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物联网技术在地震受困人员应急搜救中的应用研究

更新时间：2019-12-21 21:25:16 大小：1M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：物联网 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

为能在搜救地震受困人员时,实时监测灾区情况,增强实时性及降低搜救误差,研究物联网技术在地震受困人员应急搜救中的应用,设计基于物联网的地震应急搜救系统,采用RFID识读器将采集的数据通过互联网传输至数据处理中心服务器上,再反馈至灾区信息处理子系统中的监测防御模块中,若出现异常情况则开启射频模块,命令现场报警装置响应报警应急搜救信号;通过蚁群算法获取最优搜救路线,及时搜救地震受困人员.实验结果表明,设计系统可有效搜救地震受困人员,且系统的吞吐率高达90％,搜救准确率均值高达97.6％,耗时均值仅为0.88 h,具有较高的搜救准确率和搜救效率.

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地
震
工
程
学
报
第
卷
41  
第
期
3
Vol.41 No.3  
,
年
月
2019 6  
June 2019  
CHINAEARTHQUAKEENGINEERINGJOURNAL  
, , ,  
吴红亚 郇战 顾卫杰 等 物联网技术在地震受困人员应急搜救中的应用研究  
[] , , (): :  
地震工程学报  
J . 2019 41 3 788-792.doi 10.  
.
/
3969 .issn.1000ꢀ0844.2019.03.788  
j
,
,
,
j
WUHon a HUANZhanGUWeiieetal.InternetofThinsTechnolo A liedtoEarthuakeEmerenc SearchandRes-  
gy gy pp g y  
g
q
[]  
, , ():  
: /  
j
cueofTra edPersonnelJ .ChinaEarthuakeEnineerin Journal2019 41 3 788-792.doi 10.3969 .issn.1000ꢀ0844.2019.  
pp g g  
q
03.788  
物联网技术在地震受困人员应急搜救中的应用研究  
2
1
1
吴红亚1 郇 战 顾卫杰 王云良  
,
,
,
(
1.  
,
;
213164  
常州机电职业技术学院 江苏省物联网与制造业信息化工程技术研究开发中心 江苏 常州  
,
)
213164  
常州大学信息科学与工程学院 江苏 常州  
2.  
,
,
,
:为能在搜救地震受困人员时 实时监测灾区情况 增强实时性及降低搜救误差 研究物联网技  
摘要  
,
,
术在地震受困人员应急搜救中的应用 设计基于物联网的地震应急搜救系统 采用  
识读器将  
RFID  
,
采集的数据通过互联网传输至数据处理中心服务器上 再反馈至灾区信息处理子系统中的监测防  
,
,
;
御模块中 若出现异常情况则开启射频模块 命令现场报警装置响应报警应急搜救信号 通过蚁群  
,
.
,
算法获取最优搜救路线 及时搜救地震受困人员 实验结果表明 设计系统可有效搜救地震受困人  
,
,
,
,
具有较高的搜  
0.88h  
员 且系统的吞吐率高达  
搜救准确率均值高达  
耗时均值仅为  
90％  
97.6％  
.
救准确率和搜救效率  
;
;
;
;
RFID  
;
识读器 蚁群算法  
:物联网 地震 受困人员 应急搜救  
关键词  
:
:
A
: ( )  
1000ꢀ0844 2019 03ꢀ0788ꢀ06  
中图分类号  
文献标志码  
文章编号  
TP391.9  
: /  
DOI 10.3969 .issn.1000ꢀ0844.2019.03.788  
j
Internet of Thin s Technolo A lied to Earth uake Emer enc  
gy pp g y  
g
q
Search and Rescue of Tra ed Personnel  
pp  
1
2
1
1
g
,
,
,
j
WUHon a HUANZhan GUWeiie WANGYunlian  
gy  
(
1 .J ian su Internet o Thin s and Manu acturin Industr In ormatization En ineerin Technolo Research and Develo ment  
gy  
g
f
g
f
g
y
f
g
g
p
,
,
,
,
;
Center Chan zhou Vocational Institute o Mechatronic Technolo  
gy  
Chan zhou 2131 64 J ian su China  
g
f
g
g
,
,
,
,
)
2 .School o In ormation Science and En ineerin Chan zhou Universit Chan zhou 2131 64 J ian su China  
f
f
g
g
g
y
g
g
:
,
Abstract Tomonitorconditionsindisasterareasinrealtime enhancerea-ltime erformanceand  
p
,
reducetheerrorofsearchandrescue thea licationoftheInternetofThin stechnolo in  
pp gy  
g
,
earth uakeemer enc searchandrescueoftra ed ersonnelwasstudied anda liedtothede-  
g y pp p pp  
q
si nofanearth uakeemer enc searchandrescues stem.Thecollecteddataweretransmitted  
g y  
g
q
y
,
throu htheInternettothedata rocessin centerserverb aRFIDreader andthenfedbackto  
p g  
g
y
themonitorin anddefensemoduleoftheinformation rocessin subs steminthedisasterarea.  
p g y  
g
,
