一种用于应急救援的单兵综合监控系统及监控方法与流程

1.本发明涉及应急救援技术领域，尤其涉及一种用于应急救援的单兵综合监控系统及监控方法。


背景技术：

2.在灭火救灾、抢险救援等高危救援场景中，需要最大限度保护救援人员的生命安全，这就需要在展开救援时，明确获知哪些救援人员已经进入现场，并在他们发生紧急情况时，及时施救。
3.然而，在很多现场复杂的情况下，救援分队不能快速获知人员是否仍在现场，定位监控系统、呼救系统或者搜寻设备无法快速判断遇险救援人员的准确位置，虽然一些定位监控系统能够实现人员定位，但往往都是基于普通民用领域的技术实现的定位，这些技术适用于日常生活，但是在真实的火场等应急场景中，定位的精度以及可靠性受限。且无法实现对于应急场景中的人员的综合监控，不利于对救援人员情况的全面掌握，特别是二次事故发生后对已经失能昏迷的救援人员的抢救缺乏可靠的定位手段，就算找到了失能昏迷人员，也难以快速找到出口、窗口等重要地点，从而严重的制约了抢险救灾的效率，救援人员在需要互救时往往会失去最佳时机，导致战友牺牲。


技术实现要素：

4.本发明的实施例提供一种用于应急救援的单兵综合监控系统及监控方法，保障了对于救援人员的定位和状态监控，解决了救援现场的重要点的定位问题，提高救援人员快速找到重要点的效率。
5.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
6.第一方面，本发明的实施例提供的系统，包括：
7.内攻登记装置(1)、综合定位平板终端(2)、综合定位单兵终端(3)、定位信标(4)和后台服务器(5)，其中，内攻登记装置(1)、综合定位平板终端(2)、综合定位单兵终端(3)和定位信标(4)都与后台服务器(5)建立通信；综合定位单兵终端(3)通过无线信道或者通过有线中继信道与后台服务器(5)建立通信；综合定位平板终端(2)用于从后台服务器(5)下载并展示现场综合信息，所述现场综合信息包括了救援人员的状态信息；综合定位单兵终端(3)佩戴于救援人员身上，并用于向后台服务器(5)上报救援人员的状态信息，所述状态信息至少包括所述救援人员的位置信息；综合定位信标(4)放置在所述救援现场的至少1个重要地点，所述重要地点包括：消防通道的出入口和所述救援现场的建筑物的窗口，综合定位信标(4)中可以安装用于感知高度的传感器，比如气压传感器。
8.综合定位单兵终端(3)连接传感器组，所述传感器组携带在救援人员身上，所述传感器组包括：第一气压计、定位模块、心率监测仪、姿态传感器、温度计和第二气压计；其中，所述第一气压计用于采集与气瓶连接的空呼的气压值；所述定位模块用于获取所述救援人员的位置信息；所述心率监测仪用于获取所述救援人员的心率；所述姿态传感器用于获取
所述救援人员的人员姿态；所述温度计用于获取环境温度；所述第二气压计用于获取大气压；综合定位单兵终端(3)上报的救援人员的状态信息，还包括：空呼气压、心率、人员姿态、环境温度和大气压数据、综合定位单兵终端(3)的电池电量、空呼剩余时间和设备连线状态，所述设备连线状态包括综合定位单兵终端(3)的联网状态，和所述传感器组中的各个传感器的运行状态。
9.后台服务器(5)通过有线中继信道与综合定位单兵终端(3)建立通信，包括：综合定位单兵终端(3)通过中继通信救生照明线(10)与无线网关(11)建立有线连接；无线网关(11)与后台服务器(5)建立无线连接。
10.综合定位单兵终端(3)开设有开关插口，在开关插口中插入开关机钥匙(3-2)时，综合定位单兵终端(3)处于关闭状态；开关机钥匙(3-2)拔出后，综合定位单兵终端(3)开启运行；每一个开关机钥匙(3-2)对应一个身份铭牌(3-1)，每一个身份铭牌(3-1)也都对应了一个综合定位单兵终端(3)，且在所述现场综合信息记录了身份铭牌(3-1)与开关机钥匙(3-2)和综合定位单兵终端(3)的对应关系；在内攻登记装置(1)上设置有插槽，身份铭牌(3-1)插入内攻登记装置(1)上的插槽中。
