一種基于stm32微處理器的智能人體搜尋系統及其混合定位方法
【專利摘要】一種基于STM32微處理器的智能人體搜尋系統，包括至少一個移動信息收集設備和至少2個以上的人體搜尋設備，移動信息收集設備包括用于設備行駛轉向的第一轉向舵機模塊、用于驅動設備電機的直流電機驅動模塊、用于避讓障礙物的超聲波避障模塊、用于獲取設備經緯度的第一北斗定位模塊、用于與人體搜尋設備通信的第一無線通信模塊、用于顯示信息的顯示模塊、用于存儲人體搜尋設備的受困人員搜尋信息的數據存儲模塊、速度傳感器、第一STM32微處理器模塊和第一供電模塊。以及提供一種移動信息收集設備的混合定位方法。本發明擴展靈活、部署方便、設備間無線互聯、價格便宜，可規模部署，提高地震救援效率，彌補當前已有輔助救援系統的不足。
【專利說明】
一種基于STM32微處理器的智能人體搜尋系統及其混合定位 方法
技術領域
[0001] 本發明屬于機器人控制和無線定位的交叉領域，涉及一種基于STM32微處理器的 智能人體搜尋系統及其混合定位方法。
【背景技術】
[0002] 我國是多地震的國家，由于其地震活動區域廣、強度高和震源淺的特點，加上人口 密度大、長期以來相關科學技術落后、房屋及工程設施抗震性能差等原因，決定了我國是世 界上地震災害最為嚴重的國家之一。地震不僅造成大量的人員傷亡和巨大的經濟損失，而 且所造成的社會影響比其他自然災害更為廣泛、強烈。因此地震發生后，需要立即搜尋震后 受困人員，并進行及時救援，從而減少地震災難的死亡人員，減輕地震造成的經濟損失和社 會影響。目前地震常用的人體探測設備是生命探測儀，主要通過檢測人體發出的超低頻電 波（心臟產生）、音頻信號等信號，確定受困人員的位置。但是這些設備主要依靠進口，價格 非常昂貴，而且需要救援人員攜帶進入災難地區操作，智能化程度較差。當交通受阻、人力 不足、救援現場環境惡劣（如余震不斷、存在有毒氣體)等原因造成救援人員無法第一時間 攜帶這些設備抵達受災區域時，這些設備就無法發揮作用。
[0003] 同時，目前傳統GPS(global positioning system)定位模塊在中國市場上占主體 地位，使得中國用戶的定位精度受制于美國。北斗衛星定位方法的精度與GPS相差不大，且 抗干擾能力比GPS好。但是這兩種衛星定位技術容易受到上方建筑物的影響。如果安裝有衛 星定位模塊的設備上方存在天橋、地震倒塌物等物體，則衛星信號被遮擋，且模塊容易失 效。而且民用級模塊的定位精度不高，較高定位精度模塊價格較高。

【發明內容】

[0004] 為解決現有人體搜索方式的靈活性較差、成本較高、定位精度較低的不足，本發明 提供了一種靈活性良好、價格適中、可多機協同工作、拓展簡單的基于STM32微處理器的智 能人體搜尋系統，以及提供一種定位精度較高的移動信息收集設備的混合定位方法。
[0005] 本發明采用的技術方案為：
[0006] -種基于STM32微處理器的智能人體搜尋系統，包括至少一個移動信息收集設備 和至少2個以上的人體搜尋設備，其中，所述移動信息收集設備包括用于設備行駛轉向的第 一轉向舵機模塊、用于驅動設備電機的直流電機驅動模塊、用于避讓障礙物的超聲波避障 模塊、用于獲取設備經煒度的第一北斗定位模塊、用于與人體搜尋設備通信的第一無線通 信模塊、用于顯示信息的顯示模塊、用于存儲人體搜尋設備的受困人員搜尋信息的數據存 儲模塊、用于測量設備當前速度并反饋調速的速度傳感器、用于數據采集、分析與處理的第 一STM32微處理器模塊和用于提供+5V和+3.3V直流電源電壓的第一供電模塊，所述的第一 轉向舵機模塊、超聲波避障模塊、第一無線通信模塊、數據存儲模塊、速度傳感器、顯示模 塊、第一北斗定位模塊和直流電機驅動模塊均與第一 STM32微處理器模塊連接，所述的第一 轉向舵機模塊、超聲波避障模塊、第一無線通信模塊、數據存儲模塊、速度傳感器、顯示模 塊、第一北斗定位模塊、直流電機驅動模塊和第一 STM32微處理器模塊均與第一電源模塊連 接。所述的移動信息收集設備的第一無線通信模塊與所述的人體搜尋設備的第二無線通信 模塊無線連接。
