本實(shí)用新型涉及智能救援技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高原游客救助智能終端系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步，小型化的可穿戴體征監(jiān)測設(shè)備得到了人們的關(guān)注，智能手環(huán)、智能手表得到了人們的青睞，這些設(shè)備可以通過內(nèi)部自身傳感器采集體征、姿態(tài)信息，然后利用藍(lán)牙將數(shù)據(jù)傳遞到客戶終端。雖然智能手環(huán)等設(shè)備已經(jīng)商用，但是對于面向高原地區(qū)的生命體征信息的采集、高原游客救助尚缺乏成熟的實(shí)用產(chǎn)品。

風(fēng)行于高原地區(qū)的原始生態(tài)旅游和登山、探險(xiǎn)等特種旅游，一直是川西和青藏地區(qū)旅游的熱點(diǎn)。但是，受突發(fā)高原病威脅和影響，高血壓、心臟病患者出現(xiàn)突發(fā)狀況甚至猝死的現(xiàn)象屢見不鮮，迷路失蹤更是對高原遇險(xiǎn)游客雪上加霜，高原景區(qū)管理部門對遇險(xiǎn)病人的搜救難度極大，成本很高而成功率低。對于心臟病、高血壓、肺水腫等突發(fā)病情，一般救助時(shí)間均為幾分鐘內(nèi)，高原地區(qū)更短。心臟猝死病人急救時(shí)間每耽誤1分鐘，成功救援的幾率就下降10％，如果救援時(shí)間延遲6分鐘，大腦供血會有明顯減少，對人體引起不可逆的破壞。所以，一般最佳黃金搶救時(shí)間為4分鐘至6分鐘。

因此，一定時(shí)間段內(nèi)，對于人體心臟等關(guān)鍵體征數(shù)據(jù)的不間斷跟蹤獲取，并及時(shí)傳輸處理是高原野外救援的重點(diǎn)?，F(xiàn)有的智能手環(huán)、智能手表不具備對心臟數(shù)據(jù)的獲取能力，其次對旅游應(yīng)急救援而言，人體體征實(shí)時(shí)監(jiān)測面臨信息傳輸?shù)碾y題，特別是在無通信公網(wǎng)覆蓋或信號不穩(wěn)定的偏遠(yuǎn)山區(qū)。例如，蘋果公司研發(fā)中的Healthbook應(yīng)用與iWatch等可穿戴設(shè)備，作為體征監(jiān)測的智能終端，只能提供簡單小數(shù)據(jù)量的體征信息，并不能提供心臟信息，其次也不能應(yīng)用于定位和發(fā)射救援信息。九寨溝智慧景區(qū)建設(shè)中的電子門票(手鐲形式)雖然設(shè)計(jì)為集成GPS信息，但其應(yīng)用目的是針對高峰期游客流量調(diào)控，游客自身無法獲取當(dāng)前的身體狀態(tài)信息，僅是被動地接受景區(qū)管理中心的位置監(jiān)控。

現(xiàn)有技術(shù)：基于北斗和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧旅游應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)(敬鉛，孔新兵，2013年發(fā)表)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)可分為信息供給層、信息采集層、信息傳輸層以及應(yīng)用層，其中信息供給層包括了北斗網(wǎng)絡(luò)層和人員卡管理，分別負(fù)責(zé)提供位置信息數(shù)據(jù)、人員卡識別ID和人員卡基本信息；信息采集層主要是指北斗信息獲取和RFID讀寫器識讀，主要負(fù)責(zé)位置信息獲取、人員卡識讀以及基本信息獲?。恍畔鬏攲又饕ㄓ芯€以太網(wǎng)或GPRS網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)信息的傳輸通道；應(yīng)用層主要包括管理中心和門禁管理站，負(fù)責(zé)游客人員信息匯總管理和門禁站實(shí)時(shí)管理。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：

只提供了人員管理系統(tǒng)，并沒有提供人員的生命體征數(shù)據(jù)，不能用于對高原特殊地理環(huán)境下的應(yīng)急救援。其次，上述系統(tǒng)是通過GPRS和Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在高原地區(qū)存在廣泛的無公網(wǎng)地區(qū)，無法進(jìn)行通信，無法快速確定遇險(xiǎn)人員位置，無法有效穩(wěn)定地傳輸數(shù)據(jù)，不適用于高原特殊地區(qū)。

