专利名称：红外热成像单兵采集搜救系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及消防设备领域，尤其是消防单兵的侦察头盔、背架和指挥终端，具体地说是ー种红外热成像单兵采集搜救系统。
背景技术：
武警消防部队系中国人民武装警察部队序列的一个警种，是公安机关的重要职能部门，也是国家武装力量的重要组成部分。担负着公安消防保卫任务和应付突发事件的双重职能，新《消防法》第三十七条规定消防部队按照国家规定承担重大灾害事故和其他以抢救人员生命为主的应急救援工作，是党和人民的忠诚卫士。这个职业风险性大，火场就是战场，只有保护好自己才能战胜灾难，只有找到火源才能事半功倍的灭火，以保护人民的生命 和财产不受损失。同时可以将火场深处的信息及时传送至指挥中心或指挥车，实现信息互动，为现场灭火、指挥和调度争取宝贵的时间。目前，消防单兵的头盔通常是单ー的防护作用，消防单兵所用的灭火装备通常是直接打包背在身上，消防单兵与场外指挥中心的信息互通通常是通过手持的对讲机实现的，在火场环境下，消防单兵的视线不好，对于周围环境的观察不准确，不利于及时准确的做出判断，影响救援效率，同时，消防单兵的自身安全得不到有效的保障。
发明内容
本发明的目的是针对消防单兵与场外指挥中心的信息互通通常是通过手持的对讲机实现的，在火场环境下，消防单兵的视线不好，对于周围环境的观察不准确，不利于及时准确的做出判断，影响救援效率，同时，消防单兵的自身安全得不到有效的保障的问题，提出一种红外热成像单兵采集搜救系统。本发明的技术方案是
ー种红外热成像单兵采集搜救系统，它包括多个消防单兵背负单元和ー个消防指挥终端，所述的各消防单兵背负单元配置给各消防单兵，消防指挥终端配置给火场外部的现场指挥点，各消防单兵背负单元通过无线发射机与消防指挥终端的无线接收机进行通信；所述的消防单兵背负单元包括头盔本体、背架本体、安装在头盔本体上的目镜显示器、热像仪摄像机、由振动传感器和耳机构成的振动传感模块，以及安装在背架本体上的由音视频压缩与信息处理模块、发射机天线和发射机无线收发模块组成的无线发射机，所述的振动传感器安装在头盔本体顶部的内壁上，与消防单兵的头顶贴合，用于采集消防单兵的头骨振动信号，振动传感器的信号输出端和音视频压缩与信息处理模块的音频信号输入端相连，所述的热像仪摄像机嵌入式安装在背架本体上，用于采集视频信号，热像仪摄像的信号输出端和音视频压缩与信息处理模块的视频信号输入端相连，音视频压缩与信息处理模块的音频、视频信号输出端分别与耳机、目镜显示器的对应信号输入端相连，音视频压缩与信息处理模块的通信信号端与发射机无线收发模块双向连接，发射机无线收发模块与指挥终端的接收机无线收发模块进行通信；
所述的消防指挥终端为ー控制箱，它包括安装在箱体内的无线接收机和显示单元，无线接收机包括接收机天线和接收机无线收发模块，所述的接收机无线收发模块作为消防指挥终端的信号收发端通过接收机天线与消防单兵所携帯装备的发射机无线收发模块进行无线通信，所述的接收机无线收发模块的显示信号输出端与显示单元的信号输入端相连，显示视频信息。本发明的背架本体的剖面为L型，其长边所成平面与消防单兵的背部贴合，短边向外侧伸出，用于托起消防单兵背负的灭火装备；背架本体与消防单兵背部贴合的一面为弧形。
本发明还包括两语音对讲系统，分别安装在消防单兵背负单元和消防指挥终端，在消防单兵背负单元内，音视频压缩与信息处理模块的语音信号端与语音对讲系统双向连接；在消防指挥终端内，无线收发模块的语音信号端与语音对讲系统双向连接。本发明的消防单兵背负单元还包括红外热成像仪和电源模块，红外热成像仪嵌入式安装在头盔本体上；所述的电源模块采用可充电锂电池。本发明的消防单兵背负单元还包括环境和人体特征參数采集模块，所述的环境和人体特征參数采集模块安装在头盔本体或背架本体上，包括温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器中的ー个或多个。本发明的振动传感器为薄型防水骨导振动传感器。本发明的控制箱外壁包裹有防水层。本发明的消防指挥终端还包括USB接口和以太网接ロ，所述的接收机无线收发模块与USB接ロ、以太网接ロ的对应信号端双向连接。本发明的消防指挥终端还包括电池接ロ和交流插座，通过电池或市电为消防指挥终端的各模块供电。本发明的消防指挥终端还包括若干个指示灯，所述的指示灯包括电源开关指示灯、交流指示灯、直流指示灯、接收指示灯、网络指示灯和显示指示灯。本发明的有益效果