[0007] 進一步，所述人體搜尋設備包括搜尋人體紅外信號的紅外人體感應模塊、用于調 整紅外人體感應模塊和語音搜尋模塊檢測方向的第二轉向舵機模塊、用于獲取設備經煒度 的第二北斗定位模塊、用于與移動信息收集設備通信的第二無線通信模塊、用于發送搜救 語音信息和接收受困人員語音信息的語音搜尋模塊、用于數據采集、分析和處理處理的第 二STM32微處理器模塊和用于提供+5V和+3.3V直流電源電壓的第二電源模塊，所述的紅外 人體感應模塊、第二轉向舵機模塊、第二北斗定位模塊、第二無線通信模塊和語音搜尋模塊 均與第二STM32微處理器模塊連接，所述的紅外人體感應模塊、第二轉向舵機模塊、第二北 斗定位模塊、第二無線通信模塊、語音搜尋模塊和第二STM32微處理器模塊均與第二電源模 塊連接。
[0008] 再進一步，所述第一 STM32微處理器模塊包括用于根據人體搜尋設備的位置信息 通過混合定位方法獲得移動信息收集設備位置的混合定位單元。
[0009] 更進一步，所述速度傳感器為歐姆龍編碼器，所述顯示模塊為0LED顯示模塊。
[0010] -種移動信息收集設備的混合定位方法和智能人體搜尋系統包括至少一個移動 信息收集設備和至少2個以上的人體搜尋設備，所述混合定位方法包含如下步驟：
[0011] 1)參數初始化：當前時刻k = 0,移動位移S = 0,北斗定位坐標(xB，yB) = (0,0)，其 中，k的單位是秒，S和(xB，yB)的單位是米；
[0012] 2)向周圍人體搜尋設備發送信息查詢包，并接收人體搜尋設備的位置信息包，讀 取該位置信息包中人體搜尋設備ID、位置坐標、通信鏈路RSSI值、包獲取時間信息，更新其 位置信息表；
[0013] 3)分析位置信息表中每一個人體搜尋設備的包獲取時間，如果人體搜尋設備的包 獲取時間超過預設時限(例如30s)，則刪除位置信息表中該人體搜尋設備的信息；
[0014] 4)如果位置信息包中不在同一條直線上的位置個數大于2,跳到步驟5)，否則判斷 第一北斗定位模塊是否工作正常；如果第一北斗定位模塊工作不正常，則移動信息收集設 備向前移動，如果前方有障礙物，則隨機轉向，直到第一北斗定位模塊工作正常，跳到步驟 1);如果第一北斗定位模塊工作正常，通過經煒度數據獲得北斗定位坐標(x B，yB)，并將該坐 標作為移動信息收集設備的當前位置坐標，跳到步驟1);
[0015] 5)分析第一北斗定位模塊是否工作正常，如果第一北斗定位模塊工作不正常，則 判斷最近更新的北斗定位坐標是否有效;如果最近更新的北斗定位坐標有效，跳到步驟6)， 否則移動信息收集設備向前移動;如果前方有障礙物，則隨機轉向，直到第一北斗定位模塊 工作正常，跳到步驟1);如果北斗定位模塊工作正常，則判斷其是否有經煒度數據輸出；如 果沒有經煒度數據輸出，則跳到步驟6)，否則更新北斗定位坐標（x B，yB)，且令 (?) = (x'/)，當前時刻k = 0，移動位移S = 0，跳到步驟6);
[0016] 6)通過位置信息表中RSSI值，計算移動信息收集設備到位置信息表中每一個人體 搜尋設備的距離，并根據所有人體搜尋設備的位置坐標，采用極大似然估計算法計算其能 量定位坐標，k = k+l，采用Kalman濾波算法對該能量定位坐標進行濾波，消除誤差，獲得濾 波后的能量定位坐標
[0017] 7)通過位移傳感器計算k-1時刻到k時刻的移動位移S，計算以(d,)為圓心，S為 半徑的圓與(xhi，.vU到線段的交點，計算混合定位坐標0::，/:)，將該混合定位坐標作 為移動信息收集設備的當前位置坐標，跳到步驟1);所述混合定位坐標的計算公式如下：
