基于多传感器信息融合的消防员室内定位系统的制作方法

文档序号:14185197阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于多传感器信息融合的消防员室内定位系统,其特征在于:包括消防应急灯具单元、单兵终端单元与控制单元;

所述消防应急灯具单元包括图像采集模块、灯具微控制器模块、灯具无线通信模块、报警模块和灯具电源模块;该单元通过灯具无线通信模块与外部的单兵终端单元和控制单元无线连接;

所述单兵终端单元包括惯性传感器模块、生命体征检测模块、气压检测模块、终端微控制器模块、终端无线通信模块和终端电源模块;该单元通过终端无线通信模块与外部的消防应急灯具单元和控制单元无线连接;

所述控制单元包括服务器和PC端显示模块;该单元通过其服务器无线接收消防应急灯具单元和单兵终端单元上传的数据。

2.根据权利要求1所述系统,其特征在于:所述消防应急灯具单元,包括:

图像采集模块,用于采集消防应急指示灯具附近的环境图像;

灯具无线通信模块,用于配合终端无线通信模块完成接收信号强度值RSSI的数据采集工作,并与控制单元的服务器无线连接传输数据;

报警模块,用于在检测到烟雾或高温时发出警示信号;

灯具微控制器模块,分别与图像采集模块、灯具无线通信模块以及报警模块双向电连接,用于接收这些模块从外界获取到信息,并对其进行处理后通过灯具无线通信模块将数据上传至控制单元的服务器中;

灯具电源模块,输出端与灯具微控制器模块电连接,单向输出,用于为消防应急灯具单元提供工作电压。

3.根据权利要求1所述系统,其特征在于:所述单兵终端单元,包括:

惯性传感器模块,用于采集消防员的运动状态以及位置变化相关数据;

生命体征检测模块,用于获取消防员的生命特征数据;

气压检测模块,用于获取消防员所在位置的气压强度值;

终端无线通信模块,用于采集与附近消防应急灯具之间通讯的接收信号强度值 RSSI数据,并与控制单元的服务器无线连接传输数据;

终端微控制器模块,分别与生命体征检测模块、气压检测模块以及终端无线通信模块双向电连接,与惯性传感器模块通过多向控制总线IIC相连接;用于对三轴传感器模块、生命体征检测模块以及气压检测模块采集的数据进行处理并判断,得到终端位置坐标、消防员生命特征数据以及所消防员所处位置的高度,并通过终端无线通信模块将这些数据上传至控制单元的服务器中;

终端电源模块,输出端与终端微控制器模块电连接,单向输出,用于为单兵终端单元提供工作电压。

4.根据权利要求1所述系统,其特征在于:所述控制单元设置于监控指挥中心,用于实时获知消防员的位置信息以及消防员的生命体征值。

5.根据权利要求2所述系统,其特征在于:所述图像采集模块采集的环境图像被灯具微控制器模块处理上传至控制单元后,最终以视频或图片形式于PC端显示模块中呈现。

6.根据权利要求2所述系统,其特征在于:所述灯具微控制器模块通过与图像采集模块双向连接,从中直接读取图像信息进行处理,同时将灯具电源模块提供的工作电压传输给图像采集模块。

7.根据权利要求3所述系统,其特征在于:所述惯性传感器模块包括加速度计三轴传感器、陀螺仪三轴传感器和磁力计三轴传感器,这三种三轴传感器用于采集消防员运动状态下的各项数据,并分别将各自得到的信息通过多向控制总线IIC传送给终端微控制器模块。

8.根据权利要求3所述系统,其特征在于:所述生命体征检测模块,至少包括心率传感器和血压传感器,用于检测消防员的心率和血压值。

9.根据权利要求1所述系统,其特征在于:所述灯具无线通信模块和终端无线通 信模块采用无线保真Wi-Fi、紫蜂ZigBee、蓝牙Bluetooth、超宽带UWB、窄带物联LoRa以及低功耗广域NB-IOT,其中任意一种或多种无线通信方式。

10.根据权利要求1所述系统,其特征在于:所述PC端显示模块显示的信息包括:

单兵终端单元上传的消防员位置及生命特征数据,用于直观判断消防员在火灾现场的具体位置、心率和血压;

消防应急灯具单元上传的消防应急灯具周围环境视频或图片,用于通过对火灾现场实际情况进行观察后,进一步确定消防员的位置。

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