基于RFID技术的生命探测系统设计及关键技术研究

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我国的地质结构比较复杂,并且地理位置正好处于世界两大地震带的交汇部,因此,地震发生的频率比较高。而就目前的科学技术水平而言,地震灾害仍具有不可预测性。一旦发生大的地震,将会对人民的生命安全造成极大的威胁,对社会产生十分严重的影响,例如:汶川地震和玉树地震等等,所以,如何搜救地震后的受灾人员,便成为了减轻地震危害的关键所在。但随着现代城市的建筑越来越密集,楼层越来越高,如若地震使建筑物发生变形或倒塌,如何快速而且有效的搜寻到被困的受伤人员,将是一项十分困难的工作。为了解决上述问题,虽然国内外对生命探测技术都进行了相关的研究,已经应用的技术有:红外探测、音频探测和雷达探测等探测技术,但实际应用时都有一定的局限性。尤其是在地震后建筑物变形或倒塌的情况下,利用传统技术直接对人体信号进行生命探测都有一定的难度。为了进一步满足地震灾害发生后紧急救援的需要,有人提出了利用手机信号进行间接的生命探测的方法,但实际实施时都有一定的不足。本文通过深入的调查和综合分析,提出了一种新的间接的生命探测方法:基于RFID技术进行生命探测,其中RFID也就是指Radio Frequency Identification,即射频识别的意思。利用本系统来搜寻地震后被困的受伤人员,其思路是:地震灾害发生后,建筑物变形或倒塌,通讯网络经常会遭到破坏,手机等通讯工具一般都没有信号可以利用,但一般仍有电源可以用,因此,受灾人员可以利用此电源借助于本系统发射射频信号,救援队伍如果可以探测并定位该信号,从而就可以间接的搜索到被困人员。本系统不依据人体本身信号进行生命探测,而是采用间接的方法,是一种新的尝试,比传统搜寻生命的方法可探测性更高。本文研究任务是从导师所领导的国家项目中选出的,主要的研究工作和取得的成果如下所示:第一,本文提出了将射频识别技术应用于生命探测的设计思想,然后就系统的研究思路和工作流程进行了说明。第二,由于本系统是在特定环境下的应用,因此,对建筑物所使用的材料和结构进行了分类研究,同时,对地震灾害发生后,建筑物变形或倒塌后所形成的的空间类型进行了分析和分类。第三,在理论上从各个角度详细分析了射频识别系统中的关键技术,其中包括:RFID系统可用的频率、识读距离和天线等,根据以上分析,讨论了将其应用在生命探测中的可行性,并且为系统选定了可用频率等参数。第四,为了进一步验证相关的理论分析结果且更好的为系统选定参数,通过实验的方法进行了测试验证,实验结果表明将合适频率的RFID系统应用于生命探测具有可行性,可以达到地震后进行生命探测的目的。第五,就基于RFID技术的定位方法进行了分析,选定了本系统所用的定位技术和方法。最后,详细阐述了本系统的总体设计原理以及各个模块的设计原理,并且对各个模块进入了深入的分析和讨论,这些模块主要包括:信号发送单元、信号接收单元、软件单元以及应急指挥端。本系统能在较大的范围内对被困的人员进行搜寻并定位,对地震灾害发生后搜寻被困人员具有深远的意义。
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