[0022]與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:本發明的基于STM32微處理器的智能 人體搜尋系統將無線傳感網技術應用到地震搜救中，實現設備間互聯和相互協作搜尋受災 人員。當地震發生后，可立即通過直升飛機將人體搜尋設備拋撒到廢墟中，將移動信息收集 設備部署在道路中。所述系統可第一時間自動搜尋受困人員，無需人工操作，從而提供救援 的前期基礎數據，彌補當前已有輔助救援系統的不足。本發明的移動信息收集設備的混合 定位方法基于民用級北斗定位模塊，考慮北斗定位和能量定位。當北斗定位模塊失效時，仍 可通過能量定位獲取其位置坐標，提高設備的適用性。當北斗定位模塊有效時，可提高移動 信息收集設備的定位精度。本發明有效解決地震后受困人員的搜尋問題，具有擴展靈活、部 署方便、設備間無線互聯、價格便宜等特點，可規模部署，從而提高地震救援效率，彌補當前 已有輔助救援系統的不足。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的工作原理框圖
[0024]圖2是本發明的移動信息收集設備的結構圖。
[0025]圖3是本發明的人體搜尋設備的結構圖。
[0026]圖4是本發明的移動信息收集設備的第一 STM32微處理器模塊電路圖。
[0027]圖5是本發明的移動信息收集設備的直流電機驅動電路圖。
[0028]圖6是本發明的移動信息收集設備的驅動隔離1C電路圖。
[0029]圖7是本發明的移動信息收集設備的0LED顯示模塊接口電路圖。
[0030] 圖8是本發明的移動信息收集設備的第一電源模塊電路電路圖。
[0031] 圖9是本發明的移動信息收集設備的模塊接口電路圖。
[0032]圖10是本發明的人體搜尋設備的第二STM32微處理器模塊電路圖。
[0033]圖11是本發明的人體搜尋設備的模塊接口電路圖。
[0034] 圖12是本發明的移動信息收集設備的混合定位方法工作流程圖。 具體實施方案
[0035] 下面結合附圖對本發明作進一步描述。
[0036]如圖1所示，一種基于STM32微處理器的智能人體搜尋系統，其包括至少一個移動 信息收集設備和至少2個以上的人體搜尋設備。
[0037]如圖2所示，所述移動信息收集設備包括用于設備行駛轉向的第一轉向舵機模塊、 用于驅動設備電機的直流電機驅動模塊、用于避讓障礙物的超聲波避障模塊、用于獲取設 備經煒度的第一北斗定位模塊、用于與人體搜尋設備通信的第一無線通信模塊、用于顯示 信息的0LED顯示模塊、用于存儲人體搜尋設備的受困人員搜尋信息的數據存儲模塊、用于 測量設備當前速度并反饋調速的歐姆龍編碼器、用于數據采集、分析與處理的第一 STM32微 處理器模塊和用于提供+5V和+3.3V直流電源電壓的第一供電模塊。所述的第一轉向舵機模 塊、超聲波避障模塊、第一無線通信模塊、數據存儲模塊、歐姆龍編碼器、0LED顯示模塊、第 一北斗定位模塊和直流電機驅動模塊均與第一 STM32微處理器模塊連接。所述的第一轉向 舵機模塊、超聲波避障模塊、第一無線通信模塊、數據存儲模塊、歐姆龍編碼器、0LED顯示模 塊、第一北斗定位模塊、直流電機驅動模塊和第一 STM32微處理器模塊均與第一電源模塊連 接。所述的移動信息收集設備的第一無線通信模塊與所述的人體搜尋設備的第二無線通信 模塊無線連接。