在高原地區(qū)進(jìn)行應(yīng)急救援，信息的獲取和及時(shí)的通信是首要解決的問題。高原地區(qū)地廣人稀，公共通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不能做到全面覆蓋存在通信盲區(qū)，而早期的衛(wèi)星通信系統(tǒng)雖然可以解決通信難題，但是功耗、體積較大，野外使用非常不便。我國自主研發(fā)的北斗一代短報(bào)文系統(tǒng)，為這一問題的解決提供了可能。其次，以往的人員搜索救援系統(tǒng)中沒有包含生命體征信息和急性高原病的體征指標(biāo)預(yù)警算法，在搜索到遇險(xiǎn)人員后無法掌握其生命體征狀況和體征預(yù)警，對救援行動的決策指揮無法提供判斷依據(jù)。隨著可穿戴體征監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，小型化、微功率的生命體征信息設(shè)備得到發(fā)展，野外搜索救援中將便攜式體征監(jiān)測傳感器和北斗短報(bào)文通信相結(jié)合，能夠?qū)崟r(shí)遠(yuǎn)距離的傳遞地理位置信息和體征信息，以增強(qiáng)救援行動的針對性，爭取在第一時(shí)間獲取到游客所處的坐標(biāo)和體征信號，形成救援決策的有效信息源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高原游客救助智能終端系統(tǒng)，能有效解決現(xiàn)有技術(shù)在高原環(huán)境下無法對人體心臟等有關(guān)急性高原病的關(guān)鍵器官體征數(shù)據(jù)的不間斷跟蹤獲取，并實(shí)時(shí)傳輸處理等問題。

為解決以上問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：一種高原游客救助智能終端系統(tǒng)，包括智慧救援盒子和基于移動平臺的智能終端，智慧救援盒子包含體征傳感器、主控模塊、藍(lán)牙模塊、WiFi模塊、北斗定位通信模塊和電源模塊；其中，主控模塊分別與藍(lán)牙模塊、WiFi模塊、北斗定位通信模塊和電源模塊連接，所述的智能終端通過WiFi模塊與主控模塊通信；所述的體征傳感器通過藍(lán)牙模塊把檢測到的信號傳給主控模塊，主控模塊再通過北斗定位通信模塊的通信鏈路將遇險(xiǎn)人員的定位信息和體征信息傳到后端服務(wù)器。

作為優(yōu)選，主控模塊采用STM32F103芯片。

作為優(yōu)選，北斗定位通信模塊采用BGM7015A芯片。

作為優(yōu)選，藍(lán)牙模塊采用內(nèi)嵌CC2450芯片的CC254xEMv2模塊。

作為優(yōu)選，電源模塊電池采用可充電的鋰電池。

作為優(yōu)選，體征傳感器通過電極臂和前端心電貼獲取體征信息，然后利用內(nèi)部為12bit的ADC轉(zhuǎn)換芯片將其轉(zhuǎn)換為模擬信號后進(jìn)行微弱信號處理；體征傳感器還包括三維姿態(tài)傳感器Bosch BMA250監(jiān)測三維姿態(tài)信息、TI MSP430F5308控制芯片、藍(lán)牙CC2541模塊和電源模塊。

作為優(yōu)選，北斗定位通信模塊BGM7015A內(nèi)部集成低噪放模塊、RDSS射頻收發(fā)芯片、5W輸出功率的功放模塊、北斗專用RDSS基帶電路，以及BD2B1/GPS L1小型化導(dǎo)航定位模塊。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型強(qiáng)調(diào)在失蹤和遇險(xiǎn)的關(guān)鍵時(shí)刻實(shí)時(shí)監(jiān)控游客體征變化，借助北斗衛(wèi)星定位模塊及短報(bào)文通信技術(shù)，整合坐標(biāo)位置與體征參數(shù)的動態(tài)跟蹤信息發(fā)送至應(yīng)急救援指揮中心(或景區(qū)管理部門)并接受其反饋，建立完整的高原復(fù)雜山地景區(qū)旅游應(yīng)急搜救方案。系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)是不依賴于通信公網(wǎng)的信號，不受天氣、地形和距離的限制，對復(fù)雜高原地區(qū)的搜救行動提供人員的多維信號。

本實(shí)用新型通過前端體征傳感器獲取生命體征信息，利用北斗導(dǎo)航通信模塊建立穩(wěn)定可靠的短報(bào)文通信，解決無公網(wǎng)覆蓋區(qū)搜救信號的傳輸問題，最后連接到后端服務(wù)器端，以建立反饋信息發(fā)送機(jī)制，建立了一種基于移動平臺的高原游客救助智能終端系統(tǒng)。