Ifanabnormalsituationoccurred theradiofreuenc modulewouldbeturnedontoorderthein-  
q y  
:
收稿日期  
2018-09-29  
:
(
);  
(
〔 〕 );  
江苏省高等职业教育高水  
基金项目 国家自然科学基金项目  
江苏省高水平高等职业院校建设项目 苏教高  
号
61772248  
2018 2  
(
);  
“
”
(
〔 〕 );  
平骨干专业建设项目 苏教高﹝  
﹞
号
江苏高校 青蓝工程 资助项目 苏教师  
号
2018 12  
常州市高技术研究  
2017 12  
(
)
重点实验室项目  
CM20183002  
:
(
1981ꢀ  
), ,  
, , ,  
:
ꢁ
: ꢁ  
E-mail toni8110＠163.com  
第一作者简介 吴红亚  
万方数据  
女 江苏常州人 硕士 讲师 主要研究方向 物联网应用技术  
789  
, :  
吴红亚 等 物联网技术在地震受困人员应急搜救中的应用研究  
第
卷 第 期  
41 3  
situalarmdevicetores ondtotheemer enc searchandrescuesi nal.Theo timalsearchand  
g y  
p
g
p
,
rescueroutecouldbecalculatedwiththeantcolon al orithm andtheearth uaketra ed er-  
y g q pp p  
sonnelcouldbetimel searchedandrescued.Theex erimentalresultsshowedthatthedesi ned  
y
p
g
s stemcaneffectivel searchandrescueearth uaketra ed ersonnel.Thethrou h utofthe  
pp p g p  
y
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,
,
s stemwasashi has90％ theavera eaccurac rateofsearchandrescueashi has97.6％ and  
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theavera econsumin timewasonl 0.88h.Thes stemshowedhi hsearchandrescueaccurac  
y
g
g
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y
g
andefficienc .  
y
:
;
;
;
;
Ke words Internetofthin s earth uake tra ed ersonnel emer enc search and rescue  
g
q
pp p  
g y  
y
;
RFIDreader antcolon al orithm  
y g  
()  
块[]  
由
和卫星组成的物联网精确定位模  
引言  
3 GPS  
6 ꢁ  
0
,
当前我国地震发生频率较高 严重威胁了人们  
()  
、
由微处理器 单片机和软件系统以及在线  
4
,
的生命和财产安全 对地震受困人员的准确搜救是  
,
数据库等组成 用于分析和决策灾区环境数据的主  
ꢁ
人们关注的重要问题 目前相关学者对 地震受困  
控制器[] 系统整体结构图用图 描述  
7 ꢁ  
ꢁ
1
,
:
人员的应急搜救方法进行研究 得到的 结果有 文  
[]  
,
根据多目标规划模型的特点 构建灾后应急  
献
1
,
救援队伍派遣及道路重建的联合规划模型 仅能在  
,
;
灾后进行应急救援 实时性较低且误差 较大 文献  
[]  
设计震后应急物流动态选址 联运问题的 双 层  
2
-
,
规划模型 由于模型中采用的混合遗传算法稳定性  
,
; []  
3
较差 导致规划路线误差较大 文献 设计地震应  
,
急救援差异性查询系统 其采用的多源数据处理与  
,
集成方法较为复杂 在应急搜救路径规划中速度较  
ꢁ []  
慢
文献 研究了基于物联网的感知矿山体系结  
4
,
,
构与关键技术 侧重于矿山环境的感知 分析 缺乏  
,
矿山坍塌后人员搜救路径构建的分析 具有较高的  
ꢁ []  
局限性 文献 分析了地震烈度应急遥感评估方  
5
图
系统整体架构图  
1
,
,
法 仅能对地震烈度情况进行分析 无法 有效检测  
Fi .1 Overallarchitecturediaramofthes stem  
g
g
y
,
出地震区域中受困人员位置 不能实现地震受困人  
ꢁ
识读器设计  
员的应急搜救  
为提高搜救地震受困人员的实时性及准确率  
1.2 RFID  
,
,
识读器采集地震信息 并通过  
系统通过  
RFID  
各类传感器采集地震灾区中每个物联网单元 传感  
[8]ꢁ  
系统采用的传感器都是开  
,
(
本文设计基于物联网的地震应急搜救系统 实时监  
)
,
网络节点 中的数据  
控灾区情况及时报警应急搜救 并采用基于蚁群算  
,
,
关量传感器 如果监测参数大于设定的安全阈值 传  
法的最优应急搜救路线选择方法来获取最优应急搜  
,
,
,
感器和单片机连接的引脚电平会上下波动 只有在  
救路线 提高地震受困人员搜救的效率和准确率 最  
ꢁ
同一个监测防区里和单片机连接的各个传感器都出  
大程度确保人民群众的生命和财产安全  
,
,
现引脚变动时 逻辑关系为有效 单片机便判定此次  
基于物联网的地震应急搜救系统  
系统整体结构设计  
1
报警有效[]  
识读器的功能是传输传感器采  
9 ꢁ  
RFID  
集的地震灾区数据[ ] 将采集的地震灾区数据信息  
10  
,
1.1  
,
通过互联网传输至数据处理中心服务器上 然后反  
:
本文系统由下述几个模块构成  
,
馈至灾区信息处理子系统中的监测防区模块中 该  
()  
监测地震的各种传感器构成的无线传感网  
1
种设计 过 程 可 有 效 提 升 数 据 的 实 时 性 和 传 输 效  
ꢁ
络模块  
率[ ] 传感网络节点与  
识读器交互过程用  
11 ꢁ  
() 、  
标志 传输灾区每个物联网单元各方面状  
2
RFID  
万方数据  
ꢁ
描述  
2
图
ꢁ
况的  
模块和基于无线射频技术的通信工具  
RFID  

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