專利名稱：一種大型建筑內(nèi)火災(zāi)被困人員輔助救援裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、災(zāi)難救援領(lǐng)域，具體涉及基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的被困人員定位。
背景技術(shù)：
當火災(zāi)發(fā)生后會在大型建筑內(nèi)構(gòu)成高溫、濃煙等復(fù)雜環(huán)境，使得人員經(jīng)常被困在某一區(qū)域內(nèi)，由于上述復(fù)雜環(huán)境，救援人員很難獲得被困人員的數(shù)量及具體位置信息，這嚴重影響了救援行動的效率。由于濃煙會造成不可視環(huán)境，使得現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在火災(zāi)環(huán)境中將會失去作用，而且視頻監(jiān)控系統(tǒng)也無法確定被困人員的信息，如血型、年齡、 姓名等。長距離RFID對RFID卡的方向位置和讀寫器天線方向要求較高，而且標簽和讀寫器之間通信關(guān)系較簡單，限制了系統(tǒng)的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種大型建筑內(nèi)火災(zāi)被困人員輔助救援裝置及控制方法，人員攜帶存儲有個人信息的信息卡，通過讀取器讀取信息卡信息進行分析和處理，得出被困人數(shù)及信息。本發(fā)明的技術(shù)方案是大型建筑內(nèi)火災(zāi)被困人員輔助救援裝置，包括信息卡裝置和讀取器裝置。信息卡裝置包括控制器、天線模塊、電源模塊、LED狀態(tài)信號指示燈和開關(guān)，信息卡裝置存儲有個人信息，如姓名、年齡、血型等，信息卡裝置是由人員隨身攜帶，信息卡裝置具有休眠/喚醒機制，極大的降低信息卡能耗，當火災(zāi)發(fā)生時，信息卡裝置首先與讀取器進行握手通信，確定發(fā)送功率等信息，握手通信后信息卡裝置會向讀取器裝置不斷發(fā)送個人 fn息ο信息卡的電源模塊包括電池和穩(wěn)壓二極管，電池的輸出口分別與控制器的電源端口和接地端口連接，且電源端口連接控制器AD模塊的IO端口，LED狀態(tài)信號指示燈與控制器IO端口連接，開關(guān)模塊連接到控制器IO端口，天線模塊連接到控制器的IO端口。信息卡裝置有兩種開啟方式人員手動開啟和讀取器裝置強制開啟，信息卡裝置設(shè)有USB接口，通過穩(wěn)壓二極管實現(xiàn)對鋰電池充電，設(shè)有兩路LED狀態(tài)信號指示燈，用于指示信息卡裝置工作狀態(tài)，信息卡裝置通過其控制器內(nèi)的AD轉(zhuǎn)換器Charmell采集信息卡裝置的電源電壓信號，檢測信息卡裝置的剩余電量，若剩余電量低于設(shè)定閾值時，通過信息卡裝置控制器的IO控制紅色LED狀態(tài)信號指示燈閃爍，若電量充足，綠色LED狀態(tài)信號指示燈則閃爍。讀取器裝置包括控制器、天線模塊、液晶顯示模塊、煙霧傳感器模塊、溫度傳感器模塊、鍵盤模塊和電源模塊，液晶顯示模塊包括液晶顯示屏和串行轉(zhuǎn)并行芯片，讀取器裝置固定在建筑物內(nèi)，使用電池供電，讀取器具有煙感、溫度等傳感器用來不斷監(jiān)測環(huán)境信息， 當發(fā)生火災(zāi)后讀取器會發(fā)送強制開啟命令開啟通信范圍內(nèi)的信息卡裝置；根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)、材料和大小的不同，讀取器裝置確定自身的讀取范圍參數(shù)，當災(zāi)難發(fā)生后讀取器裝置通過握手協(xié)議設(shè)定信息卡裝置的發(fā)射功率；當讀取器裝置獲得被困人員信息后，通過無線網(wǎng)絡(luò)將信息傳送給監(jiān)控中心。