智慧旅游是當(dāng)前推動旅游業(yè)轉(zhuǎn)型升級和轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的主要抓手，本項(xiàng)目研究成果有望與高原地區(qū)智慧旅游試點(diǎn)工程對接，有利于推動高原地區(qū)智慧旅游健康快速發(fā)展。對項(xiàng)目成果將進(jìn)行嚴(yán)格測試和應(yīng)用示范實(shí)驗(yàn)，有待破解復(fù)雜山地游客自救與搜救的技術(shù)難題，最后通過科技成果轉(zhuǎn)化，還可推廣至搶險(xiǎn)救災(zāi)、科學(xué)考察、軍事等領(lǐng)域的突發(fā)事件緊急救援，產(chǎn)生廣泛的經(jīng)濟(jì)社會效益。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為智慧救援盒子的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為智慧救援盒子四種工作模式轉(zhuǎn)換狀態(tài)示意圖；

圖4為體征傳感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為北斗定位通信模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型公開了一種高原游客救助智能終端系統(tǒng)，如圖1所示，包括智慧救援盒子和基于移動平臺的智能終端，智慧救援盒子包含體征傳感器、主控模塊、藍(lán)牙模塊、WiFi模塊、北斗定位通信模塊和電源模塊；其中，主控模塊分別與藍(lán)牙模塊、WiFi模塊、北斗定位通信模塊和電源模塊連接，所述的智能終端通過WiFi模塊與主控模塊通信；所述的體征傳感器通過藍(lán)牙模塊把檢測到的信號傳給主控模塊，主控模塊再通過北斗定位通信模塊的通信鏈路將遇險(xiǎn)人員的定位信息和體征信息傳到后端服務(wù)器。后端服務(wù)器再根據(jù)應(yīng)急救援指揮決策發(fā)送反饋指令給終端系統(tǒng)。

在整個(gè)搜救和監(jiān)測工作模式中，智慧救援盒子作為體征信息的采集、處理終端，是系統(tǒng)的核心部分之一。智慧救援盒子硬件系統(tǒng)如圖2所示，主要包括主控模塊、北斗定位通信模塊、WiFi模塊、藍(lán)牙模塊和電源模塊。主控模塊采用STM32F103芯片控制信標(biāo)機(jī)的整體工作；北斗模塊采用BGM7015A獲取定位信息和通信功能；藍(lán)牙模塊采用內(nèi)嵌CC2450芯片的CC254xEMv2模塊，負(fù)責(zé)與體征監(jiān)測傳感器ECG通信；電源模塊電池為可充電的鋰電池并提供穩(wěn)壓。

智慧救援盒子主要有四種工作模式即：初始化模式，RX_ECG模式和TX模式。如圖3所示，初始化模式對智慧盒子內(nèi)的所有芯片寄存器進(jìn)行初始化，并且設(shè)置為LPM低功耗狀態(tài)，啟動定時(shí)器；在定時(shí)器使定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)位置位后，切換到RX_ECG狀態(tài)，接收體征傳感器數(shù)據(jù)，并且判斷發(fā)射時(shí)隙是否置位，如果置位切換到發(fā)射模式TX，如果未置位則返回LPM模式；發(fā)射模式通過驅(qū)動北斗通信芯片與服務(wù)器進(jìn)行通信。圖3分別為智慧救援盒子工作狀態(tài)的四種工作模式轉(zhuǎn)換的狀態(tài)圖和程序流程圖。

如圖4所示，體征傳感器通過電極臂和前端心電貼獲取體征信息，然后利用內(nèi)部為12bit的ADC轉(zhuǎn)換芯片將其轉(zhuǎn)換為模擬信號后進(jìn)行微弱信號處理；體征傳感器還包括三維姿態(tài)傳感器Bosch BMA250監(jiān)測三維姿態(tài)信息、TI MSP430F5308控制芯片、藍(lán)牙CC2541模塊和電源模塊，在一顆CR2032紐扣電池的條件下，可以連續(xù)工作7天，此設(shè)備采用現(xiàn)有設(shè)備即可。

如圖5所示，北斗定位通信模塊BGM7015A支持北斗RDSS/RNSS功能的雙模模塊，模塊內(nèi)部集成了高性能低噪放模塊、RDSS射頻收發(fā)芯片、5W輸出功率的功放模塊、北斗專用RDSS基帶電路，以及BD2B1/GPS L1小型化導(dǎo)航定位模塊，可實(shí)現(xiàn)RDSS通信功能和RNSS導(dǎo)航定位等功能，此設(shè)備采用現(xiàn)有設(shè)備即可。

應(yīng)急救援中心服務(wù)器建立模擬可收發(fā)應(yīng)答短報(bào)文的應(yīng)急救援中心服務(wù)器原型，負(fù)責(zé)下達(dá)并回傳針對游客的自救或者等待救援指令。