CN106901700A - 一种抗震救灾现场的救援系统及其救援方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗震救灾现场的救援系统，包括用户设备、信号中转系统以及灾区后方决策指挥系统，所述用户设备的信息通过信号中转系统传送到灾区后方决策指挥系统，用传感器检测并得到用户生命体征数据，用网络或者无线电发送用户数据到云端，其中用无线电中转设备转发用户的无线电信息给云端，在云端分析用户数据，当地震灾害发生时，根据用户所发的数据科学的制定救援计划，并根据具体的用户救援信息进行快速精确的救援。本发明结构简单，操作简单；实时传输，实现成本低，使用效果好，便于推广使用，并且用户人数越多，灾情判断就更为准确。
Description
技术领域
本发明涉及地震发生时通讯中断和人员被困时的个人位置、健康状况和变化趋势告知系统和现场搜救的搜索定位，灾情传输和总后方决策人员对灾情判断、评估、救援决策的抗震救灾技术领域，具体是一种抗震救灾现场的救援系统及其救援方法。
背景技术
地震是一种危机人民生命财产的突发性自然灾害，而通常地震会带来的损失有房屋破坏，交通、通讯中断，形成灾区孤岛。震后，决策层不能及时了解灾区灾情和进行评估；救援时，救援人员徒步进入灾区进行生命探测与搜救，时常有余震发生，救灾时现场情况复杂，对救援人员生命安全造成威胁，对现有生命探测仪和搜救犬工作有一定的影响，若灾区面积大，在很难协调人力去营救最需要救助的人或协调人员去灾情更严重的区域开展救援，从而错失救援最佳时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗震救灾现场的救援系统及其救援方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种抗震救灾现场的救援系统及其救援方法，包括用于个人灾情收集、处理、发射的用户设备；用于搜救人员或者固定基站或车载的信号搜索、定为、初判的信号中转系统；以及灾区后方决策指挥系统，所述用户设备的信息通过信号中转系统传送到灾区后方决策指挥系统，所述用户设备包括利用皮肤发电的储电器、人体生命特征数据采集和处理芯片、数据共享模块、数据发射模块、备用纽扣锂电池和显示屏，所述储电器分别与人体生命特征数据采集和处理芯片、数据共享模块和数据发射模块电连接，所述人体生命特征数据采集和处理芯片分别与数据共享模块、数据发射模块连接，所述人体生命特征数据采集和处理芯片和显示屏连接，所述备用纽扣锂电池分别与人体生命特征数据采集和处理芯片、数据共享模块和数据发射模块电连接，所述信号中转系统包括移动终端数据接收与处理模块、区域定位与指示模块和数据中转发射，所述后方决策指挥系统包括大数据整合处理模块、地图灾情处理标注模块和地震救援力量灾区分布与调度模块，所述用户设备通过手镯带佩戴在人体的手腕上，手镯带上设有体温、脉搏、血压数据采集传感器，用传感器检测并得到用户生命体征数据，用网络或者无线电发送用户数据到云端，其中用无线电中转设备转发用户的无线电信息给云端，在云端分析用户数据，当地震灾害发生时，根据用户所发的数据科学的制定救援计划，并根据具体的用户救援信息进行快速精确的救援。
作为本发明进一步的方案：所述信号中转系统包括单人携带式、车载式、固定基站、热气球挂载式和直升机挂载式。
作为本发明再进一步的方案：所述的抗震救灾现场的救援系统的救援方法，包括以下步骤：
(1)利用传感器得到用户生命体征信息，如当前体温、心跳、是否运动或静止数据；
(2)利用定位系统定位用户当前所处位置，如当前经纬度与海拔，并通过与搜救仪器信息对比可精确得到用户所处离地面所处位置，以确定用户是否被埋；
(3)两种信息收集方式，一种通过网络将用户数据发送到云端，进行处理分析，另外一种是当网络中断不能使用，将通过无线电波发送用户信息到云端；
(4)同一区域用户设备的无线电发送频率差别大，以期互不干扰；不同区域的用户设备无线电发送频率会相同，以此减少使用无线电波段；
(5)云端收集所有用户发送的数据，并对收集到的数据进行分析和处理，如果发生灾害，可根据数据制定科学的救援计划。
作为本发明再进一步的方案：所述用户设备做成手环、腰带之类，云端为服务器，中转设备为无线电接收与转发设备以及搜救人员携带的搜寻设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单，设计新颖合理，便于使用，操作简单；从数据采集、处理、发射、接受、传输、分类、处理、汇总等技术相互结合，数据可靠，信号稳定，信息量大，实时传输，便于监测；实现成本低，使用效果好，便于推广使用，并且用户人数越多，灾情判断就更为准确。
附图说明
