一种基于自由组网的个人无线防护终端系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于自由组网的个人无线防护终端系统，包括危险气体探测模块、声光报警模块、数据无线通信模块和处理器；所述危险气体探测模块将采集到的信号通过所述数据无线通信模块发送到所述处理器，所述处理器将分析处理后的结果通过所述数据无线通信模块发送到所述声光报警模块。本发明的积极效果是：本系统采用了MENS技术开发的专用芯片，缩小产品体积，提升了功能，可应置于帽子，衣服或者其它随身物品载体上，满足了个人防护的随身携带的方便性与灵活性，使得我们应用范围扩展到所有可能有危险产生的地方。
【专利说明】—种基于自由组网的个人无线防护终端系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种矿井作业，隧道开挖，地下管道，考古危险环境下作业的安全防护终端；化工、食品、石油等行业厂区的各类设备及管道的维修检测与安全防护与监测；城市地下管网的设备检测及管网的维护安全防护与监测等；建筑物吊顶以及电梯井道维修、地震、爆炸防护救灾个人安全防护与生命监测等；军事领域战争及侦察手段与个人安全防护；以及其他任何领域内涉及到个人危险的安全防护需求等。
【背景技术】
[0002]目前现有的很多个人防护终端技术过于粗糙，对周围环境危险的分辨率单一，对气体传感器探测技术的不熟悉，实际上对人体/人群起不到预警保护功能。
[0003]针对以上【技术领域】，往往容易产生危险的气体。这些气体容易使人体产生恶心、昏迷、中毒等不同状况。这些危险气体往往不是由一种够成，而是2种或者2种以上的气体组成。因此，现有的很多防护设备只能辨别其中单种气体而忽略其他危险气体。另外由于传感器工艺技术的落后，灵敏度低、漂移大，功耗大，数据不稳定导致不能长时间使用。
[0004]个人防护终端不是单纯只对个人现场起到报警作用。传统的装置更多只设计了现场报警功能，在某一个区域不能实现数据上传到控制中心。因此达不到防护与指挥结合的双重作用，不能有效避免其他人员再次中毒或者受到伤害的防护作用。
[0005]现有的无线网络技术都需要网关，联网技术烦琐。由于我们保护对象为人，不是固定物体，因此，在某一区域内能够按照个人意愿进行动作运动的自由小型联网技术一直没有被开发应用在安全防护过程中。如:手机基站技术等。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于自由组网的个人无线防护终端系统。
[0007]为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的；一种基于自由组网的个人无线防护终端系统，包括危险气体探测模块、声光报警模块、数据无线通信模块和处理器；所述危险气体探测模块将采集到的信号通过所述数据无线通信模块发送到所述处理器，所述处理器将分析处理后的结果通过所述数据无线通信模块发送到所述声光报警模块。
[0008]本发明的积极效果是:之前有关专利产品只是对单一的气体种类或者生命特征进行测量(如；煤矿的瓦斯气体)灵敏度低、功耗高、维护烦琐等达不到真正的安全防护目的与作用。我们设计的终端同时在不同的环境提出二种或者以上的生命特征，采用了 MENS技术开发的专用芯片，缩小产品体积，提升了功能，可应置于帽子，衣服或者其它随身物品载体上，满足了个人防护的随身携带的方便性与灵活性，使得我们应用范围扩展到所有可能有危险产生的地方。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的整体框架示意图[0010]图2是本发明的所述的气体传感器结构示意图【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0012]如图1所示，本发明一个实施例所提供的一种基于自由组网的个人无线防护终端系统，包括危险气体探测模块、声光报警模块、数据无线通信模块和处理器。危险气体探测模块将采集到的信号通过数据无线通信模块发送到处理器，处理器将分析处理后的结果通过数据无线通信模块发送到声光报警模块。
[0013]危险气体探测模块最核心的是气体传感器。该气体传感器采用MENS技术，将不同的生命特征传感器(2种以上)设计在1.5*1.5MM的陶瓷片上，其中通过加热的方式在一定的温度环境下排除其他干扰，进行准确的测量，反馈给电路进行放大处理。该模块可以MC-NOSE技术三元传感器，可以根据需要实时采集一氧化碳，瓦斯，硫化氢等有度气或可燃气体，还可以采集环境中的温度，湿度。
[0014]传感器的采集信号有模拟信号也有数字信号，这些信号同过A/D采集器或数字接口传给MUX处理。MUX根据传感器的输入信号变化率做为推理输入量送入模糊推理机模块，输入量的模糊化过程可以采用高斯形隶属函数法经Mamdani法推理和重心法清晰化运算后得到真实的气体浓度值。
