生命探测器.docxVIP

基于安卓手机的生命探测器摘 要:本文介绍了进行人体红外探测的原理,详述了ARM嵌入式生命探测仪的设计流程,并介绍了基于手机终端蓝牙客户端应用的设计，通过ARM平台的强大的实时准确处理功能和蓝牙模块无线传输的特性,从而提高地震灾后受害者的救援行动的速度和精确性。关键词:ARM 嵌入式 红外 生命探测 手机终端1 基本原理本文将近年来发展迅速的嵌入式技术，功能强大的智能手机与红外探测技术相结合, 进行了ARM嵌入式生命探测仪的开发设计。首先, 通过红外技术进行非接触性探测,收集人体温度相关数据，然后,利用ARM嵌入式平台提供的实时准确的处理功能, 从而对废墟下的受害者进行较精确的定位, 经过蓝牙模块发送给手机终端设备，大大提高救援工作的效率。人体是一个天然的红外辐射源,源源不断地向四周散发红外辐射能量。人体红外辐射能量波长集中在中心波长为9.4 μ m相邻范围内,人体皮肤的红外辐射范围为3 μ m～50 μm,其中8μm～14μm的红外辐射源占到全部辐射能量的46%,这个波段是设计人体红外探测仪的一个重要技术参数。光学系统(菲聂耳透镜)将接收到的人体红外辐射能量聚焦在热释电红外传感器上。当人体在光学系统允许的范围内发生相对移动时,就会接收到发生变化的能量,传感器输出一个变化的信号,信号再经电路放大、滤波、判别等处理后，经过蓝牙模块发送给手机终端进行显示定位，从而提高救援工作的效率。2 系统总体设计嵌入式生命探测仪有数据信息采集模块,数据转换模块,数据处理模块，数据发送模块和显示模块等组成。数据采集模块将通过热释电红外传感器采集人体体温信号,信号经过放大、滤波、整形后,送给数据转换模块进行转换处理。转换后的信号由系统发送给数据处理模块进行判断,最终将根据判断后的结果通过蓝牙模块发送给手机终端进行显示处理。系统框架如图.1所示。图.1 系统框架3 各功能模块设计3.1 体温数据采集模块本模块由菲聂耳透镜,被动式热释电红外传感器,放大器,滤波器等构成, 结构框图如图.2。菲聂耳透镜的作用:一、聚焦作用,将人体热释的红外信号折射(反射)到热释电红外传感器上;二、将警戒区分为若干个明区和暗区使进入警戒区的移动物体通过温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化热释红外信号,从而使传感器产生变化的电信号。图.2 数据采集模块热释电红外传感器能将波长为8μm～12μm之间的红外信号变化转变为电信号,并能对自然界中的白光信号具有抑制作用,因此在被动红外探测器的警戒区内,当无人体移动时,热释电红外感应器感应到的只是背景温度,当人体进入警戒区,通过菲涅尔透镜,热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号。因此,红外探测器的红外探测的基本概念就是感应移动物体与背景物体的温度的差异。人体体温一般在37°C所以会发出的特定波长在10μm附近的红外线区,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。3.2 数据转换模块本模块利用S3C2440开发板板载ADC来将放大滤波整形后的模拟信号转化为对应的数字信号,转换后送入总线,以便后来的数据比较处理过程。ADC转换器是10位的复用A/D输入管脚(Ain7:0),采用逐次逼近的工作模式,可以工作在掉电模式下, 模拟输入电压范围为:0～3V,10位转换时间=2.44us。A/D转换器的基本时钟由VPB时钟提供, 可编程分频器可将时钟调整至逐步逼近转换所需的Burst转换模式, 可选择由输入跳变或定时器匹配信号触发转换。ADC转换器相关寄存器:A/D控制寄存器(ADCCON)和A/D数据寄存器(ADCDAT)。其中, ADCCON选择操作模式, 必须在A/D转换发生之前设置好A/D控制寄存器;ADCDAT包含了A/D控制的DONE比特位(当DONE为1时,转换完成)和转换的1 0位结果。3.3 数据处理模块数据处理模块采用三星公司S3C2440开发板,是整个系统平台的核心。通过ARM920T核强大的实时数据处理能力来将ADC模数转换器转换数字信号与人体标准体温进行比较,从而判断废墟下是否有人存在。主板的核心芯片采用三星公司的ARM处理器mini2440。mini2440采用SamsungS3C2440为微处理器，它采用ARM920T内核，并采用专业稳定的CPU内核电源芯片和复位芯片来保证系统运行时的稳定性，具有高性能、低功耗、接口丰富等特性。主板提供多种扩展应用接口的支持。3.4 蓝牙通信系统硬件设计蓝牙通信系统的硬件设计主要有蓝牙模块的选择、ARM芯片的设计、蓝牙通信系统硬件结构分析、ARM与蓝牙模块的接口电路和带蓝牙功能的手机终端，这些硬件用来实现蓝牙通信系统的无线传输。英国公司CSR的蓝牙模块BlueCore5是实现本设计的关键器件，通过对BlueCore5 的设计实现基于ARM的嵌