CN107928648A - 一种具有监测生命特征功能的精确定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，用于固定在使用者手腕位置的硅胶带两侧位置分布有魔术贴，所述硅胶带一侧端面的两侧位置装配有气囊，所述两个气囊之间的位置装配有柔性电路板，用于监测心率的心率传感器安装在气囊的后侧位置，用于监测使用者体温的体温传感器分布在气囊的前侧位置，通过添加心率传感器实现对生命特征进行监测，该设计极大方便应急救援的方案设计和部署，而体温传感器则实现对使用者体温的实时监测，配合无线通信模块将数据传输到外界的接收设备中，而识别卡采用低功耗的设计，进而提高了其续航时间，而读卡器一、读卡器二以及识别卡的工作不受工作环境影响，进而大大的提高了定位精确，结构简单可靠。

Description

一种具有监测生命特征功能的精确定位系统
技术领域
本发明是一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，属于矿用定位设备领域。
背景技术
现有技术中，根据国家安全监管总局及国家煤矿安监局《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》(安监总煤装〔2010〕146号)等文件要求，建设完善井下人员定位系统，并做好系统维护和升级改造工作，保障系统安全可靠运行，作为颁发(变更、延期)煤矿安全生产许可证的必备条件之一。矿井井下结构复杂，井下工作人员较多并且分散，为了保证井下人员的安全，防患于未然，所有入井人员必须携带识别卡(或具备定位功能的无线通讯设备)，确保能够实时掌握井下各个作业区域人员的动态分布及变化情况。要进一步建立健全制度，发挥人员定位系统在定员管理和应急救援中的作用。但随着人员定位系统应用，发现了现有系统在应急救援中两大弊端；
一、由于现有人员定位系统是区域性定位，区域定位的定位原理是读卡器只要能正确接收到识别卡的信息，便认为人员就在读卡器的位置，而读卡器一般读卡半径在50米以上，故不能确定人员所在具体位置，只能判断人员在该读卡器信号覆盖区域内；这样在应急救援中便带来了极大的不便利。
二、在应急救援中由于救援人员不知道被困人员是否还具有生命特征和生理特征的状态情况，不能根据情况进行区分轻重缓急实施救援，更大程度上避免人员伤亡。
三、近来市场上出现了一些依靠电磁波场强定位技术和超带宽定位技术。电磁波强度对工作环境的依赖性极强，导致定位精度差和很多程度的不确定性；超带宽技术是使用的飞行时间差来计算的，定位精度能够到达很高程度，但是也有下面弊端：其一是需要至少3个工作基站定位，不适用于矿下巷道式定位；其二是超带宽工作频率容易干扰其他设备；其三、功耗高，对于电池供电的携带识别卡，不能满足矿方要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明使用方便，便于操作，稳定性好，可靠性高。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，包括硅胶带、气囊、柔性电路板、心率传感器、体温传感器、微处理器、无线通信模块、读卡器一、识别卡以及读卡器二，用于固定在使用者手腕位置的硅胶带两侧位置分布有魔术贴，所述硅胶带一侧端面的两侧位置装配有气囊，所述两个气囊之间的位置装配有柔性电路板，用于监测心率的心率传感器安装在气囊的后侧位置，用于监测使用者体温的体温传感器分布在气囊的前侧位置，所述柔性电路板上安装有识别卡，所述读卡器一与读卡器二位于矿道内部的两侧位置，所述微处理器以及无线通信模块焊接在柔性垫电路板上。
进一步地，所述识别卡位于柔性电路板上，所述心率传感器的输出端与微处理器的输入端连接在一起，所述体温传感器的输出端与微处理器的输入端连接在一起，所述微处理器的输出端与无线通信模块的输入端连接在一起。
进一步地，所述识别卡是一种采用低功耗固定频率的无线收发芯片，所述识别卡的产生电磁波。
进一步地，所述柔性电路板上装配有供电的蓄电池。
进一步地，所述读卡器一与读卡器二之间的距离为L，读卡器一与识别卡之间的距离为m，识别卡与读卡器二之间的距离为n，读卡器一与读卡器二任意一个读到数据便开始计时，并广播接收到识别卡的信息指令，直到接收到另一个读卡器发来的接收到同一识别卡信息指令，其中t就是识别卡发出的电磁波到达B然后转发到A的时间长度t2减去识别卡发出电磁波到达A时间长度t1，具体计算公式为：t2–t1＝t，c*t2–c*t1＝(L+n)–m，其中c为光速，固定值；m+n＝L。
本发明的有益效果：本发明的一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，通过添加心率传感器实现对生命特征进行监测，该设计极大方便应急救援的方案设计和部署，而体温传感器则实现对使用者体温的实时监测，配合无线通信模块将数据传输到外界的接收设备中，解决了传统设备无法实时监测的难题，而识别卡采用低功耗的设计，进而提高了其续航时间，而读卡器一、读卡器二以及识别卡的工作不受工作环境影响，进而大大的提高了定位精确，结构简单可靠。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种具有监测生命特征功能的精确定位系统的结构示意图；
图2为本发明一种具有监测生命特征功能的精确定位系统中心率传感器的工作原理示意图；
图3为本发明一种具有监测生命特征功能的精确定位系统中识别卡的分布示意图；
图中：1-硅胶带、2-气囊、3-柔性电路板、4-心率传感器、5-体温传感器、6-微处理器、7-无线通信模块、8-读卡器一、9-识别卡、10-读卡器二。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，包括硅胶带1、气囊2、柔性电路板3、心率传感器4、体温传感器5、微处理器6、无线通信模块7、读卡器一8、识别卡9以及读卡器二10，用于固定在使用者手腕位置的硅胶带1两侧位置分布有魔术贴，硅胶带1一侧端面的两侧位置装配有气囊2，两个气囊2之间的位置装配有柔性电路板3，用于监测心率的心率传感器4安装在气囊2的后侧位置，用于监测使用者体温的体温传感器5分布在气囊2的前侧位置，通过添加心率传感器4实现对生命特征进行监测，该设计极大方便应急救援的方案设计和部署，而体温传感器5则实现对使用者体温的实时监测，配合无线通信模块7将数据传输到外界的接收设备中，解决了传统设备无法实时监测的难题，柔性电路板3上安装有识别卡9，识别卡9采用低功耗的设计，进而提高了其续航时间，而读卡器一8、读卡器二10以及识别卡9的工作不受工作环境影响，进而大大的提高了定位精确，结构简单可靠，读卡器一8与读卡器二10位于矿道内部的两侧位置，微处理器6以及无线通信模块7焊接在柔性垫电路板上。
识别卡9位于柔性电路板3上，心率传感器4的输出端与微处理器6的输入端连接在一起，体温传感器5的输出端与微处理器6的输入端连接在一起，微处理器6的输出端与无线通信模块7的输入端连接在一起。
识别卡9是一种采用低功耗固定频率的无线收发芯片，识别卡9的产生电磁波，柔性电路板3上装配有供电的蓄电池。
读卡器一8与读卡器二10之间的距离为L，读卡器一8与识别卡9之间的距离为m，识别卡9与读卡器二10之间的距离为n，读卡器一8与读卡器二10任意一个读到数据便开始计时，并广播接收到识别卡9的信息指令，直到接收到另一个读卡器发来的接收到同一识别卡9信息指令，其中t就是识别卡9发出的电磁波到达B然后转发到A的时间长度t2减去识别卡9发出电磁波到达A时间长度t1，具体计算公式为：t2–t1＝t，c*t2–c*t1＝(L+n)–m，其中c为光速，固定值；m+n＝L。
具体实施方式：首先进行安装，将读卡器一8与读卡器二10安装在矿道内部的两侧位置，其中读卡器一8与读卡器二10之间的距离为L，然后使用者将硅胶带1通过其两侧的魔术贴固定在患者的手腕位置，进而即可进行使用，在这过程中，位于硅胶带1上的识别卡9距离读卡器一8之间的距离为m，识别卡9与读卡器二10之间的距离为n，其中c为光速，固定值；m+n＝L，其中识别卡9发出电磁波，读卡器一8与读卡器二10任意一个读到数据便开始计时，并广播接收到识别卡9的信息指令，直到接收到另一个读卡器发来的接收到同一识别卡9信息指令，其中t就是识别卡9发出的电磁波到达B然后转发到A的时间长度t2减去识别卡9发出电磁波到达A时间长度t1，具体计算公式为：t2–t1＝t，c*t2–c*t1＝(L+n)–m，该设计极大方便应急救援的方案设计和部署，而体温传感器5则实现对使用者体温的实时监测，配合无线通信模块7将数据传输到外界的接收设备中，解决了传统设备无法实时监测的难题，而气囊2会在人体脉搏跳动时具有微小变形，从而引起内部气压的变化，气压的变动使得心率传感器4电流跟随变化，进而实现对心率的检测，而识别卡9采用低功耗的设计，进而提高了其续航时间，而读卡器一8、读卡器二10以及识别卡9的工作不受工作环境影响，进而大大的提高了定位精确，结构简单可靠。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,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 (5)