監(jiān)控中心通過串口與PC機連接，PC機通過終端界面可以獲得每個房間內(nèi)的人數(shù)及其信息。讀取器的電源模塊的輸出與控制器的電源端口、接地端口連接，煙霧傳感器的輸出連接至控制器的IO端口，溫度傳感器模塊連接控制器的IO端口，鍵盤模塊的四個選擇按鍵組成的電位差電路連接到控制器AD轉(zhuǎn)換端口，OK鍵和CANCEL鍵分別連接控制器的兩個 IO端口，液晶顯示模塊的控制引腳分別連接控制器的IO端口，液晶顯示屏的數(shù)據(jù)引腳通過串行轉(zhuǎn)并行芯片與控制器IO端口相連，天線模塊連接至控制器的IO端口。讀取器的控制器主要進行無線信號的收發(fā)及處理，并對讀取器裝置內(nèi)的其它模塊進行分析控制；煙霧傳感器主要負責檢測環(huán)境內(nèi)的煙霧情況，經(jīng)過比較器后輸出檢測信號， 并將檢測信號送給控制器，控制器通過A/D轉(zhuǎn)換對檢測信號進行采樣，并分析信號是否超過閾值，若超越閾值則向監(jiān)控中心進行報警；溫度模塊負責檢測室內(nèi)環(huán)境信息，將測得的溫度值傳送給控制器，控制器將該信號與閾值進行比較，若高于閾值溫度，則向監(jiān)控中心進行報警；液晶顯示模塊負責設(shè)定參數(shù)時顯示菜單選型，控制器將要顯示的內(nèi)容直接發(fā)送給液晶顯示模塊進行顯示；按鍵模塊負責設(shè)定參數(shù)時選擇菜單和參數(shù)，其中按鍵模塊中，上、下、 左、右按鍵則使用分級AD轉(zhuǎn)換方式，確定和取消按鍵則采用了 IO 口檢測方式實現(xiàn)。本發(fā)明裝置的控制方法按如下步驟進行步驟1 持卡人員將個人信息輸入卡內(nèi)，設(shè)定信息卡休眠/喚醒時間，并在每個封閉環(huán)境內(nèi)部署至少2個讀取器，設(shè)定讀取器參數(shù)，包括溫度閾值、煙感閾值和發(fā)射功率，實現(xiàn)讀取器之間通過多跳傳輸數(shù)據(jù)；
步驟2 讀取器通過煙霧傳感器和溫度傳感器采集環(huán)境信息，實現(xiàn)環(huán)境實時監(jiān)控； 讀取器通過煙霧傳感器和溫度傳感器采集環(huán)境信息，煙霧傳感器通過讀取器控制器內(nèi)的AD轉(zhuǎn)換器采集傳感器輸出的電壓信號，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值判斷是否發(fā)生火災(zāi)。溫度傳感器通過讀取器內(nèi)的控制器的IO 口與其進行通信，通過操作其內(nèi)部的寄存器進行溫度的讀取，最后根據(jù)溫度值判斷是否發(fā)生火災(zāi)。步驟3 當煙霧傳感器或溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)超過設(shè)定的閾值時，讀取器的控制器通過無線網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心發(fā)送報警信號，并向讀取器的通信半徑內(nèi)的信息卡發(fā)射強制啟動信息，則信息卡退出休眠/喚醒狀態(tài)，進入工作狀態(tài)；當持卡人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時，通過手動開啟信息卡，使其進入工作狀態(tài)；
步驟4 信息卡以最大功率向讀取器發(fā)送信息卡中存儲的信息； 步驟5 讀取器收到信息卡發(fā)送的信息后，由于信息卡初始發(fā)射功率為最大值，讀取器會與臨近讀取器進行信息交換；
若有大于或等于3個讀取器收到同一個信息卡的信息，則讀取器控制信息卡將發(fā)射功率減小以適應(yīng)當前的環(huán)境，同時信息卡的控制器打開定時器進行計時，當定時器產(chǎn)生中斷后，信息卡再次向讀取器發(fā)送請求，不斷更新環(huán)境內(nèi)信息卡的信息，若收到該請求的讀取器數(shù)量小于3個，則不再改變信息卡發(fā)射功率，若仍然有大于等于3個讀取器收到該信息卡信息，繼續(xù)降低信息卡發(fā)射功率，直至最多兩個讀取器收到同一信息卡的信息；讀取器將讀取到的信息卡的信息傳送給監(jiān)控中心； 步驟6 轉(zhuǎn)至步驟4。
