CN108401137B - 一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪 - Google Patents

一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，属于安防救援技术领域，包括生命探测仪主体、信号采集与输出模块、信号处理与控制模块、无线设备发送模块、无线设备接收模块、遥控驱动模块；利用红外摄像头和数字拾音器分别进行图像和音频采集，再分别经过视频信号处理电路和音频信号处理电路进行处理后，再由发射天线将处理后的音视频传输至手持终端，如若确定有被困者时，则可通过遥控驱动模块开启量子波收发器，利用传发量子波并接收返回的量子波信号，并对其进行处理分析，判断被困者的健康情况。总之，本发明具有传输效率高，方便操作，实现灵活的优点。

Description

一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪
技术领域
本发明属于安防救援技术领域，具体涉及一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪。
背景技术
在诸如地震，爆炸，滑坡，矿山事故等灾难事故中现场搜寻被掩埋的幸存者或遇难者是一项非常重要的任务。但是很多情况下被困人员在废墟深处，搜救人员无法到达也无法确定位置。只能采取大面积清理废墟的方式一点点向下搜救，由于事先无法定位被困者，所以救援挖掘方向性不强，效率低，耽误最佳救援时间。生命探测仪可以定位被困在废墟中的遇难者，能够清楚的看到被困者所处的环境，并能与幸存者进行对话。
公开号为CN101394478A的发明专利公开了一种带有音频和视频的探测仪，公开了它包括伸缩探测杆(1)、视频监视器I(3)和远程视频监视器II(11)，在伸缩探测杆(1)的头部设有视频探头I(8)，视频探头I(8)与伸缩探测杆(1)之间采用电动旋转装置(7)连接，尾部为伸缩探测杆(1)的输出端I，伸缩探测杆(1)的输出端通过接线盒(4)与视频监视器I(3)连接，视频监视器I(3)通过接线盒(4)与无线远程信号发射器(10)连接，无线远程接收器(14)与远程视频监视器II(11)连接，它还包括可弯曲探测杆(2)，可弯曲探测杆(2)的头部设置为视频探头II(9)，尾部设有的输出端II通过与接线盒(4)与视频监视器I(3)连接。但是其只是具有音视频普通的监测功能，并且不能实现无线传输，设备移动不方便，不够灵活。并且音视频的传输干扰较大，对探寻搜救工作增加了不少的难度。
公开号为CN206038921U的发明专利公开了一种音视频生命探测仪，使用多个振动传感器多点位插设在地面或坍塌的墙体上，通过插针收集幸存者发出的振动信号，并通过加速度传感器和接收采集板，最后发送天线将振动信号发射给主机上的接收天线，接收天线接收到信号后将信号传递给控制器，控制器将信号传递给显示屏和音频播放器，使用者通过耳机内传递来的音频信号确定有幸存者存在，接收到较强振动信号的振动传感器对应的LED灯柱上亮灯的数量较多，因而可以确定幸存者处于接收到较强振动信号的振动传感器附近，从而进一步的确定幸存者的位置，缩短了救援时间，提高了救援的针对性。但是这种无线传输的方法，由于探头伸进废墟中，会被某些介质给掩埋，发射天线发射电磁波会受到严重影响。因此音视频信号会受到很大的干扰。此外，现有技术中的音视频探测仪仅仅只能满足探寻被困者的目的，而对于被困者的健康状况不能给与初步的评估，不能为后续的医疗救援工作提供针对性参考。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提供了一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪。
本发明的技术方案为：一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，包括生命探测仪主体、信号采集与输出模块、信号处理与控制模块、无线设备发送模块、无线设备接收模块、遥控驱动模块，所述生命探测仪主体是由探头、探杆和把手连接组成；
