专利名称：一种嵌入生命体征检测装置的消防防护服的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种嵌入生命体征检测装置的消防防护服，属于消防装备技术领域。
背景技术：
随着社会经济的发展，人口与建筑密度日益增大，火灾发生的概率越来越大，扑救难度也越来越高。对于消防战斗员来说，火灾现场的突发情况随时都有可能威胁其人身安全，因此加强消防战斗员的个人防护尤为重要。传统的消防防护服属功能服装只能实现防火，隔热和阻燃等基本功能。而消防战斗员的生命体征无法被消防指挥员及时获知，这对保障消防战斗员的生命安全和消防现场的应急指挥非常重要。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够实时检测消防战斗员生命体征， 并把检测数据传送给消防指挥员的消防防护服。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种嵌入生命体征检测装置的消防防护服，包括消防防护服本体，其特征在于，所述的消防防护服本体中嵌有生命体征检测装置，所述的生命体征检测装置包括数据采集模块、无线传感网通信模块和电源模块，数据采集模块连接无线传感网通信模块，无线传感网通信模块连接天线，电源模块分别连接数据采集模块和无线传感网通信模块。本实用新型能实时感应消防战斗员的生命体征参数呼吸和脉搏，并把这些数据以无线的方式，传送到消防车控制系统。优选地，所述的数据采集模块包括依次连接的压电薄膜传感器、信号调理电路和电压比较电路，电压比较电路连接无线传感网通信模块。所述的压电薄膜传感器用于感知消防战斗员脉搏和呼吸的振动量并把这些振动量转化为电压信号，调理信号后，经过电压比较电路，使模拟电压信号变成数字信号输出。优选地，所述的压电薄膜传感器与信号调理电路之间以及信号调理电路与电压比较电路之间皆设有阻抗匹配电路。优选地，所述的信号调理电路包括依次连接的前置放大电路、一级滤波电路、电压放大电路和二级滤波电路，前置放大电路连接压电薄膜传感器，二级滤波电路连接电压比较电路。二级滤波电路的截止频率小于一级滤波电路。前置放大电路进行阻抗变换后，通过一级滤波电路，滤除高频干扰信号，使所需的频段的信号尽可能全部通过。再通过电压放大电路，得到所需大小的电压信号。然后通过二级滤波电路，滤除与所需频率比较接近的干扰信号，得到相对准确的信号。优选地，所述的前置放大电路与一级滤波电路之间，一级滤波电路与电压放大电路之间以及电压放大电路与二级滤波电路之间皆设有阻抗匹配电路，主要是为了使各电路达到合适的状态，满足性能要求。优选地，所述的无线传感网通信模块包括依次连接的隔离电路、MCU芯片、内部通
3信模块和ZigBee模块，隔离电路连接数据采集模块，ZigBee模块连接天线。数字信号通过隔离电路进一步滤除干扰，进入MCU芯片，进行初步的数据处理，然后通过内部通信电路传输到ZigBee模块，经由天线发送出去。优选地，所述电源模块包括电池和低电提醒电路，电池分别连接数据采集模块、无线传感网通信模块和低电提醒电路。优选地，所述的数据采集模块与无线传感网通信模块通过串口连接。优选地，所述的数据采集模块总共有四个，分别为第一脉搏数据采集模块、第二脉搏数据采集模块、第一呼吸数据采集模块和第二呼吸数据采集模块，第一脉搏数据采集模块、第二脉搏数据采集模块分别设于消防防护服本体的袖口位置和衣领位置处，第一呼吸数据采集模块和第二呼吸数据采集模块分别设于消防防护服本体的左肋下位置和右肋下位置处。因为消防现场的各种干扰很多，这样设置两个位置进行数据采集是为了避免外界干扰，使得到的数据更真实准确。优选地，所述的无线传感网通信模块共有一个，置于消防防护服本体的肩部位置处，所述的电源模块共有一个，置于消防防护服本体的上臂位置处。与现有技术相比，本实用新型的优点是能够实时检测消防战斗员的生命特征，包括脉搏和呼吸，这两个参数能够表征消防战斗员的健康状态和体能消耗，并把这些数据通过无线传感网通信模块传送到消防车的控制系统，使消防指挥员能够根据现场消防战斗员的身体具体情况做出正确的决策，这对保障消防战斗员的生命安全是十分有益的。本实用新型采用的是集成电路，都比较小巧轻便，既安全又不会有异物感，更不会妨碍衣服的防护功能。