本發(fā)明的有益效果
1.能夠獲得房間級定位精度。由于每個房間至少部署2個讀取器，而通過握手協(xié)議最多只有2個讀取器能夠獲得信息卡的信息，因此能夠獲得救援人員能夠獲得被困人員具體在哪個房間。2.魯棒性好，受環(huán)境影響小。讀卡器采用電池供電并通過無線網(wǎng)絡(luò)將被困人員的信息傳送給監(jiān)控中心，受環(huán)境變化影響較小。3.監(jiān)控中心能夠為救援提前準備，提高了救援效率。由于讀取器將被困人員的信息傳輸給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心能夠提前獲得被困人員的具體信息，能夠為搶救提供必要信肩、ο4.使用時間長，功耗低。信息卡具有休眠/喚醒機制，極大的降低了它的能耗，信息卡上具有USB充電模塊，能夠方便的對信息卡進行充電。5.發(fā)射功率低，對人體沒有傷害。信息卡喚醒狀態(tài)的最大發(fā)射能量為OdBM，該功率是微波爐功率的百萬分之一，是移動手機功率的千分之一，對人體沒有任何傷害。


圖1本發(fā)明實施例信息卡裝置框圖； 圖2本發(fā)明實施例讀取器裝置框圖3本發(fā)明實施例巴倫設(shè)計圖； 圖4本發(fā)明實施例信息卡主電路圖； 圖5本發(fā)明實施例信息卡USB充電模塊電路圖； 圖6本發(fā)明實施例讀取器煙霧傳感器模塊電路圖； 圖7本發(fā)明實施例讀取器DS18B20溫度傳感器模塊電路圖； 圖8本發(fā)明實施例讀取器液晶顯示模塊電路圖； 圖9本發(fā)明實施例讀取器按鍵模塊電路圖； 圖10本發(fā)明實施例信息卡軟件流程圖； 圖11本發(fā)明實施例讀取器軟件流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。大型建筑內(nèi)火災(zāi)被困人員輔助救援裝置，包括信息卡裝置和讀取器裝置。信息卡裝置包括控制器、天線模塊、電源模塊、LED狀態(tài)信號指示燈和開關(guān)，結(jié)構(gòu)如圖1所示，電路圖如圖4所示，軟件流程如圖10所示。信息卡裝置中，控制器采用CCM30 最小系統(tǒng)，支持高級加密技術(shù)標準AES，硬件支持CCM加密模式，并能夠?qū)崿F(xiàn)1 位數(shù)據(jù)加密，數(shù)據(jù)傳輸時保密性較高。CC2430芯片是一個結(jié)合高性能2. 4GHz直接序列擴頻收發(fā)器核心和一顆工業(yè)級小巧高效的8051控制器，能夠滿足低成本、低功耗的需求。該芯片集成符合IEEE802. 15. 4標準的2. 4 GHz的無線電收發(fā)機，支持ZigBee協(xié)議棧。電源模塊由電池和穩(wěn)壓二極管組成，電池輸出口分別與控制器VCC、GND連接，并且VCC連接AD模塊的Charmell 口(P0. 1)，進行電量檢測；LED狀態(tài)信號指示燈與控制器的 Pl. 0引腳連接；開關(guān)模塊連接到控制器的P0. 2引腳；天線模塊則根據(jù)datasheet連接到芯片的 RF_N、RF_P、TXRX_SWITCH 引腳。天線模塊的天線采用2. 4G的全向天線AN9520，采用巴倫設(shè)計。在發(fā)送模式下將兩個微分射頻的輸出合并到一個50歐姆的射頻信號上，同時在接收模式下將一個50歐姆的天線信號分成兩個微分射頻信號。巴倫設(shè)計利用兩個組件進行阻抗匹配，原理如圖3所示 天線模塊L2和DC模塊C2，同時利用70歐姆23°的傳輸線保證阻抗匹配。電源模塊采用062025型號鋰電池，開關(guān)選用MK12C02，LED狀態(tài)信號指示燈選用常規(guī)器件。當信息卡的電量不足時，CCM30會讓信息卡上的紅色LED閃爍，通知信息卡持有人進行充電。