本发明涉及生命体征感知技术、物联网技术、无线通信技术、卫星定位技术、太阳能技术的应用，特别是实现一种基于无线通信带身份识别的生命特征及位置信息采集系统。
背景技术：
随着物联网技术及无线感知技术的发展，实现一种能够适用于高级生命体生命特征信息、位置信息、身份信息的获取以及对生命体信息管理的系统，将对生命安全、生命监测、生命状况管理等产生重要的作用。采用先进的生命体特征传感器，如脉搏、心跳、血压、二氧化碳含量传感器等传感器，可以实现对生命体特征的获取。同时，采用卫星和基站定位技术，获取生命体的定位信息。无线通信技术，可以实现对获取的生命体信息进行处理和传输，最后通过后台服务器，实现对上述信息进行管理和利用。目前市面上尚无针对高级生命体的具有长续航时间，依靠太阳能供电，具有生命特征信息、定位信息和身份信息获取并实现信息集成的综合信息采集及应用方案，因此该系统有着广阔的应用领域，可应用于如人、生畜等高等生命体在自然环境下的生命特征状态收集，同时根据生命体的定位信息和身份信息，进行用户的生命特征持续监测管理以及能够提供用于紧急救护，救援的生命体综合信息。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种基于无线通信带身份识别的生命特征及位置信息采集系统。
为实现上述目的本发明技术方案为，一种基于无线通信带身份识别的生命特征及位置信息采集系统，该系统的特点是生命体生命特征信息的采集、太阳能电源及管理系统、卫星定位系统、生命体身份识别模块与单片机控制模块相连接，单片机控制模块对所采集的信息进行处理，如D/A、A/D转换，然后通过GPRS/WiFi模块将所采集的信息传输到后台GPRS/WiFi收发模块并最终实现后台服务器信息管理系统对用户信息的管理和应用。
所述太阳能电源及管理系统包括太阳能面板、电源管理模块及充电电池组成，为整个采集系统提供电力供应。
所述生命特征采集系统包括心跳/脉搏传感器、体温传感器、计步器组成，并与单片机控制模块相连接。
所述无线通信模块为GPRS/WiFi模块及收发天线连接构成。
所述卫星定位系统可由GPS(Global Positioning System)、中国的北斗、俄罗斯的GLONASS和欧盟的Galileo卫星定位系统中的一种或多种方案所组成的全球定位系统芯片和解决方案以及基于GPRS无线通信的基站定位技术及其收发天线构成。
所述的计步器是作为生命运动状态的获取和检测装置，所述的实现方式包括由振动传感器和电子计数器组成。振动传感器的实现方式包括2D加速度传感器和3D加速度传感器。电子计数器的实现可由独立电子计数器模块或通过单片机控制模块的算法进行计算。
本发明的技术方案，具有生命体生命特征获取、身份信息获取、定位信息获取的功能，并能够通过无线通信技术进行无线传输，可以实现实时精确的信息获取，通过后台的信息管理系统，可对所获取的信息进行处理和利用。本系统绿色节能、功耗低、体积小，便于各类高级生命体穿戴。
附图说明
图1是本发明所描述的一种基于无线通信带身份识别的生命特征及位置信息采集系统结构示意图；
图中，1.太阳能发电面板；2.电源管理模块；3.可充电电池；4.单片机控制模块；5.RFID身份识别模块；6.GPRS/WiFi无线收发模块及天线；7.卫星定位模块；8.后台GPRS/WiFi无线收发模块及天线；9.后台服务器信息管理系统；10.心跳/脉搏传感器；11.体温传感器；12.计步器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选技术方案进行具体描述，如图1是本发明所描述的基于无线通信带身份识别的生命特征及位置信息采集系统结构示意图。如图所示，一种基于无线通信带身份识别的生命特征及位置信息采集系统，该系统的具体构成如下：生命特征检测设备包括单片机控制模块4、心跳/脉搏传感器10、体温传感器11、计步器12；身份识别设备由RFID身份识别模块5组成；位置信息采集模块包含基于GPRS/WiFi无线收发模块6的基站定位功能及卫星定位模块7；无线发射接收设备包括GPRS/WiFi无线收发模块及天线6、后台GPRS/WiFi无线收发模块及天线8、后台服务器信息管理系统9；发电及电能储能设备包括太阳能发电面板1及可充电电池3提供电力供应并由电源管理模块2进行管理。
在本技术方案中，生命体生命特征采集模块由一系列传感器组成，包括心跳/脉搏传感器10、体温传感器11、计步器12组成。所采集的传感器信息通过相应的电路传输到单片机控 制模块4进行数据处理，从而实现对生命体生命特征的获取。
在本技术方案中，生命体生命特征采集模块的心跳/脉搏传感器10采用了光电反射式模拟传感器，测量电压为5V，可佩戴在生命体的手指、颈部、耳垂等脉搏清晰的体征处，通过导线连接可将采集到的模拟电压信号，传输到单片机控制模块4，然后通过单片机自带的10位A/D转换模块进行模数转换成数字信号并保存在单片机的寄存器中。
