一種具有室內(nèi)定位功能的警用肩燈裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具有室內(nèi)定位功能的警用肩燈裝置，包括電源控制模塊、控制器模塊、LED驅(qū)動模塊以及無線定位模塊，其中，所述控制器模塊包括狀態(tài)判斷模塊，所述狀態(tài)判斷模塊至少包括基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器；所述LED驅(qū)動模塊與LED燈組連接；所述控制器模塊控制所述無線定位模塊信號的收發(fā)、對狀態(tài)判斷模塊中多個傳感器數(shù)據(jù)進行計算以及控制所述LED燈組的閃爍模式。本實用新型在警用肩燈中嵌入無線定位模塊，采用基于ZigBee的無線室內(nèi)定位技術(shù)，結(jié)合多個傳感器實現(xiàn)對民警姿態(tài)的九自由度監(jiān)測，計算得到民警執(zhí)勤的狀態(tài)結(jié)果，并結(jié)合指紋定位算法，實現(xiàn)了肩燈在安保區(qū)域、尤其是復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境的自主定位，在向民眾提示民警位置的同時向指揮中心實時上報執(zhí)勤位置，可以有效提高突發(fā)事件發(fā)生時的快速警力調(diào)配處置能力。
【專利說明】
一種具有室內(nèi)定位功能的警用肩燈裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種警用肩燈裝置，特別是涉及一種具有室內(nèi)定位功能的警用肩燈裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]警用肩燈一般用于民警執(zhí)勤、巡邏等場合，佩戴在警員肩章上，能夠起到提醒、警示的作用。而現(xiàn)有的警用肩燈一般功能比較單一，只具有發(fā)光功能或者很簡單的單閃、雙閃功能。現(xiàn)有肩燈雖然能夠起到對民眾提示民警自身所在位置作用，但安保指揮中心不能實時準(zhǔn)確的獲取每個安保人員的具體位置及執(zhí)勤狀態(tài)，尤其是當(dāng)民警處于建筑物內(nèi)部時，對于民警的位置和狀態(tài)，指揮中心無法及時獲得，無法實現(xiàn)突發(fā)事件的快速協(xié)調(diào)指揮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種具有室內(nèi)定位功能的警用肩燈裝置，實現(xiàn)民警位置和狀態(tài)的實時監(jiān)控，有利于協(xié)調(diào)指揮，尤其是可應(yīng)用于建筑物的室內(nèi)等復(fù)雜環(huán)境。
[0004]本實用新型提供了一種具有室內(nèi)定位功能的警用肩燈裝置，包括電源控制模塊、控制器模塊、LED驅(qū)動模塊以及無線定位模塊，其中，所述控制器模塊包括狀態(tài)判斷模塊，所述狀態(tài)判斷模塊至少包括基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器;所述LED驅(qū)動模塊與LED燈組連接;所述控制器模塊控制所述無線定位模塊信號的收發(fā)、對狀態(tài)判斷模塊中多個傳感器數(shù)據(jù)進行計算以及控制所述LED燈組的閃爍模式。
[0005]其中，所述電源控制模塊連接到電池，所述電池采用有線或無線方式進行充電，所述電池具有充電保護電路。
[0006]其中，所述LED燈組優(yōu)選為紅藍LED燈組；
[0007]其中，所述警用肩燈裝置包括盒體和上蓋，所述盒體和上蓋形成一容納空間。
[0008]其中，所述容納空間內(nèi)包括有所述電源控制模塊、控制器模塊、LED驅(qū)動模塊以及無線定位模塊。
[0009]其中，所述無線定位模塊包括無線通信模塊和天線。
[0010]其中，所述三軸加速度傳感器采集運動的航向角、俯仰角和橫滾角，所述三軸地磁傳感器采集實時運動方向，所述三軸陀螺儀傳感器采集監(jiān)所實時角速度。