1.一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，包括硅胶带(1)、气囊(2)、柔性电路板(3)、心率传感器(4)、体温传感器(5)、微处理器(6)、无线通信模块(7)、读卡器一(8)、识别卡(9)以及读卡器二(10)，其特征在于：用于固定在使用者手腕位置的硅胶带(1)两侧位置分布有魔术贴，所述硅胶带(1)一侧端面的两侧位置装配有气囊(2)，所述两个气囊(2)之间的位置装配有柔性电路板(3)，用于监测心率的心率传感器(4)安装在气囊(2)的后侧位置，用于监测使用者体温的体温传感器(5)分布在气囊(2)的前侧位置，所述柔性电路板(3)上安装有识别卡(9)，所述读卡器一(8)与读卡器二(10)位于矿道内部的两侧位置，所述微处理器(6)以及无线通信模块(7)焊接在柔性垫电路板上。
2.根据权利要求1所述的一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，其特征在于：所述识别卡(9)位于柔性电路板(3)上，所述心率传感器(4)的输出端与微处理器(6)的输入端连接在一起，所述体温传感器(5)的输出端与微处理器(6)的输入端连接在一起，所述微处理器(6)的输出端与无线通信模块(7)的输入端连接在一起。
3.根据权利要求1所述的一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，其特征在于：所述识别卡(9)是一种采用低功耗固定频率的无线收发芯片，所述识别卡(9)的产生电磁波。
4.根据权利要求1所述的一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，其特征在于：所述柔性电路板(3)上装配有供电的蓄电池。
5.根据权利要求1所述的一种具有监测生命特征功能的精确定位系统，其特征在于：所述读卡器一(8)与读卡器二(10)之间的距离为L，读卡器一(8)与识别卡(9)之间的距离为m，识别卡(9)与读卡器二(10)之间的距离为n，读卡器一(8)与读卡器二(10)任意一个读到数据便开始计时，并广播接收到识别卡(9)的信息指令，直到接收到另一个读卡器发来的接收到同一识别卡(9)信息指令，其中t就是识别卡(9)发出的电磁波到达B然后转发到A的时间长度t2减去识别卡(9)发出电磁波到达A时间长度t1，具体计算公式为：t2–t1＝t，c*t2–c*t1＝(L+n)–m，其中c为光速，固定值；m+n＝L。
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