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智能腰带 破解自救难题
2016年08月13日 09:15:05来源:作者:
【摘要】 ”这款智能腰带为解决在灾难发生时的应急通讯、定位而设计,具有语音对讲、无线电定向定位、FM收音、缓降绳索四大功能。智能腰带还具有“绳索缓降”的功能,设计有凯夫拉绳索和阻尼装置,可用于被困高处的人员实施自救。

灾难发生时,怎样才能迅速地自救?如何帮助搜救人员高效完成救援?恐怕只有将救援设备带在身上才能实现。可是人们在日常生活中又怎能随时带着繁琐的设备呢?为此,来自人大附中初三年级的童敬懿发明了一款便携式、可穿戴的救援设备——智能腰带,可将四大救援功能同时收纳到腰间。该项目在今年的北京青少年科技创新大赛上获得了二等奖的好成绩。

随身穿戴方便随时自救

“近年来汶川地震、玉树地震、天津港爆炸等灾害不断发生,造成大量人员伤亡,其中更有许多学生、儿童,让人惋惜不已。”童敬懿解释自己发明的原因。“快”是营救被困人员的首要要求,营救幸存者的黄金时间在灾后第一个24小时,而24小时后发现幸存者的机会就大为减少。因此,稳定、可靠的通讯、定位能力对搜救工作有着巨大的作用。

“电子信号技术、互联网技术正在给世界带来日新月异的变化,人与人、物与物都处于联通状态。但是地震等不可抗拒的自然灾害发生时,电力系统、通信系统难免会处于崩溃状态,这时候被困人员的搜救工作将非常困难。”如何解决这些问题,让初三的童敬懿费尽了心思。

在灾难发生时,怎样才能同时解决应急通讯和定位等难题?童敬懿认为,最便捷的方式就是将相关搜救设备同时带在身旁。“腰带是人们日常生活中必不可少的衣饰配件,如果能把所有功能集成到腰带里,让大家每天穿着上班,就能解决随身携带的麻烦。”由此,他想到了制作一款可穿戴设备——智能腰带。

四大救援功能收纳腰间

童敬懿介绍,智能腰带由硬件电路、腰带扣、腰带三部分组成,“硬件电路安装于腰带扣里。”这款智能腰带为解决在灾难发生时的应急通讯、定位而设计,具有语音对讲、无线电定向定位、FM收音、缓降绳索四大功能。

其中,语音对讲功能可以让被困人员实现与外界沟通,及时了解相互状态,“这样可以给被困人员以安慰和希望。”无线电定向定位功能用于周期发送无线电信标信号,搜救人员使用无线测向机就能够准确找到被困人员的位置,及时进行营救。“在无线对讲模式下,通过按钮来控制接收还是发射;在无线信标模式下,电路发出‘嘟嘟’两声,每隔3秒发射一次。采用可充电的锂电池供电,配以USB充电电路。”

FM收音功能则可以收听新闻广播,接收灾害预警信息,听从救援指挥。还能接收电台的报警语音信号,推动喇叭报警,具有自动搜台、音量调节功能。

此外,智能腰带还具有“绳索缓降”的功能,设计有凯夫拉绳索和阻尼装置,可用于被困高处的人员实施自救。凯夫拉绳索具有密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型的特点。其强度为同等质量钢铁的5倍,但密度仅为钢铁的五分之一,所以可以作为轻便的绳索藏于智能腰带内。“形象地说,直径仅2毫米,就能承担800磅重的质量。”

搜救精确度可达1米以内

“这款智能搜救腰带从想法到最终完成一共花费了一年半的时间,而其中花费时间最长的要数项目功能的测试环节。”童敬懿告诉记者,经测试,对讲机的通讯距离在空旷环境下可达3000米以上,即使是在地下室的环境下也能超过500米。

除了通讯距离以外,定位的精准程度如何保障呢?童敬懿发现,虽然对讲机也能进行定位,且接收距离超过3000米的范围,然而精确度却并不理想。几经试验,童敬懿决定采用手持信标接收机来实现精准定位的功能。“经测试,手持信标接收机接收距离大于400米,可与对讲机视情况选择使用。”童敬懿解释,当距离较远时先用对讲机进行定向,缩短距离,当手持信标接收机能收到信号后,改由手持信标接收机进行精确地定向定位。“手持信标接收机的定位精确度高达1米以内,非常适合用于人员的搜救工作。”

经过紧张而有序的开发和实验,智能腰带已完成样机的开发工作,基本指标达到了预期的设计要求,其电池续航、通讯距离、定位精确可满足被困人员自救,以及协助搜救工作的需要。童敬懿表示,未来希望通过对项目的改进,能够为它补充一些附加的功能,“比如说健身功能,包括体脂测算及计步器等运动项目。”另外,在搜救方面,他还在探索将快速充气装置与腰带相融合,“这样洪水发生时,人们就能自带‘救生圈’浮在水面,得以获救。”记者 孙乐琪 文并图

责任编辑: admin

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