信息卡可以通過USB充電，持有人可以方便的通過電腦進行充電，USB充電模塊電路如圖5所示，而不需要額外的電源適配器。電池充滿后綠色LED會閃爍。信息卡裝置存儲有個人信息，如姓名、年齡、血型等，信息卡裝置是由人員隨身攜帶，信息卡裝置具有休眠/喚醒機制，極大的降低信息卡能耗，當火災(zāi)發(fā)生時，信息卡裝置首先與讀取器進行握手通信，確定發(fā)送功率等信息，握手通信后信息卡裝置會向讀取器裝置不斷發(fā)送個人信息。信息卡操作簡單、安全、超低功耗、可方便充電。當持有人獲得信息卡之后，可以通過電腦將自己的信息輸入信息卡內(nèi)，該信息會存儲CCM30的存儲器內(nèi)，即使在掉電情況下該信息仍然能夠保存10年。由于信息卡需要持卡人隨身佩戴，因此無線射頻對人體的影響至關(guān)重要。信息卡的發(fā)射功率是根據(jù)讀取器的命令設(shè)定，但是該信息卡的最大發(fā)射功率為OdBM，該數(shù)量級的發(fā)射功率相對于手機等器件非常低，對人體幾乎沒有影響，小孩和妊婦均可安心利用。為了節(jié)省能量信息卡并不一直處于工作狀態(tài)，而是處于休眠/喚醒狀態(tài)，信息卡大部分時間處于休眠狀態(tài)。信息卡的超低功耗是通過采用不同的喚醒機制實現(xiàn)。信息卡可以通過兩種方式開啟人工強制開啟和讀取器強制開啟。當人們感覺到危險時可以強制開啟信息卡，信息卡會主動與讀取器進行通信，以便讀取器能夠?qū)崟r獲得信息卡的信息；若讀取器發(fā)現(xiàn)監(jiān)測房間的溫度或煙霧異常，會向監(jiān)控中心發(fā)送警報并同時強制開啟通信半徑內(nèi)的信息卡，獲得通信半徑內(nèi)信息卡的信息，并將信息卡的信息傳送給監(jiān)控中心。讀取器裝置包括控制器、天線模塊、液晶顯示模塊、煙霧傳感器模塊、溫度傳感器模塊、鍵盤模塊和電源模塊，結(jié)構(gòu)如圖2所示，軟件流程如圖11所示?？刂破鞑捎肅C2430， 液晶顯示模塊選用型號為0CM12864-9的U8X64液晶顯示屏，串行轉(zhuǎn)并行芯片選用型號 74HC595，如圖8所示。在設(shè)定參數(shù)時用來顯示菜單選型，并通過74HC595驅(qū)動控制，控制器將要顯示的內(nèi)容直接發(fā)送給液晶顯示模塊進行顯示；煙霧傳感器模塊型號為QM - mo，如圖6所示，經(jīng)過比較器后輸出檢測信號，并將檢測信號送給CCM30控制器，控制器通過A/D 轉(zhuǎn)換對檢測信號進行采樣，并分析信號是否超過閾值，若超越閾值則向監(jiān)控中心進行報警; 溫度傳感器選用型號為DS18B20 —線制數(shù)字溫度傳感器，如圖7所示，將測得的溫度值傳送給控制器，控制器將該信號與閾值進行比較，若高于閾值溫度，則向監(jiān)控中心進行報警。讀取器裝置固定在建筑物內(nèi)，使用電池供電，讀取器具有煙感、溫度等傳感器用來不斷監(jiān)測環(huán)境信息，當發(fā)生火災(zāi)后讀取器會發(fā)送強制開啟命令開啟通信范圍內(nèi)的信息卡裝置；讀取器的電源模塊采用4節(jié)AA電池供電，通過低壓穩(wěn)壓模塊進行電壓轉(zhuǎn)換，低壓穩(wěn)壓模塊的型號為TPS79533，電源主要向控制器、液晶顯示模塊、煙霧傳感器、溫度傳感器和鍵盤模塊供電， 并根據(jù)不同模塊電壓的需求進行相應(yīng)的電壓轉(zhuǎn)換。按鍵模塊如圖9所示，上、下、左、右按鍵則使用了分級AD轉(zhuǎn)換方式，確定和取消按鍵則采用了 IO 口檢測方式實現(xiàn)。根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)、材料和大小的不同，讀取器裝置確定自身的讀取范圍參數(shù)，當災(zāi)難發(fā)生后讀取器裝置通過握手協(xié)議設(shè)定信息卡裝置的發(fā)射功率；當讀取器裝置獲得被困人員信息后，通過無線網(wǎng)絡(luò)將信息傳送給監(jiān)控中心。