所述信号采集与输出模块位于所述探头内部，包括红外摄像头、数字拾音器、量子波收发器、步进电机，所述红外摄像头位于探头前端的中心位置，用于采集视频信号，其中，红外摄像头为红外夜视摄像头，即使在无光亮的环境中也能探测；所述量子波收发器呈环形围绕在红外摄像头的周围，由于被困者的健康情况经常会不容乐观，因此利用量子波收发器传发量子波并接收返回的量子波信号，再对返回的量子波信号进行处理分析，进而判断被困人员的健康情况，为后续的医疗救援提供参考；所述数字拾音器呈环形围绕在量子波收发器的周围，用于采集音频信号，被困者经历自然灾害，被压在废墟下，身体已经非常虚弱，可能只能发出很小的声音，因此本发明采用的拾音器为高度灵敏拾音器，能采集到微弱的声音，能更好的知道被困者的状况；所述步进电机位于探头内部后端，同于驱动红外摄像头旋转；
所述信号处理与控制模块连接在所述信号采集与输出模块的后端，包括MCU主控单元、无线传输单元、红外接收单元、音频信号处理电路、视频信号处理电路、量子波信号处理电路，所述音频信号处理电路与数字拾音器通过一号端口相连，用于对采集到的音频信号进行调制、解调和编码；所述视频信号处理电路与红外摄像头通过二号端口相连，用于对采集道德视频信号进行调制、解调和编码；所述量子波信号处理电路与量子波收发器通过三号端口相连，用于对返回的量子波信号进行调制、解调和编码；所述无线传输单元的输入端分别通过三个四号端口与音频信号处理电路、视频信号处理电路、量子波信号处理电路相连；无线传输单元的输出端通过五号端口与所述MCU主控单元相连，用于将音频信号处理电路、视频信号处理电路、量子波信号处理电路处理后的信号发送到MCU主控单元进行进一步分析处理；所述红外接收单元通过MCU主控单元分别间接与红外摄像头、数字拾音器、量子波收发器、步进电机相连；
所述无线设备发送模块连接在信号处理与控制模块的后端，包括发射天线和电源一，所述发射天线含有标准接口的一端通过非标准转接头与无线传输单元相连，另一端延伸至所述探杆内，用于将MCU主控单元处理后的数据传输至所述无线设备接收模块；由于用音视频无线生命探测仪搜寻被困者时，探头伸进废墟中，会被某些介质给掩埋，发射天线发射电磁波会受到严重影响，本发明将发射天线延伸至所述探杆内，保证了信号不会被损失。所述电源一分别为信号采集与输出模块、信号处理与控制模块、无线设备发送模块供电；
所述无线设备接收模块包括手持终端和wifi单元，所述wifi单元嵌入在所述手持终端内部，用于接收由发射天线发射的信号；所述手持终端用于将wifi单元接收到的信号进行整合处理，并通过音频、视频或数据的形式展示；
所述遥控驱动模块位于所述把手内部，包括控制按钮组、红外发生器、电源二，所述控制按钮组用于调控红外摄像头、数字拾音器、量子波收发器、步进电机的开关及参数；所述红外发生器与红外接收单元通过红外感应连接，用于传输控制按钮组的命令；所述电源二为红外发生器供电。
进一步地，所述手持终端为手机或平板电脑，能够通过夹具固定在所述探杆的上，用夹具固定手持终端可以使搜救人员的工作更加便捷。
进一步地，所述手持终端的外部可拆卸连接有接收天线，用于增强所述wifi单元的接收信号，进一步扩大信号，可提高探测的准确率。
进一步地，所述发射天线外部缠绕有螺旋弹簧线电缆，所述螺旋弹簧线电缆的特性阻抗为50Ω，进一步防止发射天线的发射信号受到干扰。
进一步地，所述标准接口为SMA接口、SMB接口、L16接口任意一种。
进一步地，所述一号端口、二号端口、三号端口、四号端口、五号端口依次为SPI端口、CVbus端口、BB84端口、USB端口、UART端口。
进一步地，所述非标准转接头包括插头和漏斗接口，所述插头与所述漏斗接口的小端头固定连接，插头与所述标准接口的插孔相适配，漏斗接口的大端头与所述发射天线通过螺纹连接，由于发射天线与标准接口之间不能直接连接，而本发明的非标准转接头可以很好的将二者连接起来，且又保证了信号的稳定性。
