一种应急灯及室内定位导航系统的制作方法

本实用新型涉及室内导航技术领域，尤其涉及一种应急灯及包括该应急灯的室内定位导航系统。

背景技术：

当前，建筑物发生火灾，常需要消防队员进入到室内环境进行灭火和救援。由于对建筑内结构的不了解，加之现场的噪音、火势、烟雾等因素的影响，导致包括消防队员在内的被困人员无法知道自己的位置，很难达到指定的目标地点实施逃生。

在发生火灾时，消防应急灯可以指示消防逃生通道位置。当被困人员出现受伤或者意外被困时，即使有对讲机，被困人员也不能准确知道自己的位置，从而错失最佳自救和营救机会。缺乏良好的被困人员室内定位系统，不仅使得被困人员的逃生效率大为较低，而且也极大的威胁到被困人员自身的生命安全。

针对上述现有技术中被困人员无法获知室内地图、难以判断自身的位置问题，目前尚未存在有效的解决方案，因此，如何提供一种能够帮助被困人员在室内定位的导航系统成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种应急灯及包括该应急灯的室内定位导航系统，以解决现有技术中的问题。

作为本实用新型的第一个方面，提供一种应急灯，其中，所述应急灯包括：应急灯灯具、电源模块、蓄电池、Wi-Fi模块、语音控制模块、灯头控制模块和蜂鸣器，所述语音控制模块、所述Wi-Fi模块和所述蓄电池均与所述电源模块连接，所述应急灯灯具分别与所述蓄电池和所述电源模块连接，所述蜂鸣器和所述蓄电池连接，所述语音控制模块与所述灯头控制模块连接，所述应急灯灯具与所述灯头控制模块连接；

所述语音控制模块能够识别语音指令以控制所述灯头控制模块的旋转，所述灯头控制模块的旋转能够带动所述应急灯灯具转动，所述电源模块能够为所述蓄电池充电，以及能够为所述应急灯灯具、所述语音控制模块和所述Wi-Fi模块提供电源供应，所述蓄电池能够在所述电源模块断电时为所述蜂鸣器和所述应急灯灯具提供电源供应，所述Wi-Fi模块用于与移动终端连接，以使得所述移动终端获取到该Wi-Fi模块对应的应急灯的位置信息，所述蜂鸣器能够在所述蓄电池供电时发出报警声音。

优选地，所述语音控制模块包括hbr640语音识别芯片。

优选地，所述灯头控制模块包括灯头舵机。

优选地，所述应急灯还包括充电电池，所述充电电池分别与所述蓄电池和所述电源模块连接，所述充电电池用于为所述蓄电池充电。

作为本实用新型的第二个方面，提供一种室内定位导航系统，其中，所述室内定位导航系统包括移动终端、服务器和前文所述的应急灯，所述应急灯与所述移动终端连接，所述移动终端与所述服务器连接，所述移动终端与所述应急灯的Wi-Fi模块通信连接，用于获取该Wi-Fi模块对应的应急灯的位置信息，所述服务器用于获取每个Wi-Fi模块对应的应急灯的位置信息，并对多个位置信息进行数据处理，计算当前移动终端所在的位置，并反馈至所述移动终端。

优选地，所述移动终端包括手机。

优选地，所述服务器包括云平台服务器。

本实用新型提供的应急灯，设置Wi-Fi模块，使得移动终端能够连接到该Wi-Fi模块，从而获取到该Wi-Fi模块对应的应急灯的位置信息，移动终端在获取到室内的每个应急灯的位置信息后，会将这些位置信息传送至服务器，在服务器对位置信息进行数据处理后，能够得到当前移动终端连接的Wi-Fi模块对应的应急灯的位置，从而帮助持有该移动终端的被困人员定位，判断自身在室内所处的位置，便于疏散和逃生，提高了被困人员的逃生效率，另外，本实用新型提供的应急灯还设置有语音控制模块和灯头控制模块，通过语音控制模块识别语音指令控制灯头控制模块旋转从而带动应急灯灯具旋转，从而方便应急灯灯具改变照明方向。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提供的应急灯的结构框图。

图2为本实用新型提供的室内定位导航系统的结构框图。

图3为本实用新型提供的室内定位导航系统的工作原理图。

图4为本实用新型提供的采集数据与指纹库建立的工作原理图。

图5为本实用新型提供的测试定位算法的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

作为本实用新型的第一个方面，提供一种应急灯，其中，如图1所示，所述应急灯100包括：应急灯灯具110、电源模块120、蓄电池130、Wi-Fi模块140、蜂鸣器150、语音控制模块160和灯头控制模块170，所述语音控制模块160、所述Wi-Fi模块140和所述蓄电池130均与所述电源模块120连接，所述应急灯灯具110分别与所述蓄电池130和所述电源模块120连接，所述蜂鸣器150和所述蓄电池130连接，所述语音控制模块160与所述灯头控制模块170连接，所述应急灯灯具110与所述灯头控制模块170连接；

所述语音控制模块160能够识别语音指令以控制所述灯头控制模块170的旋转，所述灯头控制模块170的旋转能够带动所述应急灯灯具110转动，所述电源模块120能够为所述蓄电池130充电，以及能够为所述应急灯灯具110、所述语音控制模块160和所述Wi-Fi模块140提供电源供应，所述蓄电池130能够在所述电源模块120断电时为所述蜂鸣器150和所述应急灯灯具110提供电源供应，所述Wi-Fi模块140用于与移动终端200连接，以使得所述移动终端200获取到该Wi-Fi模块140对应的应急灯的位置信息，所述蜂鸣器150能够在所述蓄电池130供电时发出报警声音。

