本实用新型涉及人员运动轨迹及空间位置测量及定位领域，具体是一种测量人员运动轨迹及定位的无线传感器。
背景技术：
在消防灭火、应急救援、反恐处制等突发事件中各参战人员的位置及人员状态信息十分重要。应急情况发生时，如果在空旷的室外，如果有卫星信号可以用GPS或北斗信号进行定位和导航，如果预先布置有电信基站、AP节点、WIFI基站，则可以通过电信蜂窝或节点定位技术实现人员定位。但在实际生活中，发生火灾或应急事件的场所更多的是内部空间，比如地下空间、隧道、大型楼宇构筑物等内部空间。而这些场所安装有AP节点、WIFI基站等可用于定位的设施的几率很小。并且，部分场所虽然有，但在火灾等情况出现时原有设施能有效工作的几率也较低。因此需要通过一种传感器将参战人员的位置信息及时传回到后场指挥部，指挥人员看到根据人员位置坐标绘制的运动轨迹，从而知道参战单兵所处位置，并可以依靠单兵在一定时间内的运动情况，判断该单兵状态是否正常，是否需要对该单兵予以支援或支援的具体位置及路径。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提出一种测量人员运动轨迹及定位的无线传感器，是一种在无预先布置定位节点的条件下，测量人员运动轨迹及定位的无线传感器，该传感器同时支持蓝牙和Zigbee两种通讯协议，按照信号强度优先的原则在通讯之初自动选择通讯协议。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种测量人员运动轨迹及定位的无线传感器，包括一个铝制壳体，其中，所述铝制壳体设置在鞋垫后跟部中，在铝制壳体中设置有相互连接的电池电源、惯导传感器和蓝牙及Zigbee数据通讯模块，蓝牙及Zigbee数据通讯模块连接有天线，天线设置在铝制壳体的外侧，天线外设置有塑料罩，塑料罩与铝制壳体粘接连接。
方案进一步是：所述铝制壳体包括底壳和盖板，所述盖板环绕四周设置有凸缘，底壳上边缘设置有与所述凸缘相配的环形槽，环形槽中设置有橡胶“O”形圈，所述盖板的凸缘压迫橡胶“O”形圈将所述铝制壳体内腔密封。
方案进一步是：所述铝制壳体是一个上大下小的锥形体，盖板设置在锥形体的大端侧，铝制壳体大端侧冲向鞋底跟部内侧设置在鞋垫后跟部中。
方案进一步是：所述铝制壳体中设置有电池盒，电池电源放置在电池盒中，在所述盖板上设置有电池盒盖，电池盒盖与盖板之间通过密封圈密封。
本实用新型的有益效果是：传感器通过自穿鞋携带，是自身包含有电源系统的测量人员运动姿态及定位的无线传感器，传感器设置在鞋垫中可以将测携带该传感器的人员的位置坐标向外传输，并是可以通过蓝牙或Zigbee协议将数据传输至配对的无线数据采集器，结构紧凑方便携带。
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。
附图说明
图1 本实用新型结构示意图；
图2本实用新型铝制壳体结构示意图；
图3本实用新型壳体上端面示意图；
图4本实用新型壳体上端盖板上端面示意图。
具体实施方式
一种测量人员运动轨迹及定位的无线传感器，如图1、图2、图3和图4所示，包括一个铝制壳体3，其中，所述铝制壳体设置在鞋垫4后端跟部设置的凹槽中，在铝制壳体中设置有相互连接的电池电源、惯导传感器和蓝牙及Zigbee数据通讯模块1，蓝牙及Zigbee数据通讯模块包含在传感器数据处理芯片中，或者由传感器数据处理芯片连接控制，惯导传感器是MEMS惯导组件（加计和陀螺），蓝牙及Zigbee数据通讯模块为冗余设计，按照信号强度优先的原则在通讯之初自动选择通讯协议。蓝牙及Zigbee数据通讯模块连接有天线，天线设置在铝制壳体的外侧，天线外设置有塑料罩3.3，塑料罩与铝制壳体粘接连接。所述惯导传感组件及蓝牙和Zigbee通讯模块，它既可以通过MEMS惯导组件测量位置坐标，也可以将测得的位置坐标数据通过蓝牙或Zigbee无线输出至配对的无线采集器。应用时，惯导传感组件及蓝牙和Zigbee通讯模块在与无线采集器连通后，需要在现场某点通过无线采集器进行“打点”操作，并依设定路径走一段直线，使各传感器坐标值归零，初始方向统一。
其中：所述铝制壳体包括底壳3.2和盖板3.1，所述盖板环绕四周设置有凸缘，底壳上边缘设置有与所述凸缘相配的环形槽，环形槽中设置有橡胶“O”形圈3.7，所述盖板的凸缘压迫橡胶“O”形圈将所述铝制壳体内腔密封。
实施例中：所述铝制壳体是一个上大下小的锥形体，盖板设置在锥形体的大端侧，铝制壳体大端侧冲向鞋底跟部内侧设置在鞋垫后跟部中，此种结构可以使铝制壳体牢固的固定在鞋底4后端跟部设置的凹槽中而不被脱落。
如图4所示：所述铝制壳体中设置有电池盒，电池电源2放置在电池盒中，在所述盖板上设置有电池盒盖3.5，电池盒盖与盖板之间通过密封圈3.6密封。
供电电源为两节AAA电池，两节电池串联使用；电源开关设置在铝制壳体的侧面，天线罩3.3为工程塑料（ABS），天线罩与传感器本体外壳3.2之间通过密封粘合。电源开关具有防水性能，用密封胶传感器底壳上3.2上。传感器整体具有IP67的防护等级。
本实施例使用时需要与相应的无线采集器通讯，该采集器需要有蓝牙和Zigbee通讯功能，传感器在与无线采集器连通后，需要在现场某点通过无线采集器对传感器进行“打点”操作，使传感器坐标值归零。
本实施例中所述微型惯导传感组件可以测量运动载体的姿态参数即：横滚角、俯仰角、角速度、加速度。横滚角和俯仰角偏差经过具有适当增益的6态卡尔曼滤波而得到最优估计，适用于运动或振动状态下的姿态测量。
本实施例的传感器数据处理芯片采用STM32F071C8T6 32位ARM微控制器,并含12位ADC及DAC通道。
本实施例的传感器使用时，将盖板3.1朝上，即大面朝上，小面朝下，传感器天线朝向鞋垫后跟方向放置。
实施例中鞋垫后跟部位开有与壳体相匹配的腔体，即腔体具有里边大外边小的特点，人员行走时，壳体不会从鞋垫内脱落。
本实用新型可应用到消防灭火、应急救援、反恐处突等突发事件中各参战人员的定位及人员状态信息反馈，也可以应用于无预置节点的移动设备或人员的定位。