[0011]本實用新型在警用肩燈中嵌入無線定位模塊，采用基于ZigBee的無線室內(nèi)定位技術(shù)，結(jié)合多個傳感器實現(xiàn)對民警姿態(tài)的九自由度監(jiān)測，計算得到民警執(zhí)勤的狀態(tài)結(jié)果，并通過結(jié)合指紋定位算法，實現(xiàn)了肩燈在安保區(qū)域、尤其是復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境的自主定位，在向民眾提示民警位置的同時向指揮中心實時上報執(zhí)勤位置，可以有效提高突發(fā)事件發(fā)生時的快速警力調(diào)配處置能力。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的警用肩燈的組成模塊示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的警用肩燈的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本實用新型的警用肩燈應(yīng)用拓撲示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為了便于理解本實用新型，下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下述的說明只是為了便于對實用新型進行解釋，而不作為對其范圍的具體限定。
[0016]圖1為本實用新型的警用肩燈的立體結(jié)構(gòu)示意圖，所述警用肩燈包括盒體I和上蓋2，所述上蓋為可透光材料制成，在盒體I和上蓋2組成的容納空間內(nèi)設(shè)置有電路板3，在電路板3上設(shè)置有各種電路模塊(未圖示)，在電路板3的周邊設(shè)置有LED燈組，所述LED燈組的光通過上蓋2透出，形成點亮的警用肩燈，在所述容納空間內(nèi)還包括有電池4和定位模塊5，在所述警用肩燈內(nèi)還包括有未圖示的其他部件。
[0017]圖2為本實用新型的具有室內(nèi)定位功能的警用肩燈的組成模塊示意圖。所述警用肩燈包括電源控制模塊，所述電源控制模塊用于為警用肩燈提供電量分配控制，所述電源控制模塊連接到電池，所述電池可采用有線或無線方式進行充電，所述電池具有充電保護電路;所述電源控制模塊分別與控制器模塊、LED驅(qū)動模塊以及無線定位模塊相連接，其中所述LED驅(qū)動模塊與LED燈組連接，用于驅(qū)動LED的點亮，其中所述LED燈組優(yōu)選為紅藍LED燈組;其中，所述控制器模塊包括狀態(tài)判斷模塊，所述狀態(tài)判斷模塊是通過采集基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器的數(shù)據(jù)計算后進行判斷的；所述無線定位模塊包括天線，優(yōu)選所述天線為2.4GHz天線。
[0018]所述控制器模塊控制所述定位模塊信號的收發(fā)、對狀態(tài)判斷模塊中多個傳感器數(shù)據(jù)進行計算以及控制肩燈LED的閃爍模式。所述控制器模塊優(yōu)選采用MCU處理器，該MCU處理器可采用低功耗性能優(yōu)越的MSP430F1210，片內(nèi)6KB SDRAM，32KB FLASH，通過I2C總線控制三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器;通過UART與ZigBee無線定位模塊相連。
[0019]所述無線定位模塊優(yōu)選采用NXP公司的JN5168芯片，實現(xiàn)ZigBee信號強度的自動測量及組網(wǎng)傳輸，天線采用1.5dB的小型陶瓷天線；
[0020]所述LED驅(qū)動模塊優(yōu)選采用專門用于驅(qū)動LED光源的MAX7314，采用低功耗的PffM脈寬調(diào)制方式，所述紅藍LED燈組優(yōu)選包含高亮紅藍LED各2個、4個、6個、8個或更多個，并具有多種閃亮和照明模式；
[0021 ]所述狀態(tài)判斷模塊包括基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀，其中所述三軸加速度傳感器優(yōu)選采用ADXL345，加速度測量范圍± 16g，測量精度13bit，最高分辨率4mg/LSB，通過I2C總線與MCU相連。所述三軸地磁傳感器優(yōu)選采用HoneyWell公司的HMC5883，所述三軸地磁傳感器主要用于獲得監(jiān)所民警運動的方位角，來確定其運動方向，工作時先由ADXL345測得的俯仰角和橫滾角，通過坐標(biāo)變換將磁傳感器測得的磁場強度分量分解到水平方向，再計算方位角。HMC5883通過I2C總線與MCU相連接。所述三軸陀螺儀優(yōu)選采用ITG3200，通過I2C總線把采集到的實時轉(zhuǎn)動角速度上傳到MCU。
[0022]所述電源控制模塊采用3V電源輸出，具有過壓過流保護和電池充放電保護，所述電池優(yōu)選采用厚度為4mm的高能鋰電池，電量550mA，可實現(xiàn)累計工作時長10小時。
