一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋的制作方法
【专利摘要】一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋，属于鞋。该跟踪鞋包括鞋体，所述鞋体上设有一容纳槽，所述容纳槽内安置一形状空间适配的消防跟踪盒；在鞋体上设有按钮组；所述消防跟踪盒内集有微控制单元、GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块、环境感应传感模块、语音警报模块、通讯模块以及电源，电源与GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块、环境感应传感模块、语音警报模块以及通讯模块等功能模块分别连接。优点：在火场消防队员专用鞋体上设置消防跟踪盒，借助通讯模块将火场作战消防队员的位置和火场灾情实时反馈于指挥人员，方便指挥人员掌握全局，最大程度的保证人民生命财产安全，尽可能降低火灾损失。
【专利说明】一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种鞋，特别是一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋。
【背景技术】
[0002]城市快速发展的同时也带来了巨大的火灾安全隐患，诱发火灾因素急剧增多，火灾一旦发生或救援不及，将会给人民的生命财产带来巨大的损失，这就给公安消防的灭火抢险工作提出了更高的要求。在实际火灾现场，消防队员凭着对火灾建筑的记忆路线冲在救险一线，但火场内部情况的复杂多变，不仅使得灭火救险效率低，甚至还可能威胁自身安全。
[0003]卫星导航技术的发展使得室外位置服务应用日益广泛，但由于建筑物等障碍物的遮挡，使得室内卫星信号急剧减弱甚至不存在，导致基于卫星信号的精确室内定位无法实现。也使得消防指挥人员无法获得当前火场作战队员的实时位置而难以进行指挥、调度和引导工作。专利号为【CN 203275661U】一种针对火场消防队员的室内定位系统，提出以GPS定位信息作为初始位置，利用惯导系统进行位置估算来实现消防队员室内位置的实时获取。但惯导系统本身受环境影响较大，且存在误差累积特征，在长时间运作时，定位精度大大降低。而更多基于WIFI等无线技术的室内定位，由于火灾发生时，难以保证电路的完备性，所以依靠外在的无线设备定位技术在火灾现场并不可靠。
[0004]申请公布号为【CN 103499808 A】将射频识别标签技术应用到消防员室内定位中的方法，提出在建筑物内部人员可能到达的区域内布置好无源RFID标签，并在建筑物设计图纸上标定每个RFID标签的室内位置坐标及其安装方向信息，通过消防员佩戴的智能头盔上安装的RFID阅读器对标签进行检测计算相应的位置坐标。该专利的定位方法类似基于信号强度的WIFI定位，根据采集得到的RFID标签功率水平配合相关算法程序实现室内定位。
实用新型内容
[0005]为了解决现有技术缺陷以及实现上述功能，本实用新型的目的是要提供一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋，能够有效帮助火场指挥人员快速做出精准合理的指挥、调度以及引导决策，最大程度的保障人民生命财产安全，降低火灾损失。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:该跟踪的鞋，包括鞋体，所述鞋体上设有容纳槽，容纳槽内安置一形状空间适配的消防跟踪盒；在鞋体上设有按钮组；
[0007]安装在消防跟踪盒内的微控制单元分别与GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块、环境感应传感模块、语音警报模块及通讯模块连接，微控制单元还与电源、按钮组连接。
[0008]所述容纳槽设在鞋底的脚后跟或脚弓位置；所述容纳槽固设在鞋帮的里衬和外衬之间；所述容纳槽固设在鞋面的里衬和外衬之间。
[0009]所述按钮组包括一开关按钮和一应急呼救按钮；所述开关按钮通过导线连接微控制单元和电源；所述应急呼救按钮与微控制单元连接。
[0010]所述鞋体在鞋底脚后跟侧面设有可开合的活动开口，所述活动开口容纳并排安置的鞋体充电插口和所述按钮组。
[0011]所述GPS模块用于室外定位；惯导系统模块用于室内或卫星信号微弱环境定位；所述标签识别模块包括一发射器和一接收器，用于识别室内绝对位置信息，辅助惯导系统进行室内定位。
