多技术融合的生命探测仪“SR”的设计

摘 要 进入21世纪以来科技迅猛发展，然而，在自然灾害面前，人类总是渺小的。鉴于地震给人们带来的巨大伤害，笔者基于对各学术期刊上关于生命探测仪的现状与发展研究的学术论文的研读，以及对现有生命探测仪的了解研究，结合相关资料的调查分析，融合了多种技术，构想了一款更具实际操作价值的生命探测仪。

关键词 地震 生命探测仪 SR（Snake Robat） 多技术融合

中图分类号：TN215 文献标识码：A

1多技术融合的生命探测仪的研究意义

地震、滑坡、泥石流、雪崩等自然灾害已经严重影响和制约了人类社会经济的发展。21世纪以来，全世界已有约500万人死于各种自然灾害，8亿人生活受到影响，人类每年创造的财富约有10%被各种自然灾害吞噬。作为一个多地震的国家，我国本世纪已经发生多次强地震（近年来所发生的大地震情况分布及其所带来的灾难如表1所示）。我国与其他国家相比，在应对地震灾难方面显然还存在着许多不足之处。

面对如此频繁的地震灾害，当务之急是开发新技术新设备提高灾后紧急搜救的能力。因此，研究多技术融合的生命探测仪可以为灾后的救援工作提供有力的帮助。这对保护人民生命、体现以人为本、构建和谐社会、维护社会稳定具有重要意义。

2基于多技术融合的生命探测仪“SR”的设计原理

面对地震，虽然已经拥有了多种高科技的生命探测仪，但是事实证明各种探测仪器均存在一定的缺点。本文即基于现有探测仪的各种性能比较，设计一种全新的探测仪器――“探命蛇”（Snake Robat，简称“SR”）。

2.1简介

“SR”作为一种需要在废墟中搜救生命的先进仪器，它具有蛇一样的外形，是一种融合了先进的红外线光感技术和雷达声波技术，可对灾后地区实行搜救的探测工具。

2.2主要构成

2.2.1蛇皮――铬金属的融合

铬是“SR蛇皮”的主要组成成分。据现有资料分析可知，铬（也可叫可多米）镀在金属上可以防锈，既坚固又美观。而且，铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在炽热的状态下，氧化也十分地缓慢，且不溶于水，其质硬而脆，是坚硬“铠甲”的不二之选。

2.2.2蛇形――精巧的设计

此外，为了便于在乱石缝隙中穿梭自如，“SR”的体型应尽可能的小。这就对其内部的零件设计有了很高的要求（做到“麻雀虽小，五脏俱全”的地步）。它的主体非常柔韧，像是通下水道用的蛇皮管，能在瓦砾堆中自由扭动。

2.2.3蛇眼――光感与视频技术的融合

“SR”的头上装有一个微型的生命感应器，主要是利用光反射进行生命探测生成清晰的图像以供搜救人员探查废墟中的具体情况。它的主要功能是，随时随地都能感受到微弱的生命迹象。

2.2.4蛇耳――扩声器的运用

“SR”头部两侧还有一双十分小巧玲珑的“耳朵”――扩声器，目的是用来“倾听”十分微弱的呼吸频率和心跳。

2.2.5蛇信――电磁波与雷达技术的融合

“SR”的“蛇信子”采用以电磁波探测为媒介，探测呼吸、心跳所引起的人体体表微动，进而提取所需的生命体征参数，并判断有无生命体存在的超宽谱生命探测雷达。

2.2.6蛇身――视频与音频以及通讯技术的融合

“SR”身体里“隐藏”着的微型摄像头和话筒将伤员情况传达给外界，这样，搜救人员就能通过电脑监控视频了解到废墟之中的情况甚至于与伤员进行简短的通话。为了保证不受震后网络瘫痪的干扰，“SR”采用的通讯技术是Zigbee技术。

3可行性及设计优势分析

“SR”铬金属的融合使得其具有坚硬的外壳，又不失柔韧，在取材上实现了创新。呈“蛇身”的形体，使得在瓦砾碎石中行动自如。

由微型的生命感应器组成的“蛇眼”探头，可深入极微小的缝隙探测，准确发现被困人员，其深度可达几十米以上，特别适用于对难以到达的地方进行快速的定性检查。相对于现下的热红外线探测仪来说，“SR”结合了先进的光反射技术，夜视功能更强、探测距离更远，微小的体型，携带便捷，克服了热红外线探测仪行动不便的缺点。

“SR”的“蛇信”汲取了超宽谱生命探测雷达技术的精髓，具有发射脉冲极窄、高距离分辨率、穿透能力强和较好的抗干扰能力等优点，避免了声波探测仪容易受周围宽频噪声影响大的弊端。且结合了电磁波技术，能够利用光的干涉、衍射、偏振.在全息投影技术中使人们视觉上看到立体影像，再加上“蛇身”里隐藏的CCD微型摄像头，具有体积小重量轻，功耗小，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；灵敏度高，动态范围大；响应速度快，生产成本低等特点。还采用了三维激光扫描系统，图像采集的分辨率不低于680-480，测量精确、范围广，大大提高了搜救的准确度。

“蛇耳”部分的扩声器与隐藏在“蛇身”中的话筒相结合，不仅可以使外界“听到”废墟中虚弱的呼救声，而且可以与伤员进行简短的通话，在实行有效施救时可安抚伤员情绪。

而所采用的Zigbee通讯技术组成的是一种低速率的无线区域网，具有结构简单、成本低廉并且网络容量大等优点，其数据传输可靠、通信范围广，适合于在复杂的巷道结构中及时与救援人员取得联系，执行监测和搜救任务。

4总结

本文通过对生命探测仪技术相关的一些学术论文的研读，并经过一定的研究探讨，在一些先进技术的基础上，针对现有最具代表性的生命探测仪的优缺点，构想出以上一款多技术融合的生命探测仪“SR”。笔者认为，灾难带给我们的思考并不仅仅是上述的一个“SR”的构想，更应该值得我们永久地去探究未来的高深科技。

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