本发明的工作原理为：本发明利用所述红外摄像头进行图像采集，以及利用数字拾音器进行音频采集，并分别经过所述视频信号处理电路和音频信号处理电路进行处理后，再由包裹在所述探头内的所述发射天线将处理后的音视频传输至所述手持终端，并由手持终端进行查看，如若发现有生命迹象，确定有被困者时，则可通过所述遥控驱动模块开启所述量子波收发器，利用传发量子波并接收返回的量子波信号，再对返回的量子波信号进行处理分析，进而判断被困人员的健康情况，为后续的医疗救援提供参考。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的生命探测仪分别利用红外摄像头、数字拾音器对被困者进行音视频搜救，其中，红外摄像头采用红外夜视摄像头，即使在无光亮的环境中也能探测；数字拾音器采用高度灵敏拾音器，能采集到微弱的声音，能更好的知道被困者的状况。此为，本发明还设置了量子波收发器，当通过红外摄像头和数字拾音器确定被困者时，可利用量子波收发器传发量子波并接收返回的量子波信号，再对返回的量子波信号进行处理分析，进而判断被困人员的健康情况，为后续的医疗救援提供参考。现有技术中，用音视频无线生命探测仪搜寻被困者时，探头伸进废墟中，会被某些介质给掩埋，发射天线发射电磁波会受到严重影响，本发明在发射天线上包裹一圈特性阻抗为50Ω的螺旋弹簧线电缆，再将发射天线延伸至探杆内，有效的避免了电磁波信号损伤的现象。并且，由于发射天线与标准接口之间不能直接连接，而本发明的非标准转接头可以很好的将二者连接起来，且又保证了信号的稳定性。总之，本发明具有传输效率高，方便操作，实现灵活，成本低的优点。
附图说明
图1是本发明生命探测仪主体的结构示意图；
图2是本发明的探头的右视图；
图3是本发明的系统框图。
其中，1-生命探测仪主体、11-探头、12-探杆、13-把手、2-信号采集与输出模块、21-红外摄像头、22-数字拾音器、23-量子波收发器、24-步进电机、3-信号处理与控制模块、31-MCU主控单元、32-无线传输单元、33-红外接收单元、34-音频信号处理电路、35-视频信号处理电路、36-量子波信号处理电路、4-无线设备发送模块、41-发射天线、42-电源一、43-非标准转接头、431-插头、432-漏斗接口、5-无线设备接收模块、51-手持终端、52-wifi单元、53-夹具、54-接收天线、6-遥控驱动模块、61-控制按钮组、62-红外发生器、63-电源二、7a-一号端口、7b-二号端口、7c-三号端口、7d-四号端口、7e-五号端口。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明，下面通过附图1-3对本发明做进一步地说明。
如图2-3所示，一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，包括生命探测仪主体1、信号采集与输出模块2、信号处理与控制模块3、无线设备发送模块4、无线设备接收模块5、遥控驱动模块6，生命探测仪主体1是由探头11、探杆12和把手13连接组成；
信号采集与输出模块2位于探头11内部，包括红外摄像头21、数字拾音器22、量子波收发器23、步进电机24，如图3所示，红外摄像头21位于探头11前端的中心位置，用于采集视频信号，其中，红外摄像头21为红外夜视摄像头，即使在无光亮的环境中也能探测；量子波收发器23呈环形围绕在红外摄像头21的周围，由于被困者的健康情况经常会不容乐观，因此利用量子波收发器23传发量子波并接收返回的量子波信号，再对返回的量子波信号进行处理分析，进而判断被困人员的健康情况，为后续的医疗救援提供参考；数字拾音器22呈环形围绕在量子波收发器23的周围，用于采集音频信号，被困者经历自然灾害，被压在废墟下，身体已经非常虚弱，可能只能发出很小的声音，因此本发明采用的拾音器为高度灵敏拾音器，能采集到微弱的声音，能更好的知道被困者的状况；步进电机24位于探头11内部后端，同于驱动红外摄像头21旋转；