本实用新型提供的应急灯，设置Wi-Fi模块，使得移动终端能够连接到该Wi-Fi模块，从而获取到该Wi-Fi模块对应的应急灯的位置信息，移动终端在获取到室内的每个应急灯的位置信息后，会将这些位置信息传送至服务器，在服务器对位置信息进行数据处理后，能够得到当前移动终端连接的Wi-Fi模块对应的应急灯的位置，从而帮助持有该移动终端的被困人员定位，判断自身在室内所处的位置，实现导航功能，便于疏散和逃生，提高了被困人员的逃生效率，另外，本实用新型提供的应急灯还设置有语音控制模块和灯头控制模块，通过语音控制模块识别云因指令控制灯头控制模块旋转从而带动应急灯灯具旋转，从而方便应急灯灯具改变照明方向。

具体地，所述语音控制模块160包括hbr640语音识别芯片。

具体地，所述灯头控制模块170包括灯头舵机。

语音控制模块160控制灯头控制模块170，使灯头根据语音指令执行左右旋转操作，从而达到控制应急灯灯具110照明方向的目的。

应当理解的是，所述语音控制模块160可以采集人声控制指令，该人声控制指令可以提前配置好，通过人声“左”，“右”控制灯头舵机左右旋转，实现照明方向的左右变化。

优选地，为了便于所述电源模块120对所述蓄电池130进行充电，如图1所示，所述应急灯100还包括充电电池160，所述充电电池160分别与所述蓄电池130和所述电源模块120连接，所述充电电池160用于为所述蓄电池130充电。

作为本发明的第二个方面，提供一种室内定位导航系统，其中，如图2所示，所述室内定位导航系统10包括移动终端200、服务器300和前文所述的应急灯100，所述应急灯100与所述移动终端200连接，所述移动终端200与所述服务器300连接，所述移动终端200与所述应急灯100的Wi-Fi模块通信连接，用于获取该Wi-Fi模块对应的应急灯的位置信息，所述服务器300用于获取每个Wi-Fi模块对应的应急灯的位置信息，并对多个位置信息进行数据处理，计算当前移动终端200所在的位置，并反馈至所述移动终端200。

本实用新型提供的室内定位导航系统，采用具有Wi-Fi模块的应急灯，移动终端能够连接到该Wi-Fi模块，从而获取到该Wi-Fi模块对应的应急灯的位置信息，移动终端在获取到室内的每个应急灯的位置信息后，会将这些位置信息传送至服务器，在服务器对位置信息进行数据处理后，能够得到当前移动终端连接的Wi-Fi模块对应的应急灯的位置，从而帮助持有该移动终端的被困人员定位，判断自身在室内所处的位置，实现导航功能，便于疏散和逃生，提高了被困人员的逃生效率，同时提高了被困人员的救援效率。

优选地，所述移动终端200包括手机。

优选地，所述服务器300包括云平台服务器。

下面结合图1至图3对本实用新型提供的室内定位导航系统的工作原理进行详细描述。

本实用新型提供的室内定位导航系统实现室内定位导航主要包括两部分工作，第一部分是采集者准备工作，该部分主要是由一个人来采集指定路径上的数据，数据是由采集者手持移动终端200与应急灯100的Wi-Fi模块连接后而采集，等到数据采集完成后将打包上传到服务器300上，建立Wi-Fi指纹库；第二部分是测试者部分，该部分是需要使用导航功能的人（通常是消防员等被困人员）将相应数据下载到移动终端上，将用户数据和数据库数据进行实时匹配，计算出用户的位置，实现定位功能。

可以理解的是，所述Wi-Fi指纹库表示Wi-Fi信号强度与物理位置唯一对应的数据，该Wi-Fi指纹库建立后存储在所述服务器300中。

具体地，首先有采集者手持移动终端200，和应急灯100的Wi-Fi模块连接，将接收到的数据打包发给服务器300；测试者手持移动终端200可直接与应急灯100的Wi-Fi模块连接。基于Wi-Fi模块的指纹定位可分为采集数据阶段和测试定位阶段，如图3所示。

1）采集数据：数据采集是在实验楼层中预先按照网格布置一定数量的采样点，利用移动终端200在每个采样点采集收到的不同应急灯100的Wi-Fi热点（AP热点）的信号强度，建立一个Wi-Fi信号强度与物理位置唯一对应的Wi-Fi指纹库，如图4所示，数据预处理采用均值滤波和高斯滤波方法。

（2）测试定位：当测试人员手持移动终端200与楼梯道安置应急灯100中Wi-Fi热点连接后，收到的实时信号与服务器300中采集数据的Wi-Fi指纹库的数据匹配。在之前建立的Wi-Fi指纹数据库中，寻找匹配算法，从而估计待侧人员的位置，如图5所示。

在楼内发生火灾时，往往会断电伴随着部分甚至是大部分的接入点都不可用的后果，为了改善这些不稳定因素，本实用新型以应急灯为基站并在地图上标记好位置，发生火灾无需考虑断电基站不可以用情况。通过移动终端与应急灯连接，基于Wi-Fi模块信号强度梯度的室内导航算法，根据移动终端采集到的Wi-Fi模块接收信号强度，值基于Wi-Fi指纹库，根据手机采集到的Wi-Fi接收信号强度值，使用数据预处理采用均值滤波和高斯滤波方法，采用KNN匹配算法提高了估算位置的精确度。因此，本实用新型提供的室内定位导航系统对高大空间、人员密集场所、地下建筑等安全疏散、救援和逃生有重要作用。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。