11.身份铭牌(3-1)中安装有磁铁和信息存储单元，内攻登记装置(1)的插槽中安装有霍尔传感器，当身份铭牌(3-1)插入内攻登记装置(1)上的插槽后，所述霍尔传感器感应到磁场变化并发送信号给内攻登记装置(1)的读写模块，并触发所述读写模块读取身份铭牌(3-1)中存储的信息，之后内攻登记装置(1)将所读取的信息发送给后台服务器(5)。
12.所述第一气压计为智能电子压力表(12)，所述救援人员携带的还包括：生命体征监测装置(7)、毒气侦检仪(6)和其他智能终端设备(8)，都与综合定位单兵终端(3)建立近距离无线连接，所述近距离无线连接的制式包括：蓝牙或lora。
13.至少一个综合定位单兵终端(3)和至少一个综合定位信标(4)采用lora自组网和/或4g/5g多通道自动切换的方式建立连接；综合定位单兵终端(3)根据所述救援人员的设定操作，记录综合定位信标(4)的标记字符；综合定位单兵终端(3)和综合定位信标(4)与中继通信救生照明线(10)建立自组网连接。
14.内攻登记装置(1)中安装有测高度模块和测距模块，所述测高度模块和所述测距模块与内攻登记装置(1)的主控制板相连。
15.第二方面，本发明的实施例提供的方法，包括：
16.s1、当开关机钥匙(3-2)从综合定位单兵终端(3)拔出，综合定位单兵终端(3)开机，开机后将所述状态信息实时传输给后台服务器(5)；
17.s2、身份铭牌(3-1)初次插入内攻登记装置(1)的插槽后，内攻登记装置(1)读取身份铭牌(3-1)中的信息并识别与身份铭牌(3-1)绑定的综合定位单兵终端(3)，此时内攻登记装置(1)完成与各个综合定位单兵终端(3)的绑定；
18.s3、内攻登记装置(1)将s2中与内攻登记装置(1)绑定的综合定位单兵终端(3)的身份信息发送给后台服务器(5)；
19.s4、后台服务器(5)将s2中与内攻登记装置(1)绑定的综合定位单兵终端(3)相关状态信息传输给内攻登记装置(1)。
20.s5、综合定位平板终端(2)根据指挥员的操作，登录内攻登记装置(1)对应的账号并连接后台服务器(5)；
21.s6、综合定位平板终端(2)从后台服务器(5)获取与内攻登记装置(1)账号绑定的综合定位单兵终端(3)的身份信息和状态信息；
22.s7、综合定位平板终端(2)根据指挥员的操作，通过后台服务器(5)向综合定位单兵终端(3)发送指令。
23.本实施例中，内攻登记装置(1)、综合定位平板终端(2)、综合定位单兵终端(3)和定位信标(4)都与后台服务器(5)建立通信。综合定位单兵终端(3)通过无线信道或者通过有线中继信道与后台服务器(5)建立通信，综合定位平板终端(2)用于从后台服务器(5)下载并展示现场综合信息，所述现场综合信息包括了救援人员的状态信息，综合定位单兵终端(3)佩戴于救援人员身上，并用于向后台服务器(5)上报救援人员的状态信息，所述状态信息至少包括所述救援人员的位置信息，从而保障了对于救援人员的定位和状态监控。综合定位信标(4)放置在所述救援现场的至少1个重要地点，综合定位单兵终端(3)和综合定位信标(4)与所述中继救生照明线建立自组网连接，从而也解决了救援现场的重要点的定位问题，提高救援人员快速找到重要点的效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
25.图1～4为本发明实施例提供的具体实例的示意图；
26.图5为本发明实施例提供的一种可能的攻登记装置的示意图；
27.图6为本发明实施例提供的总体架构示意图；
28.图7为本发明实施例提供的方法流程示意图；
29.附图标记：攻登记装置-1、综合定位平板终端-2、综合定位单兵终端-3、身份铭牌-3-1、开关机钥匙-3-2、定位信标-4、后台服务器-5、毒气侦检仪-6、生命体征监测装置-7、其他智能终端设备-8、测距搜救枪-9、中继通信救生照明线-10、无线网关-11、智能电子压力表-12。
