一转向舵机模块、用于驱动设备电机的直流电机驱动模块、用于避让障碍物的超声波避障模块、用于获取设备经纬度的第一北斗定位模块、用于与人体搜寻设备通信的第一无线通信模块、用于显示信息的显示模块、用于存储人体搜寻设备的受困人员搜寻信息的数据存储模块、用于测量设备当前速度并反馈调速的速度传感器、用于数据采集、分析与处理的第一STM32微处理器模块和用于提供+5V和+3.3V直流电源电压的第一供电模块，所述的第一转向舵机模块、超声波避障模块、第一无线通信模块、数据存储模块、速度传感器、显示模块、第一北斗定位模块和直流电机驱动模块均与第一STM32微处理器模块连接，所述的第一转向舵机模块、超声波避障模块、第一无线通信模块、数据存储模块、速度传感器、显示模块、第一北斗定位模块、直流电机驱动模块和第一STM32微处理器模块均与第一电源模块连接，所述的移动信息收集设备的第一无线通信模块与所述的人体搜寻设备的第二无线通信模块无线连接。

2.如权利要求1所述的一种基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统，其特征在于：所述人体搜寻设备包括搜寻人体红外信号的红外人体感应模块、用于调整红外人体感应模块和语音搜寻模块检测方向的第二转向舵机模块、用于获取设备经纬度的第二北斗定位模块、用于与移动信息收集设备通信的第二无线通信模块、用于发送搜救语音信息和接收受困人员语音信息的语音搜寻模块、用于数据采集、分析和处理处理的第二STM32微处理器模块和用于提供+5V和+3.3V直流电源电压的第二电源模块，所述的红外人体感应模块、第二转向舵机模块、第二北斗定位模块、第二无线通信模块和语音搜寻模块均与第二STM32微处理器模块连接，所述的红外人体感应模块、第二转向舵机模块、第二北斗定位模块、第二无线通信模块、语音搜寻模块和第二STM32微处理器模块均与第二电源模块连接。

3.如权利要求1或2所述的一种基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统，其特征在于：所述第一STM32微处理器模块包括用于根据人体搜寻设备的位置信息通过混合定位方法获得移动信息收集设备位置的混合定位单元。

4.如权利要求1或2所述的一种基于STM32微处理器的智能人体搜寻系统，其特征在于：所述速度传感器为欧姆龙编码器，所述显示模块为OLED显示模块。

5.一种移动信息收集设备的混合定位方法，其特征在于：智能人体搜寻系统包括至少一个移动信息收集设备和至少2个以上的人体搜寻设备，所述混合定位方法包含如下步骤：

1)参数初始化：当前时刻k＝0，移动位移S＝0，北斗定位坐标(x^B,y^B)＝(0,0)，其中，k的单位是秒，S和(x^B,y^B)的单位是米；

2)向周围人体搜寻设备发送信息查询包，并接收人体搜寻设备的位置信息包，读取该位置信息包中人体搜寻设备ID、位置坐标、通信链路RSSI值、包获取时间信息，更新其位置信息表；

3)分析位置信息表中每一个人体搜寻设备的包获取时间，如果人体搜寻设备的包获取时间超过预设时限(例如30s)，则删除位置信息表中该人体搜寻设备的信息；

4)如果位置信息包中不在同一个直线上的位置个数大于2，跳到步骤5)，否则判断第一北斗定位模块是否工作正常；如果第一北斗定位模块工作不正常，则移动信息收集设备向前移动，如果前方有障碍物，则随机转向，直到第一北斗定位模块工作正常，跳到步骤1)；如果第一北斗定位模块工作正常，通过经纬度数据获得北斗定位坐标(x^B,y^B)，并将该坐标作为移动信息收集设备的当前位置坐标，跳到步骤1)；

5)分析第一北斗定位模块是否工作正常，如果第一北斗定位模块工作不正常，则判断最近更新的北斗定位坐标是否有效；如果最近更新的北斗定位坐标有效，跳到步骤6)，否则移动信息收集设备向前移动；如果前方有障碍物，则随机转向，直到第一北斗定位模块工作正常，跳到步骤1)；如果北斗定位模块工作正常，则判断其是否有经纬度数据输出；如果没有经纬度数据输出，则跳到步骤6)，否则更新北斗定位坐标(x^B,y^B)，且令当前时刻k＝0，移动位移S＝0，跳到步骤6)；

6)通过位置信息表中RSSI值，计算移动信息收集设备到位置信息表中每一个人体搜寻设备的距离，并根据所有人体搜寻设备的位置坐标，采用极大似然估计算法计算其能量定位坐标，k＝k+1，采用Kalman滤波算法对该能量定位坐标进行滤波，消除误差，获得滤波后的能量定位坐标

7)通过位移传感器计算k-1时刻到k时刻的移动位移S，计算以为圆心，S为半径的圆与到线段的交点，计算混合定位坐标将该混合定位坐标作为移动信息收集设备的当前位置坐标，跳到步骤1)；所述混合定位坐标的计算公式如下：

a1)当时，

a2)当时，

a3)当时，

a4)当时，和