一种数字化单兵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种监控设备，特别是关于一种集视频监控、环境监测、人员定位、呼吸机氧气倒计时、生命体征监控于一体的数字化单兵系统。
【背景技术】
[0002]单兵数字化装备是士兵从事信息化战争，在数字化战场上使用的攻击、防护、观察、通信、定位高度集成化和人机一体化的多功能装备，其中单兵通讯系统是其主要的部分，单兵通讯系统包括对讲机和具有全球定位功能的超微型计算机，用于无线电联络、方向定位和战斗识别。单兵武器包括激光枪、电子-电磁武器、高灵敏度反单兵雷达等，它们装有红外探测器、高效瞄准具，集观察、瞄准、射击于一体，能完成昼夜监视、跟踪、精确射击等任务。单兵通讯系统和单兵武器的有效结合能够完成超级作战任务。
[0003]但是目前的数字化单兵系统仅是传统意义上的“经验式黑箱救援”方式，并不能达到全面数字化监控的目的。
【发明内容】
[0004]为此本实用新型是基于无线通讯技术，提供一种集视频监控、环境监测、人员定位、呼吸机氧气倒计时、生命体征监控于一体的数字化单兵系统，实现了应急救援和作战人员现场全过程的数字化全面监控。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种数字化单兵系统，该系统包括人员定位子系统、环境监测子系统、生命体征监控子系统、音视频监控子系统、应急通讯子系统，以及与各所述子系统采用控制线连接的计算机和与所述计算机连接的显示器；所述人员定位子系统采用惯性导航装备，包括作为测量元件的3个加速度计和3个陀螺仪，所述3个陀螺仪测量运载体的转动运动，3个加速度计测量运载体的3个平移运动的加速度；所述环境监测子系统包括气体检测装置，检测要素包括甲烷、一氧化碳、氧气、二氧化碳、硫化氢；所述生命体征监控子系统包括心率监测仪，所述心率监测仪包括单片机、传感器、信号处理电路、复位电路、时钟电路、显示电路、蓝牙电路、报警电路，通过蓝牙把心跳数据传输给所述计算机；所述音视频监控子系统包括前端和后端，其中前端包括图像信息采集器和语音信息采集器，图像信息采集器采用摄像机，语音信息采集器采用原声高保真拾音器；所述应急通信系统同时包括发送器和接收器，采用双信道数据传输模式。
[0006]所述惯性导航装备的硬件技术指标是:
[0007]1、水平精度<5%;
[0008]2、垂直精度彡2m;
[0009]3、连续工作时间彡5h;
[0010]4、多路处理能力彡4路；
[0011]5、延时时间< 4s;
[0012]6、工作温度范围-10°C?75°C。
[0013]所述音视频监控子系统后端包括一台音视频同步录像机和一台高保真音箱。
[0014]所述生命体征监控子系统蓝牙传输范围是< 30米。
[0015]所述生命体征监控子系统传感器用光电式传感器，报警元件用声类或光类报警元件。
[0016]本实用新型具有的有益效果是:本实用新型以数字化模式实现了由传统“经验式黑箱救援”向“数字化监控救援”的根本性转变，提高了救护队员的单兵作战能力，实现各种灾害应急救援的数据采集、生产调度、决策指挥的信息化，为应急救援队伍处理各类突发事故和自然灾害提供有效手段。
【附图说明】
[0017]图1是系统总框架图。
[0018]图2是人员定位子系统框图。
[0019]图3是生命体征监控子系统框图。
[0020]图4是音视频监控子系统框图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本实用新型技术方案作的唯一限定，凡是在本实用新型技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本实用新型的保护范围。
[0022]本实用新型包括如下几方面的子系统:人员定位子系统1，环境监测子系统2，生命体征监控子系统3，音视频监控子系统4，应急通讯子系统5，各系统都受控于核心计算机6，并通过显示器7显示，系统结构如图1所示。
[0023]一、人员定位子系统
[0024]在人员定位子系统建设方面，本实用新型采用惯性导航技术，实现应急救援人员在灾害环境中的位置定位以及跟踪。在灾害性的环境中，需要实现人员的应急定位、位置跟踪，为指挥人员指挥布控、调度协调，队友协调作战提供空间依据。
[0025]惯性导航系统主要由惯性测量元件、计算机、显示器等组成。如图2所示，惯性测量元件包括3个加速度计11?13，和3个陀螺仪14?16，3个自由度陀螺仪用来测量运载体的3个转动运动，3个加速度计用来测量运载体的3个平移运动的加速度。单兵系统核心计算机6能够根据测得的加速度信号采用常规方法计算出运载体的速度和位置数据。显示器7能够对三维模型实现缩放、平移、旋转定位，从而达到对场景不同部分可视化漫游浏览。本实用新型采用捷联式惯性导航系统，惯性测量元件直接安装在人体上。利用惯性元件(加速度计)来测量运载体本身的加速度，经过积分和运算得到速度和位置，从而达到对运载体导航定位的目的。采用惯性导航技术的优点是，组成系统的设备都安装在运载体内，工作时不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易受到干扰。惯性导航系统能够采集现场三维参数，采回来的三维参数能够在三维场景中实现人员行走轨迹实时动态模拟，每个的救援人员行走的轨迹可以采用一种颜色表现，便于实时监控每个人员的位置。监控人员可以第一时间查看现场人员内部分布，同时如果各个人员有其编号，每个编号均对应相关人员的基本信息等，则更便于指挥现场调度和调控；同时还可准确查看场地内部的设备分布，每个设备的基本信息及状态信息等，便于指挥救援人员在救援过程中及时启用，可视化程度高。该子系统还能够实现人员在卧倒、行走、跑步、静止等姿态的监控；静止超时、臣卜倒等情况下的应急报警。
[0026]该惯性导航系统的各硬件部分技术指标是:
[0027]1、水平精度<5%;
[0028]2、垂直精度彡2m;
[0029]3、连续工作时间彡5h;
[0030]4、多路处理能力彡4路；
[0031]5、延时时间< 4s;
[0032]6、工作温度范围-10°C?75°C。
[0033]二、环境监测子系统
[0034]环境监测子系统包括气体检测装置，主要完成现场环境中各种气体要素的实时监测，为救援人员提供保障，同时环境要素实时参数需要通过应急通信系统传输到后场监控系统，为指挥人员指挥决策提供参考。本环境监测子系统要实现的是对井氢、粉下一氧化碳、二氧化碳、氧气、甲烷、硫化氢的实时监控，保障井下救援人员的生命安全。监测要素包括甲烷、一氧化碳、氧气、二氧化碳、硫化氢(二氧化硫)、温湿度、气压。对各检测要素的检测要求是:
[0035]1.共性检测指标
[0036](1)工作温湿