[0038]如圖3所示，所述人體搜尋設備包括搜尋人體紅外信號的紅外人體感應模塊、用于 調整紅外人體感應模塊和語音搜尋模塊檢測方向的第二轉向舵機模塊、用于獲取設備經煒 度的第二北斗定位模塊、用于與移動信息收集設備通信的第二無線通信模塊、用于發送搜 救語音信息和接收受困人員語音信息的語音搜尋模塊、用于數據采集、分析和處理處理的 第二STM32微處理器模塊和用于提供+5V和+3.3V直流電源電壓的第二電源模塊。所述的紅 外人體感應模塊、第二轉向舵機模塊、第二北斗定位模塊、第二無線通信模塊和語音搜尋模 塊均與第二STM32微處理器模塊連接。所述的紅外人體感應模塊、第二轉向舵機模塊、第二 北斗定位模塊、第二無線通信模塊、語音搜尋模塊和第二STM32微處理器模塊均與第二電源 模塊連接。
[0039] 如圖4所示，所述的第一 STM32微處理器模塊電路:處理芯片Ul_l的1腳分別與二極 管Dl_l和D2_l的負極連接，二極管D2_l的正極接+3.3V直流電源，二極管Dl_l的正極與紐扣 電池BAT1_1的正極連接，紐扣電池BAT1_1負極接地。處理芯片Ul_l的3腳分別與晶振Yl_l的 1腳、電容C3_l的一端連接，電容C3_l的另一端接地。處理芯片Ul_l的4腳分別與晶振Yl_l的 2腳和電容C2j的一端連接，電容C2_l的另一端接地。處理芯片Ul_l的5腳分別與電阻R2_l 的一端、晶振Y2_l的1腳和電容C5_l的一端連接，電容C5_l的另一端接地。處理芯片Ul_l的6 腳分別與電阻R2 j的一端、晶振Y2 j的2腳和電容C4_l的一端連接，電容C4 j的另一端接 地。處理芯片Ul_l的12腳與電容C6_l的一端、電解電容C7_l的負極連接且接地。Ul_l的13腳 與電容C6_l的另一端和電解電容C7_l的正極連接且接+3.3V直流電源。處理芯片Ul_l的15 腳與歐姆龍編碼器連接，17腳與設備轉向舵機連接，18腳與電容C8_l的一端相連并且接地， 19腳與電容C8_l的另一端相連并且接+3.3V直流電源。處理芯片Ul_l的26-28腳、37-40腳、 55-59腳均與0LED顯示屏模塊連接。處理芯片Ul_l的29腳、30腳與北斗定位模塊連接，31腳 與電容C9_l的一端相連并且接地，與C9_l的另一端相連并且接+3.3V直流電源，34腳、35腳 與超聲波模塊連接，36腳、41腳和44腳與驅動隔離1C電路相連接，47腳與電容C8_l的一端相 連并且接地，46腳、49-50腳、55-56腳與JTAG程序調試接口電路，48腳與C8_l的另一端相連 并且接+3.3V直流電源，51腳和52腳與無線通信模塊相連接，63腳與電容Cl 1的一端連接并 且接地，64腳與電容Cl 1_1的另一端連接且接3.3V直流電源。
[0040]如圖5所示，所述的直流電機驅動模塊電路:電機驅動芯片IC1的1腳接地，2腳與電 阻R17的一端連接，電阻R17的另一端與驅動隔離芯片U2的3腳連接，3腳與電阻R16的一端連 接，電阻R16的另一端與驅動隔離芯片U2的4腳連接，4腳與壓敏電阻R12的一端連接，壓敏電 阻R12的另一端與電機驅動芯片IC2的4和8腳連接。電機驅動芯片IC1的4腳與直流電機B1的 負極相連，5腳與電阻R19的一端連接，電阻R19的另一端接地。電機驅動芯片IC1的6腳與電 阻R18的一端和電阻R23的一端連接，電阻R18的另一端接地，電阻R23的另一端與處理芯片 Ulj的25腳和電容C20的一端連接。電容C20的另一端接地。電機驅動芯片IC1的7腳與電容 C18的一端相連，并且與開關S1的一端連接，電容C18的另一端接地。電機驅動芯片IC1的8腳 與直流電機B1的負極相連接。電機驅動芯片IC2的1腳接地，2腳與電阻R15的一端連接，電阻 R15的另一端與驅動隔離芯片U2的3腳相連接，3腳與電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端 與驅動隔離芯片U2的4腳連接，4腳和8腳與直流電機B1的正極相連5腳與電阻R20的一端連 接，電阻R20的另一端接地。電機驅動芯片IC2的6腳分別與電阻R21的一端和電阻R22的一端 連接，電阻R20的另一端接地，電阻R22的另一端和電容C21的一端與處理芯片Ul_l的25腳連 接。電容C21的另一端接地。電機驅動芯片IC2的7腳分別與電容C18的一端和電容C19的一端 連接，并且與開關S1的一端連接。電容C19和電容C18的另一端接地。