信号处理与控制模块3连接在信号采集与输出模块2的后端，包括MCU主控单元31、无线传输单元32、红外接收单元33、音频信号处理电路34、视频信号处理电路35、量子波信号处理电路36，音频信号处理电路34与数字拾音器22通过一号端口7aSPI端口相连，用于对采集到的音频信号进行调制、解调和编码；视频信号处理电路35与红外摄像头21通过二号端口7bCVbus端口相连，用于对采集道德视频信号进行调制、解调和编码；量子波信号处理电路36与量子波收发器23通过三号端口7cBB84端口相连，用于对返回的量子波信号进行调制、解调和编码；无线传输单元32的输入端分别通过三个四号端口7dUSB端口与音频信号处理电路34、视频信号处理电路35、量子波信号处理电路36相连；无线传输单元32的输出端通过五号端口7eUART端口与MCU主控单元31相连，用于将音频信号处理电路34、视频信号处理电路35、量子波信号处理电路36处理后的信号发送到MCU主控单元31进行进一步分析处理；红外接收单元33通过MCU主控单元31分别间接与红外摄像头21、数字拾音器22、量子波收发器23、步进电机24相连；
无线设备发送模块4连接在信号处理与控制模块3的后端，包括发射天线41和电源一42，发射天线41含有标准接口SMA接口的一端通过非标准转接头43与无线传输单元32相连，另一端延伸至探杆12内，用于将MCU主控单元31处理后的数据传输至无线设备接收模块5；如图3所示，非标准转接头43包括插头431和漏斗接口432，插头431与漏斗接口432的小端头固定连接，插头431与标准接口的插孔相适配，漏斗接口432的大端头与发射天线41通过螺纹连接，由于发射天线41与标准接口之间不能直接连接，而本发明的非标准转接头43可以很好的将二者连接起来，且又保证了信号的稳定性。由于用音视频无线生命探测仪搜寻被困者时，探头伸进废墟中，会被某些介质给掩埋，发射天线41发射电磁波会受到严重影响，本发明将发射天线41延伸至探杆12内，保证了信号不会被损失。其中，发射天线41外部缠绕有螺旋弹簧线电缆，螺旋弹簧线电缆的特性阻抗为50Ω，进一步防止发射天线41的发射信号受到干扰。电源一42分别为信号采集与输出模块2、信号处理与控制模块3、无线设备发送模块4供电；
无线设备接收模块5包括手持终端51和wifi单元52，wifi单元52嵌入在手持终端51内部，其中，手持终端51为手机或平板电脑，能够通过夹具53固定在探杆12的上，用夹具53固定手持终端51可以使搜救人员的工作更加便捷。用于接收由发射天线41发射的信号；手持终端51用于将wifi单元52接收到的信号进行整合处理，并通过音频、视频或数据的形式展示；手持终端51的外部可拆卸连接有接收天线54，用于增强wifi单元52的接收信号，进一步扩大信号，可提高探测的准确率。
遥控驱动模块6位于把手13内部，包括控制按钮组61、红外发生器62、电源二63，控制按钮组61用于调控红外摄像头21、数字拾音器22、量子波收发器23、步进电机24的开关及参数；红外发生器62与红外接收单元33通过红外感应连接，用于传输控制按钮组61的命令；电源二63为红外发生器62供电。
本实施例的工作原理为：本发明利用红外摄像头21进行图像采集，以及利用数字拾音器22进行音频采集，并分别经过视频信号处理电路35和音频信号处理电路34进行处理后，再由包裹在探头11内的发射天线41将处理后的音视频传输至手持终端51，并由手持终端51进行查看，如若发现有生命迹象，确定有被困者时，则可通过遥控驱动模块6开启量子波收发器23，利用传发量子波并接收返回的量子波信号，再对返回的量子波信号进行处理分析，进而判断被困人员的健康情况，为后续的医疗救援提供参考。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，其特征在于，包括生命探测仪主体(1)、信号采集与输出模块(2)、信号处理与控制模块(3)、无线设备发送模块(4)、无线设备接收模块(5)、遥控驱动模块(6)，所述生命探测仪主体(1)是由探头(11)、探杆(12)和把手(13)连接组成；
所述信号采集与输出模块(2)位于所述探头(11)内部，包括红外摄像头(21)、数字拾音器(22)、量子波收发器(23)、步进电机(24)，所述红外摄像头(21)位于探头(11)前端的中心位置，用于采集视频信号；所述量子波收发器(23)呈环形围绕在红外摄像头(21)的周围，用于传发量子波并接收返回的量子波信号；所述数字拾音器(22)呈环形围绕在量子波收发器(23)的周围，用于采集音频信号；所述步进电机(24)位于探头(11)内部后端，同于驱动红外摄像头(21)旋转；