图1为嵌入生命体征检测装置的消防防护服结构示意图；图2为生命体征检测装置结构框图；图3为数据采集模块结构框图；图4为无线传感网通信模块结构框图；图5为电源模块结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例来具体说明本实用新型。 实施例一种嵌入生命体征检测装置的消防防护服，由消防防护服本体7以及嵌入消防防护服本体7中的生命体征检测装置组成，如图2所示，为生命体征检测装置结构框图。所述的生命体征检测装置由四个数据采集模块、一个无线传感网通信模块5和一个电源模块6 组成，四个数据采集模块通过串口连接无线传感网通信模块5，无线传感网通信模块5连接天线，电源模块6分别连接四个数据采集模块和无线传感网通信模块5。呼吸和脉搏振动量通过数据采集模块的感应和处理传送到无线传感网通信模块5，无线传感网通信模块5通过天线发送出去。
4[0022]所述的四个数据采集模块分别为第一脉搏数据采集模块1、第二脉搏数据采集模块2、第一呼吸数据采集模块3和第二呼吸数据采集模块4，如图1所示，为嵌入生命体征检测装置的消防防护服结构示意图，第一脉搏数据采集模块1、第二脉搏数据采集模块2分别设于消防防护服本体7的袖口位置和衣领位置处，第一呼吸数据采集模块3和第二呼吸数据采集模块4分别设于消防防护服本体7的左肋下位置和右肋下位置处。所述的无线传感网通信模块5置于消防防护服本体7的肩部位置处，所述的电源模块6置于消防防护服本体7的上臂位置处。如图3所示，为数据采集模块结构框图，所述的数据采集模块包括依次连接的压电薄膜传感器、信号调理电路和电压比较电路，电压比较电路连接无线传感网通信模块5。 所述的信号调理电路包括依次连接的前置放大电路、一级滤波电路、电压放大电路和二级滤波电路，前置放大电路连接压电薄膜传感器，二级滤波电路连接电压比较电路。所述压电薄膜传感器用于感知消防战斗员脉搏和呼吸的振动量并把这些振动量转化为电压信号，这些振动量属于低频微弱信号，一般频率范围是10-250次/分钟，通过压电薄膜传感器输出的电压信号也很微弱。这类信号很容易受到仪器本身和外界环境的干扰，因此需要信号调理电路。经过信号调理电路进行两级放大和滤波，滤除干扰信号，得到所需的电压信号。所述电压比较电路，是通过设定阈值，使模拟电压信号变成数字信号，方便后续处理。所述的压电薄膜传感器与信号调理电路之间以及信号调理电路与电压比较电路之间皆设有阻抗匹配电路。所述的前置放大电路与一级滤波电路之间，一级滤波电路与电压放大电路之间以及电压放大电路与二级滤波电路之间皆设有阻抗匹配电路。如图4所示，为无线传感网通信模块结构框图，所述的无线传感网通信模块包括依次连接的隔离电路、MCU芯片、内部通信模块和ZigBee模块，隔离电路连接数据采集模块，ZigBee模块连接天线。所述隔离电路主要是进一步除去残留模拟信号的干扰。接着数字信号进入MCU芯片，在MCU芯片中对两路脉搏和呼吸信号分别进行数据融合，把更准确的数据信息传送出去，同时也可以节省网络的资源。所述内部通信模块主要是进行串口信号时序和电平转换，包括串口转换芯片MAX232和SP3203。最后信号通过ZigBee模块以无线的方式发送出去，传输到消防车的控制系统。如图5所示，为电源模块结构框图，所述电源模块包括电池和低电提醒电路，电池分别连接数据采集模块、无线传感网通信模块5和低电提醒电路。