[0015]数据无线通信模块，该模块用于无线信号的发送与接收。该模块通过无线网络(例如ZigBee)将模块一的实时数据传送到检测中心，检测中心可以通过终端显示设备显示当前实时气体浓度，也可下发指令对任意点进行查询。应用程序采用定时查询方式巡检，3次无回应，则判断该节点出现故障，提示进行维修。该无线网络是以基站方式组建网络，各个基站可以采用星形或树形连接。一个基站可以管理几百个终端节点，基站可以自动识别进入其覆盖区域内的每一个终端节点。因此终端节点可以自由更换基站实现自由组网。另外控制中心可以通过基站检测终端的具体运动轨迹。当有报警发生时检测中心可以确定具体的报警地点。进行环境记录与抢救等.[0016]声光报警模块，当环境中的有毒有害气体浓度超过设定值后，声光报警系统将自动启动。报警同事可启动一组或多组继电器开关量，用于驱动通风设备或者洒水设备用于稀释气体。
[0017]如图2所示，本发明气体传感器的一个具体实施例为:加热电阻I通过引脚5固定在陶瓷片上，传感器一 2、传感器二 3和传感器三4分别固定在加热电阻I上。
[0018]运用MENS工艺技术设计多相气体传感器，可以对2种或者2种以上的气体进行测量，最大限度减少气体的交叉干扰问题，同时采用了平面薄膜陶瓷技术，提高了测量灵敏度与响应时间。有效降低了传感器功耗。
[0019]采用先进工艺生产的传感器技术的功耗是传统传感器的1/5-1/10，延长了现场使用的时间，提升了工作效率。
[0020]采用MENS模块化设计，整个个人终端的探测传感器与报警、通信一体，体积约为1大小，重量约为30克，有利于用户的应用设计，更加方便使用者的携带，可以安装在矿工安全帽或者衣服以及其他携带的物体上面.摆脱了传统的仪器设备携带不方便的最大弊病。[0021]该防护终端可以在100米半径范围自动通过中继设备形成网络进行数据实施上传，指挥中心即时确认个人现场位置及现场泄露、环境的各类数据值。
[0022]该防护终端可以依据不同现场自由更换其他类传感器进行探测。
[0023]本发明系统的具体实施例为:
[0024]当处于矿井作业，隧道开挖，地下管道，考古及其它危险环境下作业，现场人员将防护终端佩带在安全帽或者外围服饰上。低洼处可能存在沼气、瓦斯、一氧化碳、等危险气体。个人在安全地方佩带好安全防护终端，系统开始自检/实现自动校准。约I分钟后系统正常工作，系统开始主动探寻现场上级网络，联网完成后系统将内置唯一编码发给系统进行登记身份确认。然后开始运动轨迹以及周围环境测量参数在控制中心自行更新与记录。
[0025]工作或者行走后，气体探测传感器每秒种开始采集周围环境的数据，进行气体的分辨。当地下危险气体超过安全浓度，达到不同危险情况下，声光报警灯会马上发出警报，同时耳机中的提醒声音频率加快，提醒当事人所处于危险环境让当事人随时准备逃离危险环境。作出准备，同时通过无线组网技术。地面指挥中心随时能准确的探测到地下作业人员精确的位置，从而实施救援，避免灾难的发生.[0026]本发明的积极效果是:
[0027]首先从前有关专利产品只是对单一的气体种类或者生命特征进行测量(如；煤矿的瓦斯气体)灵敏度低、功耗高、维护烦琐等达不到真正的安全防护目的与作用。
[0028]我们设计的终端同时在不同的环境提出二种或者以上的生命特征，采用了 MENS技术开发的专用芯片，缩小产品体积，提升了功能，可应置于帽子，衣服或者其它随身物品载体上，满足了个人防护的随身携带的方便性与灵活性，使得我们应用范围扩展到所有可能有危险产生的地方。
[0029]作为个人防护产品更大的优胜我们在于可以根据不同的环境更换其他类传感器，把传感器的更换的技术门槛降低许多，不需要专业工具与技术，只是类似插电源插头样每个人可以操作。这个是其他专利产品或者防护产品没有的。
[0030]目前有关于无线或求生的许多设备专利中.系统设计都是被动式或者非交互式。这些产品或者技术只是解决整个生命保护中的部分功能，没有系统的完成一个生命保障的全过程。这些专利技术只实施被动式的监测，很难达到第一时间救援的效果。我们终端设计采用主动交互方式通信，将危险在第一时间报警给当事人本身及把危险信号传送到地面指挥中心.从而监测到了当时人周围环境特征以及定位位置，赢得了救援时间。
【权利要求】
1.一种基于自由组网的个人无线防护终端系统，其特征在于，包括危险气体探测模块、声光报警模块、数据无线通信模块和处理器；所述危险气体探测模块将采集到的信号通过所述数据无线通信模块发送到所述处理器，所述处理器将分析处理后的结果通过所述数据无线通信模块发送到所述声光报警模块。
2.根据权利要求1所述一种基于自由组网的个人无线防护终端系统，其特征在于:所述危险气体探测模块包括气体传感器，所述气体传感器将不同的生命特征传感器设置在加热电阻上，所述加热电阻固定设置在陶瓷片上；通过加热的方式在一定的温度环境下排除其他干扰，进行测量，反馈给电路进行放大处理。
【文档编号】G08B21/12GK103903397SQ201210584339
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】张伟 申请人:武汉优斯特传感器科技有限公司