所述信号处理与控制模块(3)连接在所述信号采集与输出模块(2)的后端，包括MCU主控单元(31)、无线传输单元(32)、红外接收单元(33)、音频信号处理电路(34)、视频信号处理电路(35)、量子波信号处理电路(36)，所述音频信号处理电路(34)与数字拾音器(22)通过一号端口(7a)相连，用于对采集到的音频信号进行调制、解调和编码；所述视频信号处理电路(35)与红外摄像头(21)通过二号端口(7b)相连，用于对采集道德视频信号进行调制、解调和编码；所述量子波信号处理电路(36)与量子波收发器(23)通过三号端口(7c)相连，用于对返回的量子波信号进行调制、解调和编码；所述无线传输单元(32)的输入端分别通过三个四号端口(7d)与音频信号处理电路(34)、视频信号处理电路(35)、量子波信号处理电路(36)相连；无线传输单元(32)的输出端通过五号端口(7e)与所述MCU主控单元(31)相连，用于将音频信号处理电路(34)、视频信号处理电路(35)、量子波信号处理电路(36)处理后的信号发送到MCU主控单元(31)进行进一步分析处理；所述红外接收单元(33)通过MCU主控单元(31)分别间接与红外摄像头(21)、数字拾音器(22)、量子波收发器(23)、步进电机(24)相连；
所述无线设备发送模块(4)连接在信号处理与控制模块(3)的后端，包括发射天线(41)和电源一(42)，所述发射天线(41)含有标准接口的一端通过非标准转接头(43)与无线传输单元(32)相连，另一端延伸至所述探杆(12)内，用于将MCU主控单元(31)处理后的数据传输至所述无线设备接收模块(5)；所述电源一(42)分别为信号采集与输出模块(2)、信号处理与控制模块(3)、无线设备发送模块(4)供电；
所述无线设备接收模块(5)包括手持终端(51)和wifi单元(52)，所述wifi单元(52)嵌入在所述手持终端(51)内部，用于接收由发射天线(41)发射的信号；所述手持终端(51)用于将wifi单元(52)接收到的信号进行整合处理，并通过音频、视频或数据的形式展示；
所述遥控驱动模块(6)位于所述把手(13)内部，包括控制按钮组(61)、红外发生器(62)、电源二(63)，所述控制按钮组(61)用于调控红外摄像头(21)、数字拾音器(22)、量子波收发器(23)、步进电机(24)的开关及参数；所述红外发生器(62)与红外接收单元(33)通过红外感应连接，用于传输控制按钮组(61)的命令；所述电源二(63)为红外发生器(62)供电。
2.如权利要求1所述的一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，其特征在于，所述手持终端(51)为手机或平板电脑，能够通过夹具(53)固定在所述探杆(12)的上。
3.如权利要求1所述的一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，其特征在于，所述手持终端(51)通过夹具(53)固定在所述探杆(12)的上。
4.如权利要求1所述的一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，其特征在于，所述手持终端(51)的外部可拆卸连接有接收天线(54)，用于增强所述wifi单元(52)的接收信号。
5.如权利要求1所述的一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，其特征在于，所述发射天线(41)外部缠绕有螺旋弹簧线电缆，所述螺旋弹簧线电缆的特性阻抗为50Ω。
6.如权利要求1所述的一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，其特征在于，所述标准接口为SMA接口、SMB接口、L16接口任意一种。
7.如权利要求1所述的一种基于无线传输的便携式音视频生命探测仪，其特征在于，所述一号端口(7a)、二号端口(7b)、三号端口(7c)、四号端口(7d)、五号端口(7e)依次为SPI端口、CVbus端口、BB84端口、USB端口、UART端口。
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