论文部分内容阅读
地震是一种自然灾害之一,地震发生时所释放的巨大能量和强烈的振动会造成房屋坍塌、交通的阻塞、泥石流的发生、有害气体的泄漏、疫情传播以及次生灾害等,将会给社会稳定、财产以及人身安全造成无法估算的危害,而地震的突发性和难以预测性以及频发性等特点,使得人们无法在地震发生之前做好各种预防工作,因此就显得地震后的救援工作极其重要。地震现场环境信息是救援指挥中心实施救援指挥调度的的重要依据,是实行高效、快速、安全救援工作的重要基础,为了减轻人员伤亡以及财产损失,设计了一种操作简单、携带方便、体积小等特点的地震现场环境信息采集仪器。本文主要通过传感器分别采集地震现场气体的含量,主要检测可燃气体(CH4、H2、乙醇)和有毒气体(CO)的浓度以及地震现场建筑物破坏状况、基本设施破坏情况等信息。当救援队员采集到周围可燃气体和有毒气体的浓度高于预先设定的数值时,报警器会自动报警响声,提示救援队员迅速离开危险区域,同时救援队员利用GPS定位系统定位自身的具体位置,传感器采集到信息数据经过嵌入式系统处理、存储后,通过CDMA通信模块实时地传输给后方救援指挥中心,救援指挥中心通过对现场传输来的数据进行分析以便实施快速、安全的救援指挥策略,同时救援指挥中心根据GPS基站提供的误差参数对救援队员的GPS定位信息进行更正,通过CDMA无线通信模块发送给每个救援队员并显示在TFT屏上,其主要成果实现了对C0、CH4、H2、乙醇以及地震现场视图像的采集。本文采用模块化的设计方法进行设计,整个系统由4个模块组成:现场环境信息采集模块、GPS定位模块、CDMA通信模块和嵌入式系统模块。现场信息采集模块主要采集现场有毒气体、可燃气体以及建筑物破坏状况、道路畅通情况等信息,有毒气体采集部分采用灵敏度高的MQ309A型气敏传感器,图像采集部分选用Omni Vision公司的OV3642作为图像采集传感器。GPS定位模块选用Ashtech公司的GG12型OEM板,在无干扰的情况下保证定位精确度在5米以内,GPS模块与嵌入式处理器通过串口相连接。无线通信模块选用华为公司的CM320,该模块既负责现场采集到的信息数据的传输,又负责救援对员之间的语音通讯,通过向NAND FLASH存储器移植AT命令来实现与嵌入式系统模块之间的通信。嵌入式系统模块选用SAMSUNG S3C6410作为核心处理器、Linux作为嵌入式操作系统、U-boot作为嵌入式系统的引导程序,通过串口、USB接口分别与现场信息采集模块、GPS定位模块、CDMA模块相连接,从而实现各个模块与嵌入式系统模块之间的通信。该系统具有体积小、功耗低、扩展性强等特点,通过快捷键的方式控制CDMA通信模块与嵌入式处理器S3C6410之间的通信,在地震现场救援工作中具有很强的使用价值,通过功能扩展可以应用于其它灾情救援以及环境监控方面。