具体实施方式
30.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使
用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
31.本发明实施例提供一种用于应急救援的单兵综合监控系统，如图6所示，包括：
32.内攻登记装置(1)、综合定位平板终端(2)、综合定位单兵终端(3)、定位信标(4)和后台服务器(5)，其中，内攻登记装置(1)、综合定位平板终端(2)、综合定位单兵终端(3)和定位信标(4)都与后台服务器(5)建立通信。其中，内攻登记装置(1)可以部署在救援现场。
33.综合定位单兵终端(3)通过无线信道或者通过有线中继信道与后台服务器(5)建立通信；
34.综合定位平板终端(2)用于从后台服务器(5)下载并展示现场综合信息，所述现场综合信息包括了救援人员的状态信息。实际应用中，综合定位平板终端(2)可以采购目前市面上已有的pad、平板类产品，本实施例中通过综合定位平板终端(2)可通过手动拖拽设置场景参数，支持多点触控操作，查看各类数据信息，例如：现场的指挥员可以操作综合定位平板终端(2)用于看后台数据的，后台数据具体可以从后台服务器下载。不限定的，也可以在其他任何地方用其他终端登录网站查看后台服务器的数据，例如通过建设的web界面登录并查询后台服务器的数据。
35.综合定位单兵终端(3)佩戴于救援人员身上，并用于向后台服务器(5)上报救援人员的状态信息，所述状态信息至少包括所述救援人员的位置信息。在实际应用中，救援人员还可以携带智能电子压力表、生命体征监测装置、毒气侦检仪、其他智能终端设备，智能电子压力表通过蓝牙或lora等实时传输空呼压力数据给综合定位单兵终端，生命体征监测装置、其他智能终端设备也将监测到的数据实时传输给综合定位单兵终端。
36.综合定位信标(4)放置在所述救援现场的至少1个重要地点，所述重要地点包括：消防通道的出入口、水源和所述救援现场的建筑物的窗口。可选的，重要地点还包括：所述救援现场的进攻入口和所述救援现场的撤离点。进一步的，综合定位信标(4)所放置的地点也可以记录为位置属性数据，比如记录为“出口、水源”等文字字符作为位置属性数据。综合定位信标(4)中可以安装用于感知高度的传感器，比如气压传感器，综合定位信标(4)被放置后开启所述气压传感器并向后台服务器(5)不断发送所在高度的大气压数据。还可以安装定位模块，比如gps模块，和/或目前市面上已有的可以用于室内定位的定位模块。
37.具体的，综合定位信标(4)向后台服务器(5)不断发送所在高度的大气压数据。由于在不同高度的大气压也不一样，随着时间、温度的变化大气压的数据也在变化，因为测距是采用气压传感器来检测的，所以需要综合定位信标(4)不断发送所在高度的大气压数据，才能精准测高度，才能准确找到信标。
38.本实施例中，如图1、2所示的，综合定位单兵终端(3)连接传感器组，所述传感器组携带在救援人员身上，所述传感器组包括：第一气压计、定位模块、心率监测仪、姿态传感器、温度计和第二气压计；其中，所述第一气压计用于采集与气瓶连接的空呼的气压值；所述定位模块用于获取所述救援人员的位置信息；所述心率监测仪用于获取所述救援人员的心率；所述姿态传感器用于获取所述救援人员的人员姿态；所述温度计用于获取环境温度；