監(jiān)控中心通過串口與PC機連接，PC機通過終端界面可以獲得每個房間內(nèi)的人數(shù)及其信息。電源模塊的輸出直接與控制器的VCC、GND連接；煙霧傳感器的輸出連接控制器的 P0.0引腳；溫度傳感器模塊連接控制器的P0. 1引腳；鍵盤模塊的四個選擇按鍵組成的電位差電路連接到控制器ADC的Channe16 (P0. 6)，OK鍵連接控制器的P0. 5引腳，CANCEL鍵連接控制器的 P0. 4 引腳；液晶顯示模塊的 LCD_RS、LCD_RW、LCD_E、LCD_CS、LCD_RST、LCD_BK 分別連接控制器的PI. 0、P1. UPl. 2、P1. 3、P1. 4、P1. 5引腳，液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)則通過串行轉(zhuǎn)并行芯片74HC595實現(xiàn)，74HC595的輸入口 LCD_LD、LCD_CK、LCD_DATA則分別連接控制器的Pl. 6、Pl. 7、P2. 1引腳；天線模塊則根據(jù)datasheet連接到芯片的RF_N、RF_P、TXRX_ SWITCH 引腳。讀取器采用ZigBee協(xié)議實現(xiàn)多跳傳輸，ZigBee協(xié)議采用ISO其中的四層物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。物理層處于OSI參考模型中的最底層，是保障信號傳輸?shù)墓δ軐?。?shù)據(jù)鏈路層可進一步劃分為MAC和LLC兩個子層。LLC子層在IEEE 802. 6標準中定義，為802標準系列所共用，MAC子層使用物理層提供的服務(wù)實現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)幀傳輸。網(wǎng)絡(luò)層是應(yīng)用層框架包括應(yīng)用支持子層(APS)、ZigBee設(shè)備對象(ZDO)和用戶所定義的應(yīng)用對象。應(yīng)用支持子層的功能包括維持綁定表、在綁定的設(shè)備之間傳送消息。所謂綁定，就是基于兩臺設(shè)備的服務(wù)與需求將它們匹配地連接起來。ZigBee設(shè)備對象(ZDO)的功能為定義設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的作用(例如是ZigBee協(xié)調(diào)器還是終端設(shè)備)，發(fā)起和響應(yīng)綁定請求，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立安全機制。ZigBee設(shè)備對象還負責發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，并且決定向它們提供何種應(yīng)用服務(wù)。保證MAC層各種功能的正確執(zhí)行，完成建立和維護網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)，并向應(yīng)用層提供服務(wù)。本發(fā)明裝置的控制方法如下步驟1 持卡人員個人信息輸入卡內(nèi)，設(shè)定信息卡休眠/喚醒時間，并在每個封閉環(huán)境內(nèi)部署至少兩個讀取器，設(shè)定讀取器參數(shù)，包括溫度閾值、煙感閾值和發(fā)射功率，實現(xiàn)讀取器之間通過多跳傳輸數(shù)據(jù)；
步驟2 讀取器通過煙霧傳感器和溫度傳感器采集環(huán)境信息，實現(xiàn)環(huán)境實時監(jiān)控； 步驟3:當煙霧傳感器或溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)超過設(shè)定的閾值時，讀取器的控制器通過無線網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心發(fā)送報警信號，并向讀取器的通信半徑內(nèi)的信息卡發(fā)射強制啟動信息，則信息卡退出休眠/喚醒狀態(tài)，進入工作狀態(tài)；當持卡人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時，通過手動開啟信息卡，使其進入工作狀態(tài)；