在本技术方案中，生命体生命特征采集模块的体温传感器11采用了红外非接触温度计。TO-39金属封装同时集成了红外感应热电堆探测器芯片和信号处理专用集成芯片。传感器集成了低噪声放大器、17位模数转换器和数字信号处理单元，使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。红外测温是根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度，不与被测物体接触，具有温度分辨率高、响应速度快、测温范围广、稳定性好等特点，适合精确测量生命体的生命特征。红外体温传感器直接输出数字信号给单片机管理模块4，并寄存在单片机的寄存器中。
在本技术方案中，生命体生命特征采集模块的计步器12采用了基于MENS技术的MPU-3000系列三轴加速度传感器，通过IIC(Inter-Integrated Circuit)集成电路总线与单片机控制模块4的IIC总线连接，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL，总线与总线之间需要连接一个330欧的电阻。加速度传感器所输出的数字信号，通过单片机的计步算法，得出生命体的运动特征信息，并保存在单片机的寄存器。
在本技术方案中，单片机控制模块4采用低功耗微处理器(Micro Control Unit，MCU)芯片，16MHZ处理频率，可实现10位的A/D转换和0-3.3V，0到5V的D/A转换，通过12C接口和通用I/O接口与传感器连接，实现对生命体生命特征信息的获取和处理，同时单片机控制模块4还与卫星定位系统7连接，获取生命体的实时地理位置信息，单片机控制模块4连接并控制RFID身份识别系统5，确保生命体信息的唯一性和准确性。单片机控制模块4与GPRS/WiFi无线收发模块6连接，通过无线通信将所获取的生命体生命特征信息、唯一身份信息和地理位置信息传输到后台GPRS/WiFi无线收发模块8，最后由后台服务器信息管理系统9对所获取的数据进行管理和应用。
在本技术方案中，GPRS/WiFi无线收发模块6通过无线通信发射身份识别信息、生命特征信息、位置信息到后台GPRS/WiFi无线收发模块8，所接收到的信息再通过后台GPRS/WiFi无线收发模块8的USB接口，连接到后台服务器信息管理系统9的服务器USB接口，最后通过后台服务器中的管理软件，实现对身份信息的核对，核对无误后，服务器更新用户的数据信息，可视化的软件界面可以实现对用户数据的监测和进一步应用。
在本技术方案中，生命体的唯一身份信息是通过RFID射频身份识别模块5实现，具体是 采用了13.56MHz的无源RFID电子标签来实现，相应的身份信息保存在RFID的芯片中，同时单片机管理模块4通过电路连接读取该RFID芯片中唯一生命体身份编码。
在本技术方案中，GPRS/WiFi无线收发模块6内嵌TCP/IP协议，支持GPRS网络通信，采用IPX接口与PCB天线连接，组成GPRS无线收发模块。该模块TTL接口可直接与单片机管理模块4相连，供电电压3.3V，单片机的TXD接RXD，RXD接TXD，GND接GND，从而实现无线通信模块与单片机管理模块4的连接。
在本技术方案中，卫星定位模块7采用了U-BLOX NEO-6M模组，体积小巧，性能优异。模块设置了放大电路，有利于无源陶瓷天线快速搜星。模块可通过串口进行各种参数设置，并保存在自带的EEPROM，使用方便。自带SMA接口，连接到外置GPS天线。供电电压为3.3V，数据线路TXD和RXD各通过一个510欧的电阻连接到单片机管理模块4，工作波特率为9600，平均搜星时间为3分钟。
在本技术方案中，采用了单晶硅太阳能发电面板，能够实现1.1瓦的最大输出功率，输出电压为6V，最大输出电流达180mA。通过太阳能产生的电量驱动生命体生命特征采集装置、单片机控制模块、RFID身份识别系统、卫星定位系统等。同时太阳能发电面板所产生的电量存储到充电电池3中，充电电池采用了4200mA的锂电池，并通过电源管理模块2进行管理。电源管理模块采用非隔离降压模块(BUCK)，输入电压范围为6V-36V，输出电压为恒定5V，输出恒流范围为0.05-5A，转换效率高达95％，并设计了短路保护和超温保护功能。电源管理模块2输入端为太阳能电池1，主输出端为可充电锂电池3。通过电源管理模块的5V输出端向单片机控制模块4、RFID身份识别模块5、GPRS/WiFi无线收发模块及天线6、卫星定位模块7、心跳/脉搏传感器10、体温传感器11、计步器12并提供电能。
本技术方案的特点是采用便携式生命体生命特征采集模块实现对生命体各类生命特征信息的获取，同时还通过RFID身份信息识别系统确认生命体的唯一身份，通过卫星定位系统获得该生命体的地理位置信息。GPRS/WiFi无线传输装置能够实现将上述描述的生命体各类信息实时高效的传输到后台数据库管理系统，从而实现对生命体上述信息的有效处理和利用。太阳能发电面板能够能够通过光电转换，将太阳能转换成电能，并存储在可充电电池中，为整个系统提供长期稳定的电力供应，提供了在自然环境下获取持续能源供应的解决方案。前述的各个模块集成在可随身携带或系紧在脖子，手腕等身体部位，实现随身携带的目标。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。