[0012]所述环境感应传感模块包括温度传感器、气体传感器、湿度传感器、气压传感器，分别用于检测火灾现场的温度、气体类型及浓度、湿度和气压值；环境感应传感模块所采集环境指标数据由微控制单元通过通信模块传递于指挥人员，便于消防指挥人员实时掌握火场灾情。
[0013]有益效果，由于采用了上述方案，鞋体内集成了包括GPS、惯导和射频三种定位技术，实现室内外的高精度定位；同时利用传感技术实现火灾现场的环境指标实时检测监控；将消防队员的位置信息和火场灾情环境指标一起通过通讯模块传递给指挥人员，让指挥人员及时掌握火场全局，从而提高指挥、调度以及引导的决策能力。
[0014]①本实用新型借助非接触式、自动识别的射频技术辅助惯导系统实现高精度的室内定位。当鞋体上设置的标签识别模块靠近标签时，一次仅识别一个标签，获取对应的位置信息，及时纠正惯导系统的定位结果，极大的提高了室内定位精度；
[0015]②本实用新型将GPS定位技术、惯导定位技术和射频技术三者结合，能够实现实时的、高精度的室内外定位，保障消防指挥人员对消防队员的实时位置跟踪；
[0016]③本实用新型还结合使用了传感技术，利用环境感应传感器中的温度传感器、多气体传感器、湿度传感器、气压传感器分别检测火场的温度、气体类型及浓度、湿度和气压值等环境指标。通过通讯模块将这些环境指标数据发送给指挥人员，使得消防指挥人员能够及时掌握火场灾情；
[0017]④本实用新型提出针对火场消防队员作战跟踪的鞋，将定位及火情监控功能与鞋类结合，在保障实时定位与火场灾情检测监控的同时，因无需携带额外定位监测的硬件设备而很大程度地提高了消防队员的作战效率；与鞋类结合，其设计简单，安装便捷，因无需额外购买定位和灾情检测功能的载体硬件而大大的降低了制造成本。
[0018]⑤本实用新型有效的帮助消防指挥人员及时掌握消防作战人员的实时位置及火场实时灾情，统筹把握火场全局，从而很大程度上提高其指挥、调度和引导的决策能力，保障人民生命财产安全，尽最大可能降低火灾损失。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型所述鞋体的功能模块连接示意图。
[0020]图2为本实用新型所述鞋的工作原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面将参考附图并结合具体实施例，来详细说明本实用新型。
[0022]实施例1:本实用新型提供了一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋，包括鞋体，所述鞋体上设有容纳槽，该容纳槽设置在鞋底的脚后跟位置。在所述容纳槽中安置有形状空间适配的消防跟踪盒，该消防跟踪盒内集成安装有微控制单元、GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块、环境感应传感模块、语音警报模块、通讯模块以及电源。其中，微控制单元分别与GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块、环境感应传感模块、语音警报模块及通讯模块连接，微控制单元与电源、按钮组连接。
[0023]在鞋体的鞋底脚后跟位置的侧面设有可开合的活动开口，该活动开口内容纳并排安置的鞋体充电插口和一按钮组。充电插口通过软导线与容纳槽中的消防跟踪盒中的电源连接，鞋体通过充电插口有线连接外部电源为消防跟踪盒供电。按钮组包括一开关按钮和一应急呼救按钮。开关按钮通过导线连接微控制单元和电源，当消防员接到火灾警报时，便打开开关按钮，开启鞋体消防跟踪盒的运行模式；应急呼救按钮与微控制单元连接，用于当消防人员遇到突发状况或意外危险时，迅速按下应急呼救按钮，向外部指挥人员请求救援。
[0024]消防跟踪盒运行模式开启后，在室外环境，消防跟踪盒内的微控制单元以GPS定位模式进行实时位置确定，进入室内或卫星信号微弱环境，鞋体则自主切换至惯导系统定位模式，并以最后的GPS定位值作为惯导系统的最初始位置参数。事先在建筑物内方便人员经过的走廊或房间，直线处以10米间隔、转弯处在拐点安置应急位置标签，该标签为RFID标签，在各标签内写入对应位置的三维绝对坐标。当消防人员靠近建筑物位置标签时，鞋体标签发射器通过发射信号激活位置标签，接收器接收位置标签的回馈信息，然后标签识别模块进行自主解密，获取消防人员当前的三维绝对坐标，作为后续惯导系统定位的新初始位置参数。