石化作业可穿戴式智能应急信息装备系统研究.pdfVIP

第25卷 第6期 广东石油化工学院学报 V01．25 N06． 2015年 12月 JournalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnology December20l5 石化作业可穿戴式智能应急信息装备系统研究 王锟湃，柯文德 (广东石油化工学院 计算机与电子信息学院，广东茂名 525000) 摘要：以SFM32单片机为控制核心板，设计智能信息头盔、智能无线控制手表和用于实时与头盔传输的上位机软件，构建起 以智能信息头盔和智能信息手表为核心的可穿戴式的石化应急智能信息装备系统，用于对石化环境监测及拍摄、工作者脉 搏心率实时监测、动态石化环境毒气危险报警、精确 GPS定位系统定位以及协助工作者险情应急双向通话呼救等功能，并 通过无线通讯传输技术，实现计算机端上位机软件对石化环境的远程实时监控。实验验证了方法的有效性。 关键词：可穿戴设备 ；石化；信息采集；应急 中图分类号：TP273 ．5 文献标识码：A 文章编号：2095—2562(2o15)o6—0088—05 多传感器信息融合与无线信息通讯控制技术是智能科技产品研究领域的热点课题 ¨]，通过利用多 个传感器资源及其采集信息，组合空间或时间上的冗余或互补数据，产生更可靠、更精确信息，用于为工作 人员提供准确有效的决策 “]。多传感器信息融合技术结合控制理论、人工智能、信号处理、概率统计的 研究成果 J，为工作者在各种复杂、不确定的环境中作业提供了一种关键技术解决途径I6-7]。石化作业环 境是动态复杂的高危作业环境，引入可穿戴式的石化应急智能信息装备非常必要，因此，本文将多传感器 信息融合及无线信息通讯控制技术结合起来，设计出可穿戴式的石化应急智能信息设备，以增强动态石化 作业工作人员对周围环境感知能力和移动通信能力 J，有效地提高预防灾害和灾后 自救能力，对保障动态 石化环境下作业的人员生命安全具有重要理论意义和实际价值 引。 1 核心硬件架构 智能信息头盔和信息手表，采用高强度混合塑料材料，经机械加工处理及架构设计，便于传感器、控制 器、通讯模块等的安装，具备轻质量、高硬度等优点，作为一个集成度较高的信息平台，方便携带，可满足动 态石化环境作业的安全性及可靠性。 1．1 控制版 基于STM32的cortex 芯片的核心控制板，由STM32最小系统模块，TFT—LCD液晶显示模块组成， 能够进行危险时刻的警报及现场决策显示，其原理图如图1所示。 1．2 RTC实时时钟 电池座与复位电路 提供内部实时时钟源，为了可使用充电电池作为实时时钟源，在VD1和VD3之问焊接上二极管VD2。 1．3 电源模块 一 个输出8．1V的电池和一个输出7．4v的电池分别给核心控制板(标准输入电压：5V)和GsM(输入 电压要求范围：5 24v)提供电压。由于CO浓度传感器，烟雾浓度传感器，温度传感器，GPS模块和蓝牙 收稿 日期：2015—09—10；修回日期：0215一II一02 基金项 目：2015年广东大学生科技创新培育专项(PDJH2015b0364，PDJH2015a0352)；0215年广东石油化工学院大学生创新创业训练 计划项 目(2015DCA005)；0215年广东石油化工学院大学生创新创业校级培育计划项 目(0215pyA012) 作者简介：王锟湃(1995一)，男，广东揭阳人，在读本科生，研究方向为机器人控制技术等。 通讯作者：柯文德(1976～)，男，广东茂名人，博士，教授，研究方向为机器人技术、人工智能、大学生竞赛能力培养等。 92 广东石油化工学院学报 2015焦 [5]袁燎原，章卫国，刘志君 ．容错传感器系统分层组合可靠性建模方法 [j]．传感技术学报，2014，27(4)：529—535． [6]李琼，杨晓祥．多传感器数据融合模型的研究[J]．计算机与现代化，2013(4)：158—161． [7]冯肖亮，文成林，刘伟峰，等．基于多传感器的序贯式融合有限域Hoo滤波方法[J]．自动化学报，2013，39(