基于北斗的落水人员特征信息采集传输与接收系统的设计与研究

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我国具有广阔的海面,海岸线达到18000多公里,随着我国与世界经济贸易的联系的深入,海上运输频繁、密集程度不断提升,海上航运出现流量大、密度度高、通航范围广、通航环境复杂多变等特点。而我国渔业捕捞出现迅速增长,2010年我国水产品产量达到全球的30%,随着我国国民生活条件的提高,水产品消费量增长迅速,促进我国渔业捕捞的迅速发展。我国沿海具有庞大的捕捞船只,渔业船舶数量达到2814万多艘,而从事渔业生产的渔民有更是达到了1000多万人,捕捞业得到政府的大力支持,而且渔业企业发展远洋渔业积极性高涨。但是伴随着海上捕捞和贸易的兴盛,海上事故频发,导致海上遇难人员不断增加,而且海上环境复杂多变使得海难事故具有突发性和灾难性的特点,严重威胁到海上作业人员的人身安全。  呼吸、体温、脉搏、血压是医学上的四大人体特征信息,当人体出现异常变化时,特征信息会产生相应的剧烈的变化,当人体出现高烧时,身体体温会上升,当人体处于寒冷的环境中,如果没有防护措施人体体温将迅速下降,时间过长会危及生命。据相关研究表明,人体正常体温范围在37℃~37.5℃之间,当落水者处于0℃左右的水温时,大约只能坚持15分钟;当水温为15~20℃时,落水者可坚持10多个小时。而脉搏是指动脉随着心脏收缩或者舒张在体表较浅处感受到的动脉搏动,当人体出现异常时脉搏表征的心脏会迅速变化,这就为落水人员特征信息监控系统的研究提供了研究依据。  海上救援时保证海上作业人员人身财产安全的一条重要的途径,但是我国救助装置相对于发达国家的发展程度还有很大差距,这就对救援活动造成巨大的挑战。近几年伴随着我国自主研发的北斗定位导航系统的服务范围不断扩大,这就为海上救生装置的研制提出了新的思路和方法。现有的海上救助装置主要分为两部分,一部分是传统的救助装置,包括救生衣、火焰信号棒和救生示位灯等,一部分是应用新技术开发的电子装置,如报警手表等,但是为了更好的监控人员的身体健康状况,这就需要监控人员的特征信息,特征信息与定位信息相结合,在事故发生时能够更好的对救援活动进行指导,达到救助更大人员的效果。  落水人员特征信息监控系统主要包含用户佩戴终端和船载监控终端两大部分,用户佩戴终端采用DS18B20采集人员体温信息,利用压电薄膜传感器SC0073采集脉搏信息,利用北斗定位模块采集定位信息,通过nRF905射频技术将信息打包传输到船载监控终端。监控终端主要实现信息的显示与报警,STC89C52单片机通过RS232接口与PC实现串行通信,传输体温、脉搏和定位信息。本系统硬件设计采用Altium Designer软件,软件程序编写采用C语言,系统通信采用时分多址的方式,在5s内循环检测用户佩戴终端载波信号,在检测到相应载波后,接收终端ID上的信息,实现分时分址通信,实现传输信息的同步性。  本系统经过测试表明,在人员发生落水或者由于疾病造成的特征信息异常变化时,监控终端可以及时报警,而且能够及时有效的显示事故人员的位置和体温、脉搏信息,对人员的救助活动起到了很好的指导作用,系统在一定程度上解决了海上作业人员救助难的问题,保障了人员的生命财产安全。
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