[0041] 如圖6所示，所述的驅動隔離1C電路圖：驅動隔離芯片U2的1腳接地，2腳與電阻R15 的一端連接，3腳與電阻R17的一端連接，4腳與電阻R13的一端和電阻R16的一端連接，10腳 接地，16腳與處理芯片Ul_l的44腳連接，17腳與處理芯片Ul_l的34腳連接，18腳與處理芯片 Ulj的41腳連接，19腳接地，20腳與電容C22的一端連接且接+3.3V直流電源。電容C22的另 一端接地。
[0042] 如圖7所示，所述的0LED顯示屏接口電路:插座P1的1腳接地，2腳接+5V直流電源，3 腳與處理芯片Ul_l的39腳連接，4腳與處理芯片Ul_l的40腳連接，5腳與處理芯片Ul_l的37 腳連接，6腳與處理芯片Ulj的38腳連接，7腳與處理芯片Ul_l的26腳連接，8腳與復位電路 連接，9腳與處理芯片Ulj的28腳連接，10腳與處理芯片Ulj的27腳連接，11腳與處理芯片 Ul_l的56腳連接，12腳與處理芯片Ul_l的55腳連接，13腳與處理芯片Ul_l的58腳連接，14腳 與處理芯片Ul_l的57腳連接，16腳與處理芯片Ul_l的59腳連接。
[0043]如圖8所示，所述的第一電源模塊電路電路:鋰電池接口插座P4的2腳與開關S1的 另一端連接，1腳接地。開關S1的一端與電解電容C12的正極、電容C13的一端和穩壓芯片U5 的1腳連接。電解電容C12的負極接地，電容C13的另一端接地。穩壓芯片U5的2腳接地，3腳與 電容C14的一端、電解電容C15的正極連接、穩壓芯片U3的3腳連接。穩壓芯片U3的1腳接地，2 腳與電容C16的一端、電解電容C17的正極連接。電容C16另一端，電解電容C17的負極，電容 C14另一端和電解電容C15的負極均接地。
[0044]如圖9所示，所述的模塊接口電路:超聲波避障模塊接口插座P9的1腳接地，2腳與 處理芯片Ulj的34腳連接，3腳與處理芯片Ul_l的35腳連接，4腳接+5V直流電源。第一轉向 舵機模塊接口插座P7的1腳與+5V直流電源連接，2腳與處理芯片Ul_l的17腳連接，3腳接地。 歐姆龍編碼器接口插座P3的1腳與+5V直流電源連接，2腳與處理芯片Ul_l的15腳連接，3腳 接地。第一北斗定位模塊接口插座P8的1腳與+5V直流電源連接，2腳與處理芯片Ul_l的30腳 連接，3腳與處理芯片Ul_l的29腳連接，4腳接地。第一無線通信模塊接口插座P5的1腳與+5V 直流電源連接，2腳與處理芯片Ul_l的51腳連接，3腳與處理芯片Ul_l的52腳連接，4腳接地。 [0045] 如圖10所示，所述的第二STM32微處理器模塊電路:處理芯片Ul_l的1腳分別與二 極管Dl_2和D2_2的負極連接，二極管D2_2的正極接+3.3V直流電源，二極管Dl_2的正極與紐 扣電池BAT1_2的正極連接，紐扣電池BAT1_2負極接地。處理芯片Ul_l的3腳分別與晶振Yl_2 的1腳和電容C3_2的一端連接，電容C3_2的另一端接地。處理芯片Ul_l的4腳分別與晶振Yl_ 2的2腳和電容C2_2的一端連接，電容C2_2的另一端接地。處理芯片Ul_l的5腳與電阻R2_2的 一端、晶振Y2_2的1腳和電容C5_2的一端連接，電容C5_2的另一端接地。處理芯片Ul_l的6腳 與電阻R2_2的一端、晶振Y2_2的2腳和電容C4_2的一端連接，電容C4_2的另一端接地。處理 芯片Ul_l的12腳與電容C6_2的一端、電解電容C7_2的負極連接且接地。