图1为抗震救灾现场的救援系统中用户设备的内部结构示意图。
图2为抗震救灾现场的救援系统中用户设备的结构示意图。
图3为抗震救灾现场的救援系统中信号中转系统的结构示意图。
图4为抗震救灾现场的救援系统中后方决策指挥系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种抗震救灾现场的救援系统及其救援方法，包括用于个人灾情收集、处理、发射的用户设备；用于搜救人员或者固定基站或车载的信号搜索、定为、初判的信号中转系统；以及灾区后方决策指挥系统，所述用户设备的信息通过信号中转系统传送到灾区后方决策指挥系统，所述用户设备包括利用皮肤发电的储电器1、人体生命特征数据采集和处理芯片2、数据共享模块3、数据发射模块4、备用纽扣锂电池5和显示屏6，所述储电器1分别与人体生命特征数据采集和处理芯片2、数据共享模块3和数据发射模块4电连接，所述人体生命特征数据采集和处理芯片2分别与数据共享模块3、数据发射模块4连接，所述人体生命特征数据采集和处理芯片2和显示屏6连接，所述备用纽扣锂电池5分别与人体生命特征数据采集和处理芯片2、数据共享模块3和数据发射模块4电连接，所述用户设备通过手镯带佩戴在人体的手腕上，手镯带上设有体温、脉搏、血压数据采集传感器，所述数据发射模块4包括分高频与低频两种信号，高频就有很好地穿透性，短距离信号可直接传出地面被接收到，低频由于波长很长容易衍射，使得信号可以在危楼内传出而被接收到，搜救面广深度大。所述用户设备采用双电源，可充电部分是利用“热电效应”，即采用两种不同的金属导体A和B，A、B具有不同的自由电子密度，当A、B两种不同的金属导体相互接触时，在接触面上的电子就会扩散以消除电子密度的差异，而电子的扩散速率与接触区的温度成正比，所以只要维持两金属间的温差，就能使电子持续扩散，在两块金属的另两个端点形成稳定的电压，此时，电压分为两路，一路是连接数据采集传感器：采集人体体温和脉搏数据，经过数据处理模块处理传给无线电发射模块，将信息加载以低频和高频两种方式同时发射，另一路是一个用于定位的模块移动速度和相对地面位置，定位模块通过GPS可以有效监测到用户具体位置信息，根据位置信息的实时不同，可以准确判读到用户是否处于运动还是静止状态；并且GPS可以测量出用户所处位置海拔高度，进而通过对比方法可以获取到用户相对地面位置。
所述信号中转系统包括移动终端数据接收与处理模块7、区域定位与指示模块8和数据中转发射9；中转站具有收集附近所有用户设备发射的信号，通过对信号进行分类处理，将移动速度为零认为是被困人员，通过定位系统进行定位，分析其生命体征指标，分析救援指数，将周围数据情况进行统一分类和量化，传输给灾后总部决策层，进行抗震指挥与决策。所述信号中转系统有单人携带、车载、固定基站，热气球挂载、直升机挂载等多种，目的是快速摸清灾情和被困人员数量，人员受伤情况，救援所用的接收仪器形式多样，能够满足不同阶段的任务需要，直升机挂载就是灾后迅速摸清地震灾情和受灾人数；热气球挂载式就是临时性的持续监测受灾情况；车载即规模适中，没有基站的情况下的措施；单人携带则是一般救援小队进行更为详细的排查。
所述后方决策指挥系统包括大数据整合处理模块10、地图灾情处理标注模块11和地震救援力量灾区分布与调度模块12，将各种形式的接受信号进行汇总和大数据处理分析并标注于百度地图上，用于灾情分析，救灾决策与处置。
所述用户设备平时进行数据采集，进行分析，以便于灾情时的数据进行比对，将数据与智能手机健康APP结合，可用于平日观测自己的健康情况。
所述用户设备、信号中转系统和灾区后方决策指挥系统三个部分相互紧密结合，从数据采集、处理、发射、接受、传输、分类、处理、汇总等技术相互结合，数据可靠，信号稳定，信息量大，实时传输，便于监测。
所述的抗震救灾现场的救援系统的救援方法，包括以下步骤：
(1)利用传感器得到用户生命体征信息，如当前体温、心跳、是否运动或静止数据；
(2)利用定位系统定位用户当前所处位置，如当前经纬度与海拔，并通过与搜救仪器信息对比可精确得到用户所处离地面所处位置，以确定用户是否被埋；
(3)两种信息收集方式，一种通过网络将用户数据发送到云端，进行处理分析，另外一种是当网络中断不能使用，将通过无线电波发送用户信息到云端；
(4)同一区域用户设备的无线电发送频率差别大，以期互不干扰；不同区域的用户设备无线电发送频率会相同，以此减少使用无线电波段；
(5)云端收集所有用户发送的数据，并对收集到的数据进行分析和处理，如果发生灾害，可根据数据制定科学的救援计划。
其中，所述用户设备做成手环、腰带之类，云端为服务器，中转设备为无线电接收与转发设备以及搜救人员携带的搜寻设备。
本发明具有以下优点：