1)内部包括各功能模块和磁铁，当插入内攻登记装置(1)上的插槽中，内攻登记装置(1)相应位置的检测模块感应到磁场变化并发送信号给内攻登记装置(1)的读写模块；读写模块与身份铭牌(3-1)的通信模块进行通信，唤醒身份铭牌(3-1)，读取人员身份铭牌(3-1)中存储的信息，即内攻登记装置(1)读取每一个身份铭牌(3-1)中存储的信息，可以包括训练信息、终端初始数据和终端设备序列号等，内攻登记装置(1)在读取身份铭牌(3-1)信息后发送给后台服务器。综合定位单兵终端(3)、综合定位信标(4)定时向后台服务器发送数据，后台服务器收到综合定位单兵终端(3)、综合定位信标(4)的数据后根据上述读取的身份铭牌(3-1)信息发送给内攻登记装置(1)相应窗口上的显示模块进行显示。当身份铭牌(3-1)插入内攻登记装置(1)后，内攻登记装置(1)识别身份铭牌(3-1)，并从后台服务器读取与身份铭牌(3-1)绑定的综合定位单兵终端(3)的数据，包括综合定位单兵终端(3)上传至后台服务器(5)的数据。进一步的，通过插拔开关机钥匙可以关闭和开启综合定位单兵终端(3)，所述身份铭牌与所述综合定位单兵终端(3)绑定，当身份铭牌插入内攻登记装置(1)后，内攻登记装置(1)读取该身份铭牌信息，进而从后台服务器里读取与身份铭牌绑定的综合定位单兵终端(3)传输的各种数据，或者向其发送撤离指令。
46.所述第一气压计为智能电子压力表(12)，所述救援人员携带的还包括：生命体征监测装置(7)、毒气侦检仪(6)和其他智能终端设备(8)，都与综合定位单兵终端(3)建立近距离无线连接，所述近距离无线连接的制式包括：蓝牙或lora。至少一个综合定位单兵终端(3)和至少一个综合定位信标(4)采用lora自组网和/或4g/5g多通道自动切换的方式建立连接；综合定位单兵终端(3)根据所述救援人员的设定操作，记录综合定位信标(4)的标记字符。例如：所述标记字符包括：“水源信标”、“安全出口信标”。至少一个综合定位单兵终端(3)和至少一个综合定位信标(4)可通信，通过定位“水源信标”、“安全出口信标”等辅助救援人员完成任务。
47.本实施例中，综合定位单兵终端(3)、综合定位信标(4)与所述中继救生照明线建立自组网连接。救生照明线的作用是将综合定位单兵终端(3)、综合定位信标(4)的数据有线传输给无线网关(11)，再传输给后台服务器(5)，后台服务器(5)发送数据也要经过无线网关(11)然后再通过有线传输给综合定位单兵终端(3)、综合定位信标(4)。中继通信救生照明线(10)的通信线缆具备多盘延长通信。例如：可以将多个中继救生照明线串联在一起，从而延长通信距离。其中，自组网可以采用目前已有的技术，具体是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，用户终端是可以移动的便携式终端，自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。具体的，中继通信救生照明线(10)上也可以安装近距离无线通信模块(如蓝牙或lora)，以便于定位单兵终端(3)和综合定位信标(4)直接通过中继通信救生照明线(10)的近距离无线通信模块连接上中继通信救生照明线(10)。
48.内攻登记装置(1)、综合定位平板终端(2)、综合定位单兵终端(3)和定位信标(4)都与后台服务器(5)建立通信。综合定位单兵终端(3)通过无线信道或者通过有线中继信道与后台服务器(5)建立通信，综合定位平板终端(2)用于从后台服务器(5)下载并展示现场综合信息，所述现场综合信息包括了救援人员的状态信息，综合定位单兵终端(3)佩戴于救援人员身上，并用于向后台服务器(5)上报救援人员的状态信息，所述状态信息至少包括所述救援人员的位置信息，从而保障了对于救援人员的定位和状态监控。综合定位信标(4)放
置在所述救援现场的至少1个重要地点，综合定位单兵终端(3)和综合定位信标(4)与所述中继救生照明线建立自组网连接，从而也解决了救援现场的重要点的定位问题，提高救援人员快速找到重要点的效率。