Ul_2的13腳與電容 C6_2的另一端和電解電容C7_2的正極連接且接3.3V直流電源，14腳與紅外人體感應模塊連 接，16腳與第二轉向舵機模塊連接，18腳與電容C8_2的一端連接并且接地，19腳與C8_2的另 一端連接并且接+3.3V直流電源，21腳、22腳、23腳、33腳、42腳、43腳、45腳均與語音搜尋模 塊連接，29腳、30腳與第二北斗定位模塊連接，31腳與電容C9_2的一端連接并且接地，32腳 與C9_2的另一端連接并且接+3.3V直流電源，47腳與電容C8_2的一端連接并且接地，46腳、 49-50腳、55-56腳與JTAG程序調試接口電路，48腳與C8_2的另一端連接并且接+3.3V直流電 源，51腳和52腳與第二無線通信模塊相連接，63腳與電容Cl 1的一端連接并且接地，64腳與 電容Cll_2的另一端連接并且接3.3V直流電源。
[0046]如圖11所示，所述的模塊接口電路:語音搜尋模塊接口插座P4的1腳與+3.3V直流 電源連接，2腳與處理芯片Ul_l的21腳連接，3腳與處理芯片Ul_l的22腳連接，4腳與處理芯 片Ul_l的21腳連接，5腳與處理芯片Ul_l的33腳連接，6腳與處理芯片Ulj的42腳連接，7腳 與處理芯片Ulj的43腳連接，8腳與處理芯片Ul_l的45腳連接，9腳與處理芯片Ul_l的24腳 連接，10腳接地。第二無線通信模塊接口插座P10的1腳與+5V直流電源相連接，2腳與處理芯 片Ul_l的51腳連接，3腳與處理芯片Ul_l的52腳連接，4腳接地。第二北斗定位模塊接口插座 P11的1腳與+5V直流電源相連接，2腳與處理芯片Ul_l的30腳連接，3腳與處理芯片Ul_l的29 腳連接，4腳接地。紅外人體感應模塊接口插座P6的1腳與+5V直流電源連接，2腳與處理芯片 Ul_l的14腳連接，3腳接地。第二轉向舵機模塊接口插座P2的1腳與+5V直流電源連接，2腳與 處理芯片Ul_l的16腳連接，3腳接地。
[0047] 所述處理芯片Ul_l與Ul_2的芯片型號均為STM32F103RCT6,實現各個模塊的數據 處理與任務調控。所述電機驅動芯片IC1與IC2的芯片型號為BTS7960,實現設備電機的大電 流驅動。所述驅動隔離芯片U2的芯片型號為74LVC245,實現驅動電路與微處理器模塊的隔 離，防止電流過大燒壞微處理器。所述穩壓芯片U5的芯片型號為LM2940-5.0，穩壓芯片U3的 芯片型號為ASM1117-3.3,實現對鋰電池電壓的轉換。
[0048]如圖1所示，本發明的基于STM32微處理器的智能人體搜尋系統的具體工作過程如 下:地震發生后，通過直升飛機將人體搜尋設備2拋撒到廢墟中，將移動信息收集設備1部署 在道路中。人體搜尋設備2通過第二轉向舵機模塊、紅外人體感應模塊和語音搜尋模塊360 度旋轉搜尋受困人員。紅外人體感應模塊探測人體紅外信號，語音搜尋模塊進行語音播放 并搜尋受困人員的聲音。檢測到受困人員信號后，記錄信號方向和當前位置。當接收到移動 信息收集設備1的收集信息包時，將搜尋結果通過自組織的無線傳感網發送給移動信息收 集設備1。移動信息收集設備1通過智能避障算法自主在道路中行駛，并接收人體搜尋設備2 的搜尋信息。當救援人員進入地震受災現場后，可根據系統提供的信息實施救援。
[0049] 如圖12所示，一種移動信息收集設備的混合定位方法，包括如下步驟：
[0050] 1)參數初始化：當前時刻k = 0,移動位移S = 0,北斗定位坐標(xB，yB) = (0,0)，其 中，k的單位是秒，S和(xB，yB)的單位是米；
[0051] 2)向周圍人體搜尋設備發送信息查詢包，并接收人體搜尋設備的位置信息包，讀 取該位置信息包中人體搜尋設備ID、位置坐標、通信鏈路RSSI值、包獲取時間信息，更新其 位置信息表；
