發(fā)布時間：2017-07-16 10:13

  本文關(guān)鍵詞：滑坡救援可穿戴無線搜呼救系統(tǒng)的研究與設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 滑坡救援 可穿戴設(shè)備 微波通信可行性 天線小型化 低功耗 電磁相似性計算

【摘要】：在山體滑坡和其他掩埋災難中,為提高營救成功率,減少人員傷亡,論文研究滑坡救援可穿戴無線搜呼救系統(tǒng)。其中,預置個人身份證號碼、帶有體溫心率檢測模塊的可穿戴呼救設(shè)備為居住或進入滑坡區(qū)的人員配備,手持搜救設(shè)備為營救人員配備。為此根據(jù)滑坡物質(zhì)的電磁特性,建立了導電媒質(zhì)中的麥克斯韋方程,分析無線電波在其中的傳播特性,估算傳播距離、論證系統(tǒng)的可行性。根據(jù)ISM規(guī)定和滑坡現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)所占頻段,確定以點對點433 MHz為系統(tǒng)工作頻率。為使呼救設(shè)備便于穿戴,設(shè)計了G形主輻射部分的小型化全向微帶天線。組裝搜呼救系統(tǒng)的基本硬件電路后,對可穿戴呼救設(shè)備進行了低功耗與小型化的改進,根據(jù)系統(tǒng)的能耗來源控制芯片和外圍電路都使用了低功耗技術(shù),元器件的選型和PCB電路的排布都融入了穿戴設(shè)備的特點。為系統(tǒng)設(shè)計的軟件程序使通常情況下呼救設(shè)備周期性的進入待機狀態(tài)和接收狀態(tài),當滑坡發(fā)生后,搜救人員通過搜救設(shè)備給它們發(fā)出開啟呼救指令,接收到指令的呼救設(shè)備進入發(fā)射狀態(tài),發(fā)出包括佩戴者身份證號、實時體溫和心率的呼救信息;搜救設(shè)備接收多個呼救設(shè)備的呼救信息,經(jīng)過動態(tài)處理、增加和刪除信息條目后,不重復的顯示出來,給救援提供參考。軟件程序利用控制芯片的低功耗控制功能,設(shè)計待機時間和工作時間的比值,在保證設(shè)備功能的情況下,進一步降低了能耗,使可穿戴呼救設(shè)備獲得更長的待機時間。為在可能的條件下進行系統(tǒng)測試,推導了適用于滑坡體電性和系統(tǒng)工作頻率的物理實驗相似公式。湖水淹沒替代滑坡掩埋實驗結(jié)果表明,硬件電路和軟件程序工作正常,搜救設(shè)備能接收到呼救信息且信號良好。搜呼救設(shè)備間最大通信相距3.8m,經(jīng)相似公式換算到滑坡體中的最大通信距離約7.6m,這個距離對掩埋災難救援是有意義的。在生命特征模塊失去功能時,呼救設(shè)備仍可以發(fā)射包含佩戴者身份證號的呼救信息�？纱┐鳠o線搜呼救系統(tǒng)為滑坡災后的救援提供了一種新的技術(shù)手段。
【關(guān)鍵詞】：滑坡救援 可穿戴設(shè)備 微波通信可行性 天線小型化 低功耗 電磁相似性計算
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN872
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-12
• 1.1 研究背景和意義9
• 1.2 滑坡救援搜救措施研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 研究的主要內(nèi)容10-12
• 第二章 系統(tǒng)總體方案與可行性分析12-22
• 2.1 搜呼救系統(tǒng)總體方案12-14
• 2.2 滑坡物質(zhì)中微波的傳播特性14-21
• 2.2.1 通信頻段與電波傳播特性14-19
• 2.2.3 滑坡體中 433MHz無線通信可行性分析19-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 可穿戴無線呼救設(shè)備天線的小型化22-32
• 3.1 微帶天線的基本電參數(shù)22-24
• 3.2 天線小型化技術(shù)24-25
• 3.3 433MHz微帶天線的小型化25-28
• 3.3.1 微帶天線結(jié)構(gòu)25-26
• 3.3.2 微帶天線設(shè)計過程26-28
• 3.4 微帶天線建模仿真28-31
• 3.5 本章小結(jié)31-32
• 第四章 搜呼救系統(tǒng)硬件電路低功耗與小型化改進32-45
• 4.1 搜呼救設(shè)備基本電路搭建32-34
• 4.2 可穿戴呼救設(shè)備能耗分析與節(jié)能方案34-36
• 4.3 可穿戴呼救設(shè)備低功耗與小型化設(shè)計36-40
• 4.3.1 無線收發(fā)模塊電路36-37
• 4.3.2 體溫和心率采集模塊電路37-39
• 4.3.3 控制模塊電路39-40
• 4.4 無線搜救設(shè)備的設(shè)計40-42
• 4.4.1 顯示模塊電路40
• 4.4.2 控制模塊電路40-42
• 4.5 呼救與搜救設(shè)備PCB板設(shè)計42-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第五章 搜呼救系統(tǒng)軟件程序設(shè)計45-60
• 5.1 軟件開發(fā)工具和環(huán)境45
• 5.2 可穿戴無線呼救設(shè)備軟件45-55
• 5.2.1 呼救設(shè)備主程序46-48
• 5.2.2 體溫與心率檢測程序48-50
• 5.2.3 無線收發(fā)程序50-55
• 5.3 無線搜救設(shè)備軟件55-59
• 5.3.1 搜救設(shè)備主程序55-56
• 5.3.2 無線收發(fā)程序56-58
• 5.3.3 呼救信息處理程序58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第六章 系統(tǒng)測試與分析60-68
• 6.1 系統(tǒng)測試60-65
• 6.1.1 模擬實驗的相似性原理60-63
• 6.1.2 平臺構(gòu)建與測試63-65
• 6.2 測試結(jié)果分析與處理65-67
• 6.3 本章小結(jié)67-68
• 第七章 總結(jié)與展望68-70
• 7.1 總結(jié)68-69
• 7.2 展望69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術(shù)論文和科研情況75

