基于cc1000的生命搜救系统设计

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1、万方数据第26卷第2期V01．26No．2湖北工业大学学报JournalofHubeiUniversityofTechnology2011年04月Apr．2011[文章编号]1003--4684{2011)02—0038-02基于CCl000的生命搜救系统设计盛秋林，倪霞(湖北工业大学电气与电子工程学院，湖北武汉430068)[摘要]设计了一种基于CCl000的生命搜救系统的设计方案．阐述了系统的工作原理和硬件电路的设计．通过对射频电路和控制电路两部分的设计来实现发信者的身份锁定和距离测量，便于搜救者实施进一步的救援工作．

2、方案设计简易，普通公民只需要配备低成本的生命搜救卡，就能够在受灾环境中获得搜寻和被搜寻的能力．[关键词]生命搜救；CCl000；STCl2C5410AD[中图分类号]TN925[文献标识码]：A自然灾害如地震、洪水、泥石流等发生时，最常用的搜救方案包括定位方案和生命特征检测方案．第一种方案要求建立中央基站[1]，通过搜救对象携带的射频装备和定位算法获取搜救对象的位置．这种解决方案对硬件要求高，面对恶劣的灾区环境实施起来比较困难．第二种方案依赖高精度的测量仪器，对人体的温度等生命特征进行测量，这种方式过于昂贵，面对大范围的灾

3、难无法大量装备，搜救效率低．本方案采用距离测量方式，通过对装备在搜救对象上的射频装置发送的信号的强弱，获取搜救对象大致的距离．搜救者可以通过所携带的搜救装置中蜂鸣器的发生频率，调整自己的位置并最终找到被搜救的对象．1系统工作原理系统是由搜救人员携带的搜救装置和被搜救人员携带的射频装置组成．搜救装置和射频装置采用同样的硬件设计，软件设计使搜救模式和被搜救模式可互相转换．搜救卡能够通用，灾区群众能够通过切换搜救卡的模式进行相互搜救，提高搜救效率．处于被搜救模式的搜救卡向四周发送携带身份信息的FSK射频信号，处于搜救模式的搜救卡

4、接收这种信号并且锁定身份，根据两者之间的距离发出不同频率的蜂鸣声．工作原理见图1．如图1所示，每个搜救卡具有独立的身份ID，处于被搜救模式的搜救卡向周围发送携带身份ID的射频信号．为了避免冲突，搜救卡采取ALoHA方式发送信号．处于搜救模式的搜救卡通过测定此类射频信号的强度来估计与发信者之间的距离．为了锁定一个发信者的信息，不与同环境中的其他发信者产生冲突，处于搜救模式的搜救卡对某一发信者进行身份ID锁定．搜救系统的工作核心包括两项：其一，对发信者的身份锁定；其二，搜救者与发信者距离测定策略．卡图1搜救系统的工作原理1．1

5、身份锁定策略每个搜救卡都有确定的身份ID，这种ID一方面用来确定被搜救者的身份，另。一方面便于搜救者对某一被搜救者进行定位，防止搜救者发送的搜救信号之间发生相互干扰．本方案基于射频芯片和微控制器来实现锁定策略，因此采用一个字节的二进制数来表示搜救卡的身份ID．处于搜救模式的搜救卡将某一发信者的ID进行储存，通过对后续信号中的ID进行锁定来获得所关注的发信者信息．策略原理见图2．[收稿日期]2010一10～08[作者简介]盛秋林(1956一)，男，湖北孝感人，工学硕士，湖北工业大学副教授，研究方向为信号与系统万方数据第26卷

6、第2期盛秋林等基于CCl000的生命搜救系统设计39图2基于身份ID锁定的信息选择搜救卡锁定某一发信者的身份ID，并只接收收信者的信息进行测定处理．为了保证在锁定ID跟踪丢失的情况下，不进行无价值的等待，设定锁定ID的有效期限．当在规定时间内没有获得锁定ID的信号，则主动放弃该ID并搜寻锁定其他ID．设锁定ID为m姒，接收到的信号ID为m咖．两者取异或运算‘引，即compare=m枞om出当结果取0时，才接收处理信号．设定有效期限为T，则在没有接收到锁定ID信号的时候进行自减运算，当T为0时，丢弃该ID，重新锁定新的ID．

7、1．2基于RSSI的距离测定距离测定的原理即是通过测定接收信号的强度来反映搜救者与被搜救者的距离．这里通过ClOOO射频芯片的RSSI功能来实现．RSSI就是通过测定接收信号的强弱获得与发送点之间的距离，进而根据相应数据进行定位的技术[3]．本方案利用这一方式来获取距离估计，不同强度的RSSI信号转换成不同频率的信号由蜂鸣器输出．搜救者根据蜂鸣器的声音调整位置并最终搜查到被搜救者．工作原理见图3．图3RSSI信号处理流程图CClOOO的RSSI信号输出范围为o～1．2V，其输出特性为接收的信号越大，RSSI信号强度越小(图

8、4)．1．>0．苗0．脚o．0．o．dBin图4RSSI输出电压大小随输入信号强度的变化由图4可知，设定高的RSSI信号对应频率低的方波信号来驱动蜂鸣器，这样当搜救者与被搜救者近时就能听到频率较高的蜂呜声，以此来获得被搜救者的位置．，，2搜集卡的硬件电路设计搜救卡硬件电路主要是由CCl000和微控制器组