[0052] 3)分析位置信息表中每一個人體搜尋設備的包獲取時間，如果人體搜尋設備的包 獲取時間超過預設時限(例如30s)，則刪除位置信息表中該人體搜尋設備的信息；
[0053] 4)如果位置信息包中不在同一條直線上的位置個數大于2,跳到步驟5)，否則判斷 第一北斗定位模塊是否工作正常，如果第一北斗定位模塊工作不正常，則移動信息收集設 備向前移動，如果前方有障礙物，則隨機轉向，直到第一北斗定位模塊工作正常，跳到步驟 1);如果第一北斗定位模塊工作正常，通過經煒度數據獲得北斗定位坐標(x B，yB)，并將該坐 標作為移動信息收集設備的當前位置坐標，跳到步驟1);北斗定位坐標的計算公式如下： x° = rx ct)S(|) x cos λ - χ.1·
[0054] " " (1) y'· - r x cos〇 x sin λ - v'r
[0055] 其中，/和/分別表示移動信息收集設備的地球橫坐標和縱坐標，即北斗定位坐 標，r表示地球平均半徑，Φ表示移動信息收集設備所在的煒度，λ表示移動信息收集設備所 在的經度，和喊分別表示參照物的地球橫坐標和縱坐標。
[0056] 5)分析第一北斗定位模塊是否工作正常，如果第一北斗定位模塊工作不正常，則 判斷最近更新的北斗定位坐標是否有效;如果最近更新的北斗定位坐標有效，跳到步驟6)， 否則移動信息收集設備向前移動;如果前方有障礙物，則隨機轉向，直到第一北斗定位模塊 工作正常，跳到步驟1);如果北斗定位模塊工作正常，則判斷其是否有經煒度數據輸出；如 果沒有經煒度數據輸出，則跳到步驟6)，否則更新北斗定位坐標（x B，yB)，且令 (?) = (_/,/)，當前時刻k = 0,移動位移S = 0,跳到步驟6);
[0057] 6)通過位置信息表中RSSI值，計算移動信息收集設備到位置信息表中每一個人體 搜尋設備的距離，并根據所有人體搜尋設備的位置坐標，采用極大似然估計算法計算其能 量定位坐標，k = k+l，采用Kalman濾波算法對該能量定位坐標進行濾波，消除誤差，獲得濾 波后的能量定位坐標(<，#);
[0058] 7)通過位移傳感器計算k-Ι時刻到k時刻的移動位移S，計算以為圓心，S為 半徑的圓與到(#,<)線段的交點，計算混合定位坐標《￥)，將該混合定位坐標作 為移動信息收集設備的當前位置坐標，跳到步驟1);混合定位坐標的計算方法如下：

【主權項】
1. 一種基于STM32微處理器的智能人體搜尋系統，其特征在于:包括至少一個移動信息 收集設備和至少2個以上的人體搜尋設備，其中，所述移動信息收集設備包括用于設備行駛 轉向的第一轉向舵機模塊、用于驅動設備電機的直流電機驅動模塊、用于避讓障礙物的超 聲波避障模塊、用于獲取設備經煒度的第一北斗定位模塊、用于與人體搜尋設備通信的第 一無線通信模塊、用于顯示信息的顯示模塊、用于存儲人體搜尋設備的受困人員搜尋信息 的數據存儲模塊、用于測量設備當前速度并反饋調速的速度傳感器、用于數據采集、分析與 處理的第一 STM32微處理器模塊和用于提供+5V和+3.3V直流電源電壓的第一供電模塊，所 述的第一轉向舵機模塊、超聲波避障模塊、第一無線通信模塊、數據存儲模塊、速度傳感器、 顯示模塊、第一北斗定位模塊和直流電機驅動模塊均與第一 STM32微處理器模塊連接，所述 的第一轉向舵機模塊、超聲波避障模塊、第一無線通信模塊、數據存儲模塊、速度傳感器、顯 示模塊、第一北斗定位模塊、直流電機驅動模塊和第一 STM32微處理器模塊均與第一電源模 塊連接。所述的移動信息收集設備的第一無線通信模塊與所述的人體搜尋設備的第二無線 通信模塊無線連接。2. 