1、本发明的结构简单，设计新颖合理，便于使用，操作简单。
2、本发明通过设置两个电源系统，确保生命救援通道畅通。一种是传统的纽扣锂电池，在周围温度环境不好的情况下(主要是热电电池发电的要求是温差在15摄氏度以上)使用；当周围温度较低(如夜晚等)时利用热电效应电池进行信号搜集和发射。
3、本发明通过设置人体生理特征数据采集传感器，采集表征生命特征的体温和脉搏数据，经处理后将信息加载并于低频和高频电波上进行发射，在废墟中以穿透力和衍射长距离两种手段保证信号的传输的顺畅。
4、本发明在同一区域上发射用的芯片为互不干扰的芯片，因为本设备主要利用无线电技术，该技术是通过无线电波传播信号的技术。无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。本设备不同芯片产生的无线电波频率不同，以便于区分，主要会用长波波段，以便在地下传播。
5、本发明数据处理方面的特点。当未发生灾情时，数据通过网络传递到终端，以便进行数据的平时分析和积累以及检测；当发生灾情时，由于部分网络设备会中断，所以数据通过无线电波和网络两种方式发送到终端；由于出现灾情时，各地区受灾害严重程度不一，所以可以根据发送上来的数据和以前的数据进行一个对比，如果哪个地区在灾害发生后网络数据传送量急剧减少，无线电传递剧增，说明此地区网络中断明显，灾情严重；如果哪个地区生命体征出现不稳求救类信息传递剧增，也说明此地区受灾害明显，具体的数据信息会详细分析，以供决策者快速制定合理计划。
6、本发明的实现成本低，使用效果好，便于推广使用，并且用户人数越多，灾情判断就更为准确。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种抗震救灾现场的救援系统，包括用于个人灾情收集、处理、发射的用户设备；用于搜救人员或者固定基站或车载的信号搜索、定为、初判的信号中转系统；以及灾区后方决策指挥系统，其特征在于，所述用户设备的信息通过信号中转系统传送到灾区后方决策指挥系统，所述用户设备包括利用皮肤发电的储电器(1)、人体生命特征数据采集和处理芯片(2)、数据共享模块(3)、数据发射模块(4)、备用纽扣锂电池(5)和显示屏(6)，所述储电器(1)分别与人体生命特征数据采集和处理芯片(2)、数据共享模块(3)和数据发射模块(4)电连接，所述人体生命特征数据采集和处理芯片(2)分别与数据共享模块(3)、数据发射模块(4)连接，所述人体生命特征数据采集和处理芯片(2)和显示屏(6)连接，所述备用纽扣锂电池(5)分别与人体生命特征数据采集和处理芯片(2)、数据共享模块(3)和数据发射模块(4)电连接，所述信号中转系统包括移动终端数据接收与处理模块(7)、区域定位与指示模块(8)和数据中转发射(9)，所述后方决策指挥系统包括大数据整合处理模块(10)、地图灾情处理标注模块(11)和地震救援力量灾区分布与调度模块(12)，所述用户设备通过手镯带佩戴在人体的手腕上，手镯带上设有体温、脉搏、血压数据采集传感器，用传感器检测并得到用户生命体征数据，用网络或者无线电发送用户数据到云端，其中用无线电中转设备转发用户的无线电信息给云端，在云端分析用户数据，当地震灾害发生时，根据用户所发的数据科学的制定救援计划，并根据具体的用户救援信息进行快速精确的救援。
2.根据权利要求1所述的抗震救灾现场的救援系统，其特征在于，所述信号中转系统包括单人携带式、车载式、固定基站、热气球挂载式和直升机挂载式。
3.一种如权利要求1-2任一所述的抗震救灾现场的救援系统的救援方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)利用传感器得到用户生命体征信息，如当前体温、心跳、是否运动或静止数据；
(2)利用定位系统定位用户当前所处位置，如当前经纬度与海拔，并通过与搜救仪器信息对比可精确得到用户所处离地面所处位置，以确定用户是否被埋；
(3)两种信息收集方式，一种通过网络将用户数据发送到云端，进行处理分析，另外一种是当网络中断不能使用，将通过无线电波发送用户信息到云端；
(4)同一区域用户设备的无线电发送频率差别大，以期互不干扰；不同区域的用户设备无线电发送频率会相同，以此减少使用无线电波段；
(5)云端收集所有用户发送的数据，并对收集到的数据进行分析和处理，如果发生灾害，可根据数据制定科学的救援计划。
4.根据权利要求3所述的抗震救灾现场的救援系统的救援方法，其特征在于，所述用户设备做成手环、腰带之类，云端为服务器，中转设备为无线电接收与转发设备以及搜救人员携带的搜寻设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170630 |