权利要求1.一种嵌入生命体征检测装置的消防防护服，包括消防防护服本体(7)，其特征在于， 所述的消防防护服本体(7)中嵌有生命体征检测装置，所述的生命体征检测装置包括数据采集模块、无线传感网通信模块(5)和电源模块(6)，数据采集模块连接无线传感网通信模块(5)，无线传感网通信模块(5)连接天线，电源模块(6)分别连接数据采集模块和无线传感网通信模块(5)。
2.如权利要求1所述的嵌入生命体征检测装置的消防防护服，其特征在于，所述的数据采集模块包括依次连接的压电薄膜传感器、信号调理电路和电压比较电路，电压比较电路连接无线传感网通信模块(5 )。
3.如权利要求2所述的嵌入生命体征检测装置的消防防护服，其特征在于，所述的压电薄膜传感器与信号调理电路之间以及信号调理电路与电压比较电路之间皆设有阻抗匹配电路。
4.如权利要求2所述的嵌入生命体征检测装置的消防防护服，其特征在于，所述的信号调理电路包括依次连接的前置放大电路、一级滤波电路、电压放大电路和二级滤波电路， 前置放大电路连接压电薄膜传感器，二级滤波电路连接电压比较电路。
5.如权利要求4所述的嵌入生命体征检测装置的消防防护服，其特征在于，所述的前置放大电路与一级滤波电路之间，一级滤波电路与电压放大电路之间以及电压放大电路与二级滤波电路之间皆设有阻抗匹配电路。
6.如权利要求1所述的嵌入生命体征检测装置的消防防护服，其特征在于，所述的无线传感网通信模块包括依次连接的隔离电路、MCU芯片、内部通信模块和ZigBee模块，隔离电路连接数据采集模块，ZigBee模块连接天线。
7.如权利要求1所述的嵌入生命体征检测装置的消防防护服，其特征在于，所述电源模块包括电池和低电提醒电路，电池分别连接数据采集模块、无线传感网通信模块(5)和低电提醒电路。
8.如权利要求1所述的嵌入生命体征检测装置的消防防护服，其特征在于，所述的数据采集模块与无线传感网通信模块(5 )通过串口连接。
9.如权利要求1所述的嵌入生命体征检测装置的消防防护服，其特征在于，所述的数据采集模块总共有四个，分别为第一脉搏数据采集模块(1)、第二脉搏数据采集模块(2)、 第一呼吸数据采集模块(3)和第二呼吸数据采集模块(4)，第一脉搏数据采集模块(1)、第二脉搏数据采集模块(2)分别设于消防防护服本体(7)的袖口位置和衣领位置处，第一呼吸数据采集模块(3)和第二呼吸数据采集模块(4)分别设于消防防护服本体(7)的左肋下位置和右肋下位置处。
10.如权利要求1所述的嵌入生命体征检测装置的消防防护服，其特征在于，所述的无线传感网通信模块(5)共有一个，置于消防防护服本体(7)的肩部位置处，所述的电源模块 (6)共有一个，置于消防防护服本体(7)的上臂位置处。
专利摘要本实用新型涉及一种嵌入生命体征检测装置的消防防护服，包括消防防护服本体，其特征在于，所述的消防防护服本体中嵌有生命体征检测装置，所述的生命体征检测装置包括数据采集模块、无线传感网通信模块和电源模块，数据采集模块连接无线传感网通信模块，无线传感网通信模块连接天线，电源模块分别连接数据采集模块和无线传感网通信模块。本实用新型能够实时检测消防战斗员的生命特征，包括脉搏和呼吸，这两个参数能够表征消防战斗员的健康状态和体能消耗，并把这些数据通过无线传感网传送到消防车的控制系统，使消防指挥员能够根据现场消防战斗员的身体具体情况做出正确的决策，这对保障消防战斗员的生命安全是十分有益的。
文档编号A62B17/00GK202070042SQ20112012421
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年4月25日
发明者倪虎生, 李媛媛, 王 华, 许武军, 陶梦月 申请人:东华大学