如權利要求1所述的一種基于STM32微處理器的智能人體搜尋系統，其特征在于:所 述人體搜尋設備包括搜尋人體紅外信號的紅外人體感應模塊、用于調整紅外人體感應模塊 和語音搜尋模塊檢測方向的第二轉向舵機模塊、用于獲取設備經煒度的第二北斗定位模 塊、用于與移動信息收集設備通信的第二無線通信模塊、用于發送搜救語音信息和接收受 困人員語音信息的語音搜尋模塊、用于數據采集、分析和處理處理的第二STM32微處理器模 塊和用于提供+5V和+3.3V直流電源電壓的第二電源模塊，所述的紅外人體感應模塊、第二 轉向舵機模塊、第二北斗定位模塊、第二無線通信模塊和語音搜尋模塊均與第二STM32微處 理器模塊連接，所述的紅外人體感應模塊、第二轉向舵機模塊、第二北斗定位模塊、第二無 線通信模塊、語音搜尋模塊和第二STM32微處理器模塊均與第二電源模塊連接。3. 如權利要求1或2所述的一種基于STM32微處理器的智能人體搜尋系統，其特征在于： 所述第一 STM32微處理器模塊包括用于根據人體搜尋設備的位置信息通過混合定位方法獲 得移動信息收集設備位置的混合定位單元。4. 如權利要求1或2所述的一種基于STM32微處理器的智能人體搜尋系統，其特征在于： 所述速度傳感器為歐姆龍編碼器，所述顯示模塊為OLED顯示模塊。5. -種移動信息收集設備的混合定位方法，其特征在于：智能人體搜尋系統包括至少 一個移動信息收集設備和至少2個以上的人體搜尋設備，所述混合定位方法包含如下步驟： 1) 參數初始化：當前時刻k = 0，移動位移S = 0，北斗定位坐標(xB，yB) = (0，0)，其中，k的 單位是秒，S和(xB，yB)的單位是米； 2) 向周圍人體搜尋設備發送信息查詢包，并接收人體搜尋設備的位置信息包，讀取該 位置信息包中人體搜尋設備ID、位置坐標、通信鏈路RSSI值、包獲取時間信息，更新其位置 信息表； 3) 分析位置信息表中每一個人體搜尋設備的包獲取時間，如果人體搜尋設備的包獲取 時間超過預設時限(例如30s)，則刪除位置信息表中該人體搜尋設備的信息； 4) 如果位置信息包中不在同一個直線上的位置個數大于2,跳到步驟5)，否則判斷第一 北斗定位模塊是否工作正常；如果第一北斗定位模塊工作不正常，則移動信息收集設備向 前移動，如果前方有障礙物，則隨機轉向，直到第一北斗定位模塊工作正常，跳到步驟1);如 果第一北斗定位模塊工作正常，通過經煒度數據獲得北斗定位坐標(xB，yB)，并將該坐標作 為移動信息收集設備的當前位置坐標，跳到步驟1); 5) 分析第一北斗定位模塊是否工作正常，如果第一北斗定位模塊工作不正常，則判斷 最近更新的北斗定位坐標是否有效;如果最近更新的北斗定位坐標有效，跳到步驟6)，否則 移動信息收集設備向前移動;如果前方有障礙物，則隨機轉向，直到第一北斗定位模塊工作 正常，跳到步驟1);如果北斗定位模塊工作正常，則判斷其是否有經煒度數據輸出；如果沒 有經煒度數據輸出，則跳到步驟6)，否則更新北斗定位坐標(x B，yB)，且令(4,.〇(八/)，當 前時刻k=0，移動位移S = 0，跳到步驟6); 6) 通過位置信息表中RSSI值，計算移動信息收集設備到位置信息表中每一個人體搜尋 設備的距離，并根據所有人體搜尋設備的位置坐標，采用極大似然估計算法計算其能量定 位坐標，k = k+l，采用Kalman濾波算法對該能量定位坐標進行濾波，消除誤差，獲得濾波后 的能量定位坐標，jf); 7) 通過位移傳感器計算k-1時刻到k時刻的移動位移S，計算以為圓心，S為半徑 的圓與到(?>線段的交點，計算混合定位坐標(《)，將該混合定位坐標作為移 動信息收集設備的當前位置坐標，跳到步驟1);所述混合定位坐標的計算公式如下：
【文檔編號】G01S19/48GK105866813SQ201610234731
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】陳友榮, 盧賢貫, 陳俊潔, 陸思, 陸思一, 萬錦昊, 任條娟
【申請人】浙江樹人大學