一种基于精确无线测距的搜救设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及基于无线的精确测距领域，具体涉及一种基于无线的精确测距完成现场搜救的设备。
【背景技术】
[0002]在煤矿或一些高危场所，当发生事故的时候，其搜救将非常困难，目前主流的搜救是采用基于生命探测仪的设备，其局限性非常明显，主要体现在以下几个方面:
[0003]1、价格高
[0004]目前市面上主流的生命探测仪，价格在RMB20万以上，这样高价格，最终导致搜救队配备不足，极大地降低了救援的效率。
[0005]2、只能针对有生命的目标探测
[0006]生命探测仪，是根据人的心跳等产生的电磁波反馈进行判断，只能对有生命的人或动物进行探测，无法对无什么体征或休克的人进行探测和施救。其使用受到极大的局限性。
[0007]3、工作范围有限
[0008]生命探测仪，必须放在地上，对埋入的人进行探测，在煤矿中，当事故发生，比如瓦斯爆炸的时候，人员被广泛分布，难于确定具体位置的情况下，其探测的难度巨大，救援的效率低下。
【实用新型内容】
[0009]针对这种基于生命体征的探测设备的不足，本专利提出一种基于高精度的无线测距的方式，实现的一种人员搜救设备。在高危的工作现场，人员首先配备一个应用于定位的标签，通过定位系统，可以了解到被定位人员最后一次出现的位置。具体技术方案如下:
[0010]一种基于精确无线测距的搜救设备，包括电源模块、控制模块、射频模块和显示模块，所述电源模块用于给设备供电，所述控制模块与射频模块及显示模块相连接。
[0011]优选的，所述的控制模块包括彼此相连接的MCU和键盘，所述的射频模块包括依次连接的射频天线、RF电路、UffB芯片，所述的电源模块包括彼此相连接的电池和电源电路，所述的电源电路与RF电路及MCU相连接，所述的MCU与显示模块相连接。所述的RF电路为彼此相连的两个开关和一个PA。
[0012]所述的UWB芯片优选为DW-1000。
[0013]所述的MCU 优选为 STM32F103。
[0014]所述的显示模块可采用128*64点阵的方式显示。
[0015]在搜救人员到达事故现场之后，可以根据被定位的工作人员最后出现的大致位置，用本实用新型的高精度无线测距设备，对在这个工作区域的所有人员进行测距，该系统在煤矿等领域，具有巨大的优势，主要体现在以下几个方面:
[0016]1、探测距离
[0017]理想情况下，其最远探测距离达到300米。即使被埋在煤下一米的厚度，依旧可以被探测到。
[0018]2、距离高精度
[0019]距离探测其精度达到为0.2米以内，指向性性非常明确，偏差角不超过10度。
[0020]3、大容量，多目标
[0021]同时可以发起对50目标的探测，被探测目标之间，不会存在模糊，每个目标区别非常清晰。
[0022]4、和生命体征无关
[0023]无论这个被探测目标是否有生命体征，均可以被正常探测，除非在事故中，每个人携带的定位标签被损坏。
【附图说明】
[0024]图1为IR-UWB工作频率和功率不意图；
[0025]图2为基于TWR的测距技术不意图；
[0026]图3为本实用新型射频模块结构示意图；
[0027]图4为本实用新型设备的组成框图。
【具体实施方式】
[0028]下面，结合附图就下面几个方面对本实用新型进行进一步说明。
[0029]1、基于IR-UWB无线技术
[0030]IR-UffB,是工作在3GHz?1G Hz的一种射频信号，其工作频率宽，通信采用脉冲的方式，脉冲时间极短，为纳秒级，输出功率低，接近白噪声。IR-UffB广泛应用于室内高精度定位和无线测距等，其定位精度可以达到厘米级别。请参看附图1，其工作频率和功率。
[0031]在本实用新型系统中，采用UWB的SoC芯片，为Decawave的DW1000芯片。该芯片工作在3GHz到7GHz频段，有3个500MHz的信道和2个IGHz的信道，测距精度达到10厘米，支持测距和定位。
[0032]2、基于TWR的测距技术
[0033]TffR(Two way Range)双向测距，是指标签和救援设备之间进行双向测距，其测距精度达到10厘米。测距的方式如附图2所示，救援设备和标签的位置:
[0034]D= ((T32-T31 - (T22-T21)) + (T23-T22-(T33-T32)))/4Xc
[0035]c为光速。
[0036]3、基于High Power的设计技术
[0037]由于在煤矿中，其环境比较复杂，为了保证其传输的距离，增加了设备的射频输出，理想模式下，工作距离达到300米以上，参考附图3。
[0038]4、冲突避免的机制
[0039]在IR-UWB的物理层中，不支持冲突避免机制，为了更高的容量，在这个系统中，采取冲突避免，在标签的工作时，标签采用定期发送报文，比如，按IHz的频率发起，在系统工作的时候，搜救设备先不发送，先侦听，在侦听完成之后，再逐一进行测距。
[0040]5、系统实现
[0041]本实用新型设备的组成框图如图4所示，本实用新型系统有如下几个部分:
[0042](I)电源模块
[0043]电源模块，有电池、充电电路，3.3V转换电路，给MCU、UWB芯片和RF电路供电。
[0044](2)射频模块
[0045]射频模块有UWB芯片，射频开关及PA、射频天线等三个大的部分组成。
[0046](3)显示模块
[0047]显示模块，可采用128*64点阵的方式显示。
[0048](4)控制模块
[0049]控制模块优选为STM32F103和键盘。
【主权项】
1.一种基于精确无线测距的搜救设备，其特征在于，包括电源模块、控制模块、射频模块和显示模块，所述电源模块用于给设备供电，所述控制模块与射频模块及显示模块相连接，所述的控制模块包括彼此相连接的MCU和键盘，所述的射频模块包括依次连接的射频天线、RF电路、UffB芯片，所述的电源模块包括彼此相连接的电池和电源电路，所述的电源电路与RF电路、UffB芯片及MCU相连接，所述的MCU与显示模块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于精确无线测距的搜救设备，其特征在于，所述的RF电路为彼此相连的两个开关和一个PA。
3.根据权利要求1所述的一种基于精确无线测距的搜救设备，其特征在于，所述的UWB芯片为DW-1000。
4.根据权利要求1所述的一种基于精确无线测距的搜救设备，其特征在于，所述的MCU为 STM32F103。
5.根据权利要求1所述的一种基于精确无线测距的搜救设备，其特征在于，所述的显示模块是采用128*64点阵的方式显示。
【专利摘要】本实用新型针对这种基于生命体征的探测设备的不足，提出了一种基于高精度的无线测距的方式，实现的一种基于精确无线测距的搜救设备，包括电源模块、控制模块、射频模块和显示模块，所述电源模块用于给设备供电，所述控制模块与射频模块及显示模块相连接。在搜救人员到达事故现场之后，可以根据被定位的工作人员最后出现的大致位置，用本实用新型的高精度无线测距设备，对在这个工作区域的所有人员进行测距，本实用新型在煤矿等领域，具有巨大的优势。
【IPC分类】G01V9-00
【公开号】CN204347278
【申请号】CN201420597213
【发明人】林鹤
【申请人】南京沃旭通讯科技有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年10月15日