步驟4 信息卡以最大功率(OdBM)向讀取器發(fā)送信息卡中存儲的信息； 步驟5 讀取器收到信息卡發(fā)送的信息后，由于信息卡初始發(fā)射功率為最大值(OdBM)， 讀取器會與臨近讀取器進行信息交換；
若有大于或等于3個讀取器收到同一個信息卡的信息，則讀取器控制信息卡將發(fā)射功率減小2dBM以適應(yīng)當前的環(huán)境，同時信息卡的控制器打開定時器進行計時，時間設(shè)定為3 秒，當定時器產(chǎn)生中斷后，信息卡再次向讀取器發(fā)送請求，不斷更新環(huán)境內(nèi)信息卡的信息， 若收到該請求的讀取器數(shù)量小于3個，則不再改變信息卡發(fā)射功率，若仍然有大于等于3個讀取器收到該信息卡信息，繼續(xù)降低信息卡發(fā)射功率，直至最多兩個讀取器收到同一信息卡的信息；讀取器將讀取到的信息卡的信息傳送給監(jiān)控中心； 步驟6 轉(zhuǎn)至步驟4。所述步驟1中，設(shè)定讀取器的參數(shù)，是通過讀取器裝置的鍵盤和液晶顯示模塊進行設(shè)置，具體按如下步驟進行
第一步，設(shè)置讀取器發(fā)射功率，針對不同的室內(nèi)環(huán)境，提供三種不同的發(fā)射功率，分別是0dBM、-2dBM、-6dBM。首先根據(jù)液晶顯示模塊指示的設(shè)置選項，通過鍵盤的上下鍵選擇進入發(fā)射功率設(shè)置選項，再通過左右鍵選擇OdBM、-2dBM、-6dBM三種不同的發(fā)射功率。第二步，設(shè)置讀取器休眠/喚醒頻率，為了節(jié)省讀取器消耗的能量，提供五種不同的休眠/喚醒頻率，分別為0. 1，0. 3，0. 5，0. 7，0. 9。具體設(shè)置方式同上，首先通過上下鍵選擇進入發(fā)射功率設(shè)置項，再通過左右鍵選擇0. 1，0. 3，0. 5，0. 7，0. 9五種不同的休眠/喚醒頻率。所述步驟2中，讀取器通過煙霧傳感器和溫度傳感器采集環(huán)境信息，煙霧傳感器采用靈敏度較好的氣敏式煙霧傳感器，并通過CCM30處理器內(nèi)AD轉(zhuǎn)換器的CharmlO采集傳感器輸出的電壓信號，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值判斷是否發(fā)生火災(zāi)。溫度傳感器則采用一線制數(shù)字溫度傳感器DS18B20，數(shù)字輸入輸出信號線首先由電阻R4上拉，通過CCM30處理器IO 口與其進行通信，通過操作其內(nèi)部的寄存器進行溫度的讀取，最后根據(jù)溫度值判斷是否發(fā)生火災(zāi)。
權(quán)利要求
1.一種大型建筑內(nèi)火災(zāi)被困人員輔助救援裝置，其特征在于包括信息卡裝置和讀取器裝置；信息卡裝置包括控制器、天線模塊、電源模塊、LED狀態(tài)信號指示燈和開關(guān)，信息卡的電源模塊包括電池和穩(wěn)壓二極管，電池的輸出口分別與控制器的電源端口和接地端口連接，且電源端口連接控制器AD模塊的IO端口，LED狀態(tài)信號指示燈與控制器IO端口連接， 開關(guān)模塊連接到控制器IO端口，天線模塊連接到控制器的IO端口；讀取器裝置包括控制器、天線模塊、液晶顯示模塊、煙霧傳感器模塊、溫度傳感器模塊、鍵盤模塊和電源模塊，液晶顯示模塊包括液晶顯示屏和串行轉(zhuǎn)并行芯片，讀取器的電源模塊的輸出與控制器的電源端口、接地端口連接，煙霧傳感器的輸出連接至控制器的IO端口，溫度傳感器模塊連接控制器的IO端口，鍵盤模塊的四個選擇按鍵組成的電位差電路連接到控制器AD轉(zhuǎn)換端口，OK鍵和CANCEL鍵分別連接控制器的兩個IO端口，液晶顯示模塊的控制引腳分別連接控制器的IO端口，液晶顯示屏的數(shù)據(jù)引腳通過串行轉(zhuǎn)并行芯片與控制器IO端口相連，天線模塊連接至控制器的IO端口。