[0023]本實用新型采用基于ZigBee的無線室內(nèi)定位技術(shù)，其中，ZigBee是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)，通過無線信號的強度衰減來進行安保區(qū)域內(nèi)定位?；谛盘枏姸入S傳播距離衰減的特性，將ZigBee無線通信模塊嵌入到民警佩戴的肩燈中，結(jié)合指紋定位算法進行安保區(qū)域內(nèi)的民警實時定位，在實現(xiàn)定位的同時通過ZigBee信道進行報警數(shù)據(jù)的傳輸;將多種MEMS傳感器內(nèi)嵌至肩燈，采用基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器采集民警狀態(tài)數(shù)據(jù)，三軸加速度傳感器能夠采集民警運動的航向角、俯仰角和橫滾角，三軸地磁傳感器用于采集民警的實時運動方向，三軸陀螺儀傳感器可采集監(jiān)所民警實時角速度，從而得到對執(zhí)勤狀態(tài)的總體評價，可判斷跌倒、扭打和的發(fā)生，從而實現(xiàn)民警姿態(tài)的九自由度監(jiān)測，通過三種數(shù)據(jù)的融合計算得到民警執(zhí)勤的狀態(tài)結(jié)果。
[0024]本實用新型在普通肩燈警示提示功能基礎(chǔ)上，嵌入無線定位模塊，采用基于ZigBee的無線室內(nèi)定位技術(shù)，結(jié)合多個傳感器實現(xiàn)對民警姿態(tài)的九自由度監(jiān)測，計算得到民警執(zhí)勤的狀態(tài)結(jié)果，并通過結(jié)合指紋定位算法，實現(xiàn)了肩燈在安保區(qū)域、尤其是復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境的自主定位，在向民眾提示民警位置的同時向指揮中心實時上報執(zhí)勤位置，可以有效提高突發(fā)事件發(fā)生時的快速警力調(diào)配處置能力。如圖3所示，通過在普通肩燈中嵌入狀態(tài)判斷模塊，實現(xiàn)指揮中心對執(zhí)勤民警行為的實時監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生異常行為時實時報警，及時處置。
[0025]可以理解的是，雖然本實用新型已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本實用新型。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種具有室內(nèi)定位功能的警用肩燈裝置，包括電源控制模塊、控制器模塊、LED驅(qū)動模塊以及無線定位模塊，其特征在于:所述控制器模塊包括狀態(tài)判斷模塊，所述狀態(tài)判斷模塊至少包括基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器;所述LED驅(qū)動模塊與LED燈組連接;所述控制器模塊控制所述無線定位模塊信號的收發(fā)、對狀態(tài)判斷模塊中多個傳感器數(shù)據(jù)進行計算以及控制所述LED燈組的閃爍模式。2.如權(quán)利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述電源控制模塊連接到電池，所述電池采用有線或無線方式進行充電，所述電池具有充電保護電路。3.如權(quán)利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述LED燈組為紅藍LED燈組。4.如權(quán)利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述警用肩燈裝置包括盒體和上蓋，所述盒體和上蓋形成一容納空間。5.如權(quán)利要求4所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述容納空間內(nèi)包括有所述電源控制模塊、控制器模塊、LED驅(qū)動模塊以及無線定位模塊。6.如權(quán)利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述無線定位模塊包括無線通信模塊和天線。7.如權(quán)利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述三軸加速度傳感器采集運動的航向角、俯仰角和橫滾角，所述三軸地磁傳感器采集實時運動方向，所述三軸陀螺儀傳感器采集監(jiān)所實時角速度。
【文檔編號】F21V33/00GK205424510SQ201620163851
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】孫健, 譚林, 李勝廣, 李莉, 張晉升, 張 杰, 許文鵬, 張穎杰
【申請人】公安部第研究所, 公安部第一研究所, 北京中盾安全技術(shù)開發(fā)公司