本发明的红外热成像单兵采集搜救系统采用热像搜索技术，将消防现场的热像图像显示在消防员佩戴的目镜显示器上，消防侦察救援人员可以在黑暗、浓烟等能见度低的环境下根据热像图像寻找被困人员和着火点。同时，通过消防单兵背负单元上的无线发射机将火灾现场红外热像实时回传至火场外的指挥终端，通过无线接收机接收视频信号，进行显示，以备火场外部指挥人员作出全局调控。本发明采用物联网传感技术对消防员的体征信息进行时时采集，并及时有效地通过信道传送至指挥车及指挥中心，为保障消防员的生命提供了有效的保障。本发明的音视频采集压缩单元可以将热像图像视频信息或摄像机视频信息及音频信息进行压缩，通过无线网络将数据通过无线发射机到消防指挥终端。指挥终端可以将图像信息及语音信息解码将图像和声音显示和播放出来。本发明的红外热成像单兵采集搜救系统使用效率高、准确及可靠性号。本系统通过采集子模块数据，时时动态掌握情况，大大減少劳动强度，摆脱了常见的三大件(手持式红外热像仪、通信装置和强光照明系统)，解放战士的双手，同时集成了无线传输功能，可将现场救援图像通过高频率的微波方式传输到后方指挥台上，从而提高指挥调度力度与综合管理水平。
图I是本发明的原理框图。图2是本发明的头盔本体外部结构示意图。图3是本发明的背架本体外部结构示意图。
图4是本发明的消防指挥终端外部结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进ー步的说明。如图1-4所示，ー种红外热成像单兵采集搜救系统，它包括多个消防单兵背负单元和ー个消防指挥终端，所述的各消防单兵背负单元配置给各消防单兵，消防指挥终端配置给火场外部的现场指挥点，各消防单兵背负单元通过无线发射机与消防指挥终端的无线接收机进行通信；
所述的消防单兵背负单元包括头盔本体、背架本体、安装在头盔本体上的目镜显示器、热像仪摄像机、由振动传感器和耳机构成的振动传感模块，以及安装在背架本体上的由音视频压缩与信息处理模块、发射机天线和发射机无线收发模块组成的无线发射机，所述的振动传感器安装在头盔本体顶部的内壁上，与消防单兵的头顶贴合，用于采集消防单兵的头骨振动信号，振动传感器的信号输出端和音视频压缩与信息处理模块的音频信号输入端相连，所述的热像仪摄像机嵌入式安装在背架本体上，用于采集视频信号，热像仪摄像的信号输出端和音视频压缩与信息处理模块的视频信号输入端相连，音视频压缩与信息处理模块的音频、视频信号输出端分别与耳机、目镜显示器的对应信号输入端相连，音视频压缩与信息处理模块的通信信号端与发射机无线收发模块双向连接，发射机无线收发模块与指挥终端的接收机无线收发模块进行通信；
所述的消防指挥终端为ー控制箱，它包括安装在箱体内的无线接收机和显示单元，无线接收机包括接收机天线和接收机无线收发模块，所述的接收机无线收发模块作为消防指挥终端的信号收发端通过接收机天线与消防单兵所携帯装备的发射机无线收发模块进行无线通信，所述的接收机无线收发模块的显示信号输出端与显示单元的信号输入端相连，显示视频信息。本发明的背架本体的剖面为L型，其长边所成平面与消防单兵的背部贴合，短边向外侧伸出，用于托起消防单兵背负的灭火装备；背架本体与消防单兵背部贴合的一面为弧形。本发明还包括两语音对讲系统，分别安装在消防单兵背负单元和消防指挥终端，在消防单兵背负单元内，音视频压缩与信息处理模块的语音信号端与语音对讲系统双向连接；在消防指挥终端内，无线收发模块的语音信号端与语音对讲系统双向连接。