2.如權(quán)利要求1所述的大型建筑內(nèi)火災(zāi)被困人員輔助救援裝置的控制方法，其特征在于該方法按如下步驟進行步驟1 持卡人員將個人信息輸入卡內(nèi)，設(shè)定信息卡休眠/喚醒時間，并在每個封閉環(huán)境內(nèi)部署至少2個讀取器，設(shè)定讀取器參數(shù)，包括溫度閾值、煙感閾值和發(fā)射功率，實現(xiàn)讀取器之間通過多跳傳輸數(shù)據(jù)；步驟2 讀取器通過煙霧傳感器和溫度傳感器采集環(huán)境信息，實現(xiàn)環(huán)境實時監(jiān)控； 讀取器通過煙霧傳感器和溫度傳感器采集環(huán)境信息，煙霧傳感器通過讀取器控制器內(nèi)的AD轉(zhuǎn)換器采集傳感器輸出的電壓信號，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的閾值判斷是否發(fā)生火災(zāi)，溫度傳感器通過讀取器控制器的IO 口與其進行通信，通過操作其內(nèi)部的寄存器進行溫度的讀取， 最后根據(jù)溫度值判斷是否發(fā)生火災(zāi)；步驟3:當煙霧傳感器或溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)超過設(shè)定的閾值時，讀取器的控制器通過無線網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控中心發(fā)送報警信號，并向讀取器的通信半徑內(nèi)的信息卡發(fā)射強制啟動信息，則信息卡退出休眠/喚醒狀態(tài)，進入工作狀態(tài)；當持卡人員發(fā)現(xiàn)火災(zāi)時，通過手動開啟信息卡，使其進入工作狀態(tài)；步驟4 信息卡以最大功率向讀取器發(fā)送信息卡中存儲的信息； 步驟5 讀取器收到信息卡發(fā)送的信息后，由于信息卡初始發(fā)射功率為最大值，讀取器會與臨近讀取器進行信息交換；若有大于或等于3個讀取器收到同一個信息卡的信息，則讀取器控制信息卡將發(fā)射功率減小以適應(yīng)當前的環(huán)境，同時信息卡的控制器打開定時器進行計時，當定時器產(chǎn)生中斷后，信息卡再次向讀取器發(fā)送請求，不斷更新環(huán)境內(nèi)信息卡的信息，若收到該請求的讀取器數(shù)量小于3個，則不再改變信息卡發(fā)射功率，若仍然有大于或等于3個讀取器收到該信息卡信息，繼續(xù)降低信息卡發(fā)射功率，直至最多兩個讀取器收到同一信息卡的信息；讀取器將讀取到的信息卡的信息傳送給監(jiān)控中心； 步驟6 轉(zhuǎn)至步驟4。
全文摘要
一種大型建筑內(nèi)火災(zāi)被困人員輔助救援裝置包括信息卡裝置和讀取器裝置，信息卡裝置包括控制器、天線模塊、電源模塊、LED狀態(tài)信號指示燈和開關(guān)，讀取器裝置包括控制器、天線模塊、液晶顯示模塊、煙霧傳感器模塊、溫度傳感器模塊、鍵盤模塊和電源模塊。人員攜帶存儲有個人信息的信息卡，通過讀取器讀取信息卡信息并進行分析和處理，得出被困人數(shù)及信息。本裝置控制方法能夠獲得房間級定位精度，讀取器采用電池供電并通過無線網(wǎng)絡(luò)將被困人員的信息傳送給監(jiān)控中心，為救援提前準備，提高了救援效率。本發(fā)明使用時間長，功耗低。信息卡具有休眠/喚醒機制，極大的降低了它的能耗，信息卡上具有USB充電模塊，能夠方便的對信息卡進行充電。
文檔編號G06K7/00GK102309827SQ201110268429
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者吳成東, 張云洲, 程龍, 韓泉城 申請人:東北大學