49.本实施例中，提供一种用于应急救援的内攻登记装置，如图5所示的，内攻登记装置(1)中安装有测高度模块和测距模块，所述测高度模块和所述测距模块与内攻登记装置(1)的主控制板相连。其中，测高度模块中，包括：高度传感器(比如气压传感器)及其处理电路(比如模数转换电路)。测距模块中，包括：测距传感器及处理电路(比如模数转换电路)。测高度模块和测距模块，分别通过i2c总线与内攻登记装置(1)的主控制板连接，具体的，所述测距传感器的主要功能目的，在于让综合定位单兵终端(3)可以感知到内攻登记装置(1)的位置，因此所述的测距传感器，也可以采用uwb(ultra wide band)定位模块。通过测高度模块，内攻登记装置(1)可以获取高度信息；通过测距模块，内攻登记装置(1)可以获取与综合定位单兵终端(3)的距离信息；而内攻登记装置(1)中还安装有无线通信模块，以便于与综合定位单兵终端(3)连接，并向综合定位单兵终端(3)提供内攻登记装置(1)的距离和高度信息。相当于内攻登记装置(1)也起到与定位信标(4)类似的作用，为综合定位单兵终端(3)提供定位服务。还可以安装定位模块，比如gps模块，和/或目前市面上已有的可以用于室内定位的定位模块。
50.本实施例还提供一种用于应急救援的单兵综合监控方法，如图7所示的，包括：
51.s1、当开关机钥匙(3-2)从综合定位单兵终端(3)拔出，综合定位单兵终端(3)开机，开机后将所述状态信息实时传输给后台服务器(5)；其中，当身份铭牌(3-1)插入内攻登记装置(1)后，内攻登记装置(1)读取身份铭牌(3-1)中的信息并识别与身份铭牌(3-1)绑定的综合定位单兵终端(3)，此时内攻登记装置(1)完成与综合定位单兵终端(3)的绑定；实际应用中，在登记身份铭牌信息的同时，还可以自动登记救援人员的入场时间(比如可以将身份铭牌(3-1)插入内攻登记装置(1)的时间作为入场时间)。
52.s2、身份铭牌(3-1)初次插入内攻登记装置(1)的插槽后，内攻登记装置(1)读取身份铭牌(3-1)中的信息并识别与身份铭牌(3-1)绑定的综合定位单兵终端(3)，此时内攻登记装置(1)完成与各个综合定位单兵终端(3)的绑定；s3、内攻登记装置(1)将s2中与内攻登记装置(1)绑定的综合定位单兵终端(3)的身份信息发送给后台服务器(5)；
53.s4、后台服务器(5)将s2中与内攻登记装置(1)绑定的综合定位单兵终端(3)相关状态信息传输给内攻登记装置(1)进行显示、计算和警示，计算比如空呼气瓶中气体剩余使用时间，显示如空呼气压不合格则发出预警提示。其中，后台服务器(5)可以根据状态信息中的第一气压计的气压值，检测持有综合定位单兵终端(3)的救援人员的空呼的气压是否合格，若气压不合格则发出预警提示。
54.s5、综合定位平板终端(2)根据指挥员的操作，登录内攻登记装置(1)对应的账号并连接后台服务器(5)；
55.s6、综合定位平板终端(2)从后台服务器(5)获取与内攻登记装置(1)账号绑定的综合定位单兵终端(3)的身份信息和状态信息；
56.s7、综合定位平板终端(2)根据指挥员的操作，通过后台服务器(5)向综合定位单兵终端(3)发送指令。
57.本实施例中，后台服务器(5)通过有线中继信道与综合定位单兵终端(3)建立通
信，其中包括：综合定位单兵终端(3)通过中继通信救生照明线(10)与无线网关(11)建立有线连接；无线网关(11)与后台服务器(5)建立无线连接。
58.后台服务器(5)获取内攻登记装置(1)所在救援现场的环境数据，并将所述环境数据向登录了账号的综合定位平板终端(2)发送。实际应用中，可以从消防、武警、警务等部门的接口获取救援现场的环境数据，比如电子地图、危爆物存储点。内攻登记装置(1)从后台服务器(5)获取与身份铭牌(3-1)绑定的综合定位单兵终端(3)上传的状态信息并显示。后台服务器(5)可以借助预先训练好的分析模型的得到分析结果，或者是让后方人员的人工分析得到分析结果并输入后台服务器，分析结果用于表示救援现场的危险程度、危险评估等级等信息。
59.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。