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊衛(wèi)英;覆蓋高∈_r材料微帶天線的研究[J];微波學報;2000年S1期

2 薛睿峰 ,鐘順時;微帶天線小型化技術(shù)[J];電子技術(shù);2002年03期

3 劉丹,史小衛(wèi),尹應增;一種新型的小型化微帶天線的分析與設(shè)計[J];火控雷達技術(shù);2003年03期

4 高向軍,王聰敏;兩種雙頻微帶天線的分析與設(shè)計[J];雷達與對抗;2003年01期

5 王聰敏,高向軍,夏冬玉;寬帶微帶天線技術(shù)的探討[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2003年08期

6 張雪松,朱超甫,顧頤;使用微帶天線進行近距離能量傳遞[J];北京科技大學學報;2003年06期

7 唐祥生,顧長青;展寬微帶天線圓極化帶寬的幾種方法[J];金陵科技學院學報;2004年04期

8 陳浩,游佰強;藍牙微帶天線的設(shè)計和仿真[J];廈門大學學報(自然科學版);2005年S1期

9 車仁信;張坤武;程鑫;;微帶天線參數(shù)模擬測試[J];電子測量技術(shù);2005年03期

10 王素玲;沈?qū)W民;;折疊短路式小型化雙層微帶天線[J];紅外與毫米波學報;2006年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅建;羅正祥;羊愷;馬景民;;雙頻微帶天線的設(shè)計[A];2009年全國天線年會論文集（上）[C];2009年