本发明的消防单兵背负单元还包括红外热成像仪和电源模块，红外热成像仪嵌入式安装在头盔本体上；所述的电源模块采用可充电锂电池。本发明的消防单兵背负单元还包括环境和人体特征參数采集模块，所述的环境和人体特征參数采集模块安装在头盔本体或背架本体上，包括温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器中的ー个或多个。本发明的振动传感器为薄型防水骨导振动传感器。本发明的控制箱外壁包裹有防水层。本发明的消防指挥终端还包括USB接口和以太网接ロ，所述的接收机无线收发模块与USB接ロ、以太网接ロ的对应信号端双向连接。
本发明的消防指挥终端还包括电池接ロ和交流插座，通过电池或市电为消防指挥终端的各模块供电。本发明的消防指挥终端还包括若干个指示灯，所述的指示灯包括电源开关指示灯、交流指示灯、直流指示灯、接收指示灯、网络指示灯和显示指示灯。具体实施时
在化工行业中，各种原料、产品、输送、存储的设备，都是属于易燃易爆的物品或者是严禁烟火的场所。提早发现火灾隐患，把事故的损失控制在最初阶段意义重大；在发生火患后，尽快查找火源，尽快疏散人员、物资，尽快扑灭火患，这些带有热像仪传感器的消防单兵背负单元都可以提供积极、有效的帮助。火情侦察时
1、确定着火部位
2、监测着火建筑物的结构安全
3、判断火源及火势蔓延方向
在火灾现场可见度极低、燃烧不明的情况下，利用红外可以探测热气流的流动方向，确定闻热危险区域。4、探测高温传热介质
肉眼不易发现高温传热介质，以至于不能迅速采取措施，清除附近的易燃、可燃物质，而引起火势扩大。5.发现危险爆炸源
利用红外探测技术可及时发现爆炸危险物品，调整战斗部署，及时采取相应的冷却保护措施。搜索救援时
I.确定灭火救援进攻路线
本发明的头盔能够帮助消防队员在浓烟下确定灭火救援进攻路线，有效避开障碍物，提高搜救效率。2.浓烟下的危险障碍物
帮助消防队员对进攻路线上的危险障碍物进行及时处理，避免危险障碍物对救援队员造成伤害。3.快速搜救被困人员(使用红外设备可使救援效率提高4倍。)
有毒浓烟造成受害者烟熏中毒、窒息晕倒，浓烟给消防队员的捜索救援行动的开展带来了巨大的阻碍。辅助灭火时
I.指导灭火进攻方向
辨别通风ロ的方位，判断火势的蔓延方向及火场的上下风方向；
确定灭火进攻的主攻方向，对火势进行有效的控制和扑灭。2.监测火场内的危险程度
消防人员不能够贸然开门进入燃烧的室内，避免开门后的轰燃对消防人员的伤害； 在门体温度及室内危险程度较高的情况下，应采取相应的降温保护措施。
3.消除隐蔽火源
运用红外探测技术可清晰、准确地发现高温传热物体及夹壁墙内的隐蔽火源等。4.减少水溃损失
进入陌生室内现场，为防止跌入坑(洞)内，消防队员可用水枪冲击前行路线的地面，通过声音辨别路面情况，但会造成大量的水溃损失。运用消防红外热像仪侦察着火点，布置水枪阵地进行有效射水，有利于保护贵重财产并减少水溃损失；
与传统灭火救援手段相比，使用红外热像仪进行火情侦察、人员搜救、辅助灭火、余火清理，能够大大缩短灭火救援的时间，提高消防抢险救援效率。红外热像仪在消防救灾工作中的应用，能够最大限度的避免或減少火灾现场的人员伤亡和财产损失，协助消防灭火和救灾工作顺利开展
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.ー种红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是它包括多个消防单兵背负单元和ー个消防指挥终端，所述的各消防单兵背负单元配置给各消防单兵，消防指挥终端配置给火场外部的现场指挥点，各消防单兵背负单元通过无线发射机与消防指挥终端的无线接收机进行通信； 所述的消防单兵背负单元包括头盔本体、背架本体、安装在头盔本体上的目镜显示器、热像仪摄像机、由振动传感器和耳机构成的振动传感模块，以及安装在背架本体上的由音视频压缩与信息处理模块、发射机天线和发射机无线收发模块组成的无线发射机，所述的振动传感器安装在头盔本体顶部的内壁上，与消防单兵的头顶贴合，用于采集消防单兵的头骨振动信号，振动传感器的信号输出端和音视频压缩与信息处理模块的音频信号输入端相连，所述的热像仪摄像机嵌入式安装在背架本体上，用于采集视频信号，热像仪摄像的信号输出端和音视频压缩与信息处理模块的视频信号输入端相连，音视频压缩与信息处理模块的音频、视频信号输出端分别与耳机、目镜显示器的对应信号输入端相连，音视频压缩与信息处理模块的通信信号端与发射机无线收发模块双向连接，发射机无线收发模块与指挥终端的接收机无线收发模块进行通信； 