此外，消防跟踪盒内的环境感应传感模块包括温度传感器、气体传感器、湿度传感器、气压传感器。火灾现场往往容易积聚有一氧化碳、二氧化碳以及其他多种有毒有害气体，利用该气体传感器进行火场气体类型的识别及其浓度检测，同时环境感应传感器还检测火场现场的温度、湿度以及气压等多项指标。微控制单元将这些火场实时环境指标与消防人员的位置信息一起通过GSM/GPRS/3G/4G通讯模块传递给指挥系统，让指挥人员及时掌握实时灾情及消防人员的位置状态，帮助指挥人员快速决策指挥、调度和引导工作。当指挥人员在指挥显示终端看到消防人员的位置开始存在较大偏差时，及时发出位置更新的指令；当指挥人员在指挥显示终端看到环境指标出现危险预警时，迅速发出撤离的指令或者调度救援。当灾情环境指标检测超标时，鞋体上的语音警报模块第一时间发出灾情警报，提示消防人员立即做好防护或快速撤退。
[0025]所述的微控制单元、GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块、环境感应传感模块、语音警报模块和通讯模块均为市场购得，在微控制单元里安装已经公开使用的软件，微控制单元收到GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块及环境感应传感模块的信号后，输出端通过通讯模块输出控制信号给指挥系统，将超标环境信号传输给语音警报进行报警。
[0026]实施例2:与实施例1所不同的是:所述容纳槽设置在鞋底的脚弓位置，降低容纳槽的踩压受力。其他与实施例1同。
[0027]实施例3:所述鞋体的鞋帮，包括里衬和外衬，所述容纳槽固设在鞋帮的里衬和外衬之间。其他与实施例1同。
[0028]实施例4:所述鞋体的鞋面，包括里衬和外衬，所述容纳槽固设在鞋面的里衬和外衬之间。其他与实施例1同。
[0029]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是熟悉本【技术领域】的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
【权利要求】
1.一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋，包括鞋体，其特征在于:所述鞋体上设有容纳槽，容纳槽内安置一形状空间适配的消防跟踪盒；在鞋体上设有按钮组；安装在消防跟踪盒内的微控制单元分别与GPS模块、惯导系统模块、标签识别模块、环境感应传感模块、语音警报模块及通讯模块连接，微控制单元与电源、按钮组连接。
2.根据权利要求1所述一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋，其特征在于:所述容纳槽设在鞋底的脚后跟或脚弓位置；所述容纳槽固设在鞋帮的里衬和外衬之间；所述容纳槽固设在鞋面的里衬和外衬之间。
3.根据权利要求1所述一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋，其特征在于:所述按钮组包括一开关按钮和一应急呼救按钮；所述开关按钮通过导线连接微控制单元和电源；所述应急呼救按钮与微控制单元连接。
4.根据权利要求1所述一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋，其特征在于:所述鞋体在鞋底脚后跟侧面设有可开合的活动开口，所述活动开口容纳并排安置的鞋体充电插口和所述按钮组。
5.根据权利要求1所述一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋，其特征在于:所述GPS模块用于室外定位；惯导系统模块用于室内或卫星信号微弱环境定位；所述标签识别模块包括一发射器和一接收器，用于识别室内绝对位置信息，辅助惯导系统进行室内定位。
6.根据权利要求1所述一种针对火场消防队员作战跟踪的鞋，其特征在于:所述环境感应传感模块包括温度传感器、气体传感器、湿度传感器、气压传感器，分别用于检测火灾现场的温度、气体类型及浓度、湿度和气压值；环境感应传感模块所采集环境指标数据由微控制单元通过通信模块传递于指挥人员，便于消防指挥人员实时掌握火场灾情。
【文档编号】G01S19/48GK204028368SQ201420479898
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】王坚, 刘春燕, 胡安冬, 汪云甲 申请人:中国矿业大学