[发明专利]地震及井下被困人员搜救系统

说明书

技术领域

本发明属于电子与信息领域，特别是涉及一种地震及井下被困人员搜救系统：它既能用于地震被困人员的搜救，又能用于井下被困人员的搜救。

背景技术

中国是震灾频发的国家，加强地震现场的应急搜救，是保障人民生命安全、减轻地震灾害的有效途径。如今，用钢筋、预制板建成的高楼大厦到处耸立，而一旦遇到强烈地震倒塌后将给救援工作带来很大影响，1976年发生的唐山大地震中，就是因为缺少设备，使很多被埋压受伤人员未能被及时发现得到抢救而造成死亡。目前地震灾害中，仅依靠现有设备很难发现埋压在废墟深处的人员，急需发明一种有效的专业搜救设备。

另外，在煤矿等矿井下，由于地质情况复杂，产生危险的可能性大，通常要安装井下人员监测系统，但这种监测系统的数据传输必须通过电缆、光纤或无线监测节点等传输网络传送，可是在矿难时由于塌方等原因，很可能造成电缆、光纤或监测节点断裂、烧毁、故障以致无法传输数据，使得这种系统的传输网络遭到破坏，因此需要一种在这种情况下还能传送数据的方法以作为紧急情况下的搜救手段。

综上所述，发明一种专业的地震及井下被困人员搜救系统，它不必依赖于其他任何传输网络而能独立工作，以便迅速发现被埋压在深处的被困人员，将会有效加强现场的应急搜救效果，使被困人员的生还几率得到明显提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于地震或井下被困人员的搜救系统。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：地震及井下被困人员搜救系统，包括无线数据发送单元和便携式无线数据接收设备，它不必依赖于其他任何传输网络而能独立工作；无线数据发送单元随身携带于井下人员或可能发生地震地区的人身上，便携式无线数据接收设备由搜救人员在发生灾害时使用。

为了有效地进行穿透障碍物的无线传输，合理的选择无线通信频率很重要。我们知道长波波段的无线电信号有利于穿透障碍物，所以如罗兰-C定位系统采用传播衰减低的100千赫的低频频率，而美国军用奥米加定位系统采用约14千赫的甚低频频率，信号能穿透水下几十米，美国TeleMag的TTE系统也采用甚低频通信，信号可以穿透井下，但它们共有的缺点是所需的天线很长，若工作于井下，则需要专门布设笨重的天线，如TeleMag的TTE系统布设于井下的环状天线其直径竟达60英尺，以至于在矿难时失去了实用价值。

如果能既利用低频甚低频无线电信号有利于穿透障碍物的优点，而又能解决其所需的发射天线很长的缺点，就能把低频甚低频通信应用于井下搜救系统。本发明通过合理地选择无线通信频率，采用磁棒发射天线，加大接收设备的灵敏度，使得在发射机没有外接天线时就能达到较远的数据传输距离，又设计了巧妙的使用方法，可以很容易地把在井难时不会如电缆线那样会断裂的铁轨作为发射天线，使低频甚低频通信可以实际应用于井下被困人员搜救系统，而由于地震时的倒塌建筑物的掩埋深度没有井下塌方那么深，本发明同样也适用于地震被困人员的搜救，这时发射机就不需要再外接铁轨作发射天线了。

无线数据发送单元包含电源、稳压器、单片机、推挽发射电路、磁棒发射天线及发射指示灯，还含有一根尾部焊接有一块能导电的小合金磁铁的外接天线，它被设计成符合本质安全标准，以适合在井下工作，其原理框图见图1，电路原理图见图2。信号采用调频FSK方式，发射频率为20～100KHz，波长为3～15千米，调制度为±3KHz，为了使无线数据发送单元体积小巧，本发明采用比甚低频略高的低频频率的低端，具体实施例采用50KHz，波长为6千米。