所述的消防指挥终端为ー控制箱，它包括安装在箱体内的无线接收机和显示单元，无线接收机包括接收机天线和接收机无线收发模块，所述的接收机无线收发模块作为消防指挥终端的信号收发端通过接收机天线与消防单兵所携帯装备的发射机无线收发模块进行无线通信，所述的接收机无线收发模块的显示信号输出端与显示单元的信号输入端相连，显示视频信息。
2.根据权利要求I所述的红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是所述的背架本体的剖面为L型，其长边所成平面与消防单兵的背部贴合，短边向外侧伸出，用于托起消防单兵背负的灭火装备；背架本体与消防单兵背部贴合的一面为弧形。
3.根据权利要求I所述的红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是它还包括两语音对讲系统，分别安装在消防单兵背负单元和消防指挥终端，在消防单兵背负单元内，音视频压缩与信息处理模块的语音信号端与语音对讲系统双向连接；在消防指挥终端内，无线收发模块的语音信号端与语音对讲系统双向连接。
4.根据权利要求I所述的红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是消防单兵背负单元还包括红外热成像仪和电源模块，红外热成像仪嵌入式安装在头盔本体上；所述的电源模块采用可充电锂电池。
5.根据权利要求I所述的红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是消防单兵背负单元还包括环境和人体特征參数采集模块，所述的环境和人体特征參数采集模块安装在头盔本体或背架本体上，包括温度传感器、湿度传感器和烟雾传感器中的ー个或多个。
6.根据权利要求I所述的红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是所述的振动传感器为薄型防水骨导振动传感器。
7.根据权利要求I所述的红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是所述的控制箱外壁包裹有防水层。
8.根据权利要求I所述的红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是消防指挥终端还包括USB接口和以太网接ロ，所述的接收机无线收发模块与USB接ロ、以太网接ロ的对应信号端双向连接。
9.根据权利要求I所述的红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是消防指挥终端还包括电池接口和交流插座，通过电池或市电为消防指挥终端的各模块供电。
10.根据权利要求I所述的红外热成像单兵采集搜救系统，其特征是消防指挥终端还包括若干个指示灯，所述的指示灯包括电源开关指示灯、交流指示灯、直流指示灯、接收指示灯、网络指示灯和显示指示灯。
全文摘要
一种红外热成像单兵采集搜救系统，它包括多个消防单兵背负单元和一个消防指挥终端，所述的各消防单兵背负单元配置给各消防单兵，消防指挥终端配置给火场外部的现场指挥点，各消防单兵背负单元通过无线发射机与消防指挥终端的无线接收机进行通信。本系统通过采集子模块数据，时时动态掌握情况，大大减少劳动强度，提高指挥调度力度与综合管理水平。
文档编号H04N7/18GK102840916SQ20121030589
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者刘健, 胡印夏, 刘捷, 沈标, 唐德军 申请人:南京国安光电科技有限公司, 南京蓝泰交通设施有限责任公司