2 張鳳林;;任意形狀微帶天線的寬頻帶技術(shù)[A];1999年全國微波毫米波會議論文集(下冊)[C];1999年

3 李洪彬;房少軍;丁衛(wèi)平;;低成本高增益微帶天線的設(shè)計[A];2009年全國微波毫米波會議論文集（上冊）[C];2009年

4 王少永;朱旗;;加載短路釘微帶天線的理論分析[A];2005年“數(shù)字安徽”博士科技論壇論文集[C];2005年

5 姚德淼;蔡建明;;寬頻帶高增益微帶天線元研究[A];1995年全國微波會議論文集（上冊）[C];1995年

6 任冬梅;莊馗;;新型彈載寬頻背腔菱形微帶天線的研究和實踐[A];2009年全國天線年會論文集（上）[C];2009年

7 劉廣燕;楊宏春;張連紅;阮成禮;;一種新穎的寬帶微帶天線[A];2009年全國天線年會論文集（上）[C];2009年

8 于曉東;阮成禮;;微帶天線寬頻帶技術(shù)的研究[A];2009年全國天線年會論文集（上）[C];2009年

9 曹宜森;盧春蘭;彭川;朱衛(wèi)剛;;一種小型化雙頻微帶天線設(shè)計[A];2009年全國天線年會論文集（上）[C];2009年

10 劉洪頤;李大偉;陳征祥;王磊;;一種微帶天線的優(yōu)化設(shè)計[A];2009年全國天線年會論文集（下）[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 湖南 譚仲;微帶天線[N];電子報;2003年

2 付薔　閆秋華 田欣;順時應勢 寧靜致遠[N];科技日報;2009年

3 黃興章;新型有機高分子磁性微帶天線研制獲重要進展[N];科技日報;2000年

4 史記;國外RFID：功能擴大 應用拓寬 日漸普及[N];中國包裝報;2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于丹;寬帶/多頻全向微帶天線的研究與設(shè)計[D];西安電子科技大學;2015年

2 楊汶汶;寬帶微帶天線及高性能有源一體化天線技術(shù)的研究[D];東南大學;2015年

3 韓麗萍;差分雙頻微帶天線研究[D];山西大學;2010年

4 袁家德;曲面微帶天線的電磁仿真技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2010年

5 賀秀蓮;微帶天線的數(shù)學建模理論與數(shù)值分析方法研究[D];西安電子科技大學;2005年

6 杜成珠;基于三維正交機織的紡織微帶天線[D];上海大學;2012年

7 王昊;微帶天線的研究[D];南京理工大學;2009年

8 張需溥;小型化微帶天線的設(shè)計與數(shù)值分析[D];上海大學;2004年

9 徐唯偉;帶內(nèi)低散射微帶天線及其陣列研究[D];北京交通大學;2015年

10 劉君英;可重構(gòu)微帶天線研究[D];中國科學技術(shù)大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓璐;交指型左手微帶天線研究[D];中國科學技術(shù)大學;2009年

2 黃振華;小型化多頻微帶天線的研究與設(shè)計[D];上海交通大學;2007年

3 劉寶宏;微帶天線的分析和寬頻帶設(shè)計[D];南京理工大學;2002年

4 尹靜;微帶天線寬頻帶技術(shù)研究[D];北京交通大學;2007年

5 張欣;微帶天線寬頻帶技術(shù)的研究[D];西安電子科技大學;2011年

6 賴慧芳;寬頻帶與緊湊型微帶天線的研究與設(shè)計[D];江西師范大學;2011年

7 李星;微帶天線在無線通信中的研究與設(shè)計[D];西安工程大學;2011年

8 曾群超;無線圖像傳輸?shù)奈У笷天線仿真研究與設(shè)計[D];燕山大學;2015年

9 郭睿;高速轉(zhuǎn)臺環(huán)境下發(fā)動機壓力測量系統(tǒng)研究[D];南京理工大學;2015年

10 狄萃;彈體共形微帶天線設(shè)計及射頻電路仿真技術(shù)研究[D];南京理工大學;2015年

，

本文編號：548192