用于火場(chǎng)救援的uwb自主定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及室內(nèi)自主定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，定位技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)廣泛滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域，室外定位技術(shù)借助GPS等全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)已經(jīng)很成熟。但衛(wèi)星信號(hào)不能穿透建筑物，而且室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，存在嚴(yán)重的多徑和非視距干擾，在室內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)定位，而室內(nèi)又是與人類生活生產(chǎn)關(guān)系最密切的場(chǎng)合，室內(nèi)位置服務(wù)存在大量應(yīng)用需求。例如在消防作戰(zhàn)中，消防隊(duì)員的工作性質(zhì)高度危險(xiǎn)，他們可能會(huì)進(jìn)入一些復(fù)雜的高層建筑，消防員的自身安全就成為問(wèn)題，火場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜惡劣，尤其是建筑物內(nèi)部布局復(fù)雜、障礙物多、多徑效應(yīng)嚴(yán)重，定位困難，火場(chǎng)如果有高層建筑，各樓層的火勢(shì)不同，指揮員指揮作戰(zhàn)需要將消防員的位置精確定位到樓層及樓層上的具體位置。
[0003]用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)可以解決這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度的火場(chǎng)救援人員自主定位要求，為火場(chǎng)外指揮員的作戰(zhàn)指揮和火場(chǎng)內(nèi)消防戰(zhàn)士的安全提供保障，有效提升我國(guó)在室內(nèi)人員自主定位方面的技術(shù)水平和裝備水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度的火場(chǎng)救援人員自主定位要求，為火場(chǎng)外指揮員的作戰(zhàn)指揮和火場(chǎng)內(nèi)消防戰(zhàn)士的安全提供保障，有效提升我國(guó)在室內(nèi)人員自主定位方面的技術(shù)水平和裝備水平。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下:
[0006]用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)，包括鞋載自主定位傳感器，與鞋載自主定位傳感器通過(guò)無(wú)線通訊的UWB定位模塊，以及UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站；
[0007]所述的鞋載自主定位傳感器包括Arduino控制器，以及與Arduino控制器連接的傳感器，以及與傳感器連接的無(wú)線發(fā)射模塊；
[0008]所述的UWB定位模塊包括嵌入式處理控制系統(tǒng)，以及與嵌入式處理控制系統(tǒng)連接的UWB雷達(dá)收發(fā)模塊，所述的鞋載自主定位傳感器與UWB定位模塊之間通過(guò)微帶天線進(jìn)行信號(hào)傳輸；
[0009]所述的UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站與UWB定位模塊之間通過(guò)UWB雷達(dá)收發(fā)模塊進(jìn)行信號(hào)傳輸，所述的UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站包括嵌入式處理控制系統(tǒng)，以及與嵌入式處理控制系統(tǒng)連接的LAN接口，LAN接口還連接WIFI天線；
[0010]還包括后臺(tái)指揮平臺(tái)，包括PC計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器，所述的后臺(tái)指揮平臺(tái)通過(guò)WIFI天線或者LAN接口與UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站通訊。
[0011]進(jìn)一步的，所述的傳感器包括加速度計(jì)傳感器，陀螺儀傳感器，磁力傳感器，氣壓傳感器和溫度傳感器。
[0012]進(jìn)一步的，所述的鞋載自主定位傳感器，UWB定位模塊，以及UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站均連接各自電源電路，電源電路輸入端連接可充放電電池。
[0013]進(jìn)一步的，所述的UWB定位模塊還包括存儲(chǔ)單元。
[0014]進(jìn)一步的，所述的UWB定位模塊為臂掛式UWB定位模塊。
[0015]采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明的有益效果是:實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度的火場(chǎng)救援人員自主定位要求，為火場(chǎng)外指揮員的作戰(zhàn)指揮和火場(chǎng)內(nèi)消防戰(zhàn)士的安全提供保障，有效提升我國(guó)在室內(nèi)人員自主定位方面的技術(shù)水平和裝備水平。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)總框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)，包括鞋載自主定位傳感器，與鞋載自主定位傳感器通過(guò)無(wú)線通訊的UWB定位模塊，以及UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站；
[0019]所述的鞋載自主定位傳感器包括Arduino控制器，以及與Arduino控制器連接的傳感器，以及與傳感器連接的無(wú)線發(fā)射模塊；
[0020]所述的傳感器包括加速度計(jì)傳感器，陀螺儀傳感器，磁力傳感器，氣壓傳感器和溫度傳感器，在自主導(dǎo)航狀態(tài)下，所述鞋載自主定位傳感器依靠Arduino控制器對(duì)加速度計(jì)/陀螺儀/磁力計(jì)和氣壓計(jì)/溫度計(jì)等傳感器芯片所感應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并通過(guò)微帶天線上傳至所述UWB定位模塊。
[0021]所述的UWB定位模塊包括嵌入式處理控制系統(tǒng)，以及與嵌入式處理控制系統(tǒng)連接的UWB雷達(dá)收發(fā)模塊，所述的鞋載自主定位傳感器與UWB定位模塊之間通過(guò)微帶天線進(jìn)行信號(hào)傳輸；
[0022]UWB定位模塊對(duì)傳感器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得出當(dāng)前救援人員運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及所在位置相對(duì)坐標(biāo)并進(jìn)行臨時(shí)存儲(chǔ)。
[0023]所述的UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站與UWB定位模塊之間通過(guò)UWB雷達(dá)收發(fā)模塊進(jìn)行信號(hào)傳輸，所述的UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站包括嵌入式處理控制系統(tǒng)，以及與嵌入式處理控制系統(tǒng)連接的LAN接口，LAN接口還連接WIFI天線；
[0024]當(dāng)搜索到任何一個(gè)UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站信號(hào)后，所述UWB定位模塊利用UWB雷達(dá)收發(fā)模塊迅速實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前救援人員所在位置坐標(biāo)的標(biāo)定和修正，并將該數(shù)據(jù)上傳至該UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站。
[0025]還包括后臺(tái)指揮平臺(tái)，包括PC計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器，所述的后臺(tái)指揮平臺(tái)通過(guò)WIFI天線或者LAN接口與UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站通訊。
[0026]所述UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站利用LAN網(wǎng)線或以WIFI無(wú)線方式將當(dāng)前救援人員所在位置信息回傳至所述后臺(tái)指揮平臺(tái)。
[0027]所述后臺(tái)指揮平臺(tái)利用各個(gè)救援人員回傳的準(zhǔn)實(shí)時(shí)信息對(duì)當(dāng)前情況進(jìn)行綜合判斷，并作出最佳決策，并利用LAN網(wǎng)線或以WIFI無(wú)線方式將最新指令下發(fā)給所述UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站。
[0028]所述UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站之間信息和指令共享，當(dāng)該救援人員仍處于本基站或下一次再次進(jìn)行任何一個(gè)基站工作范圍內(nèi)時(shí)，所述UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站將最新的指揮指令將及時(shí)下發(fā)給救援人員UWB定位模塊。救援人員獲得指令做出相應(yīng)正確的處置反應(yīng)。
[0029]所述的鞋載自主定位傳感器，UWB定位模塊，以及UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站均連接各自電源電路，電源電路輸入端連接可充放電電池。
[0030]所述的UWB定位模塊還包括存儲(chǔ)單元。用于臨時(shí)儲(chǔ)存當(dāng)前救援人員運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及所在位置相對(duì)坐標(biāo)。
[0031 ] 所述的UWB定位模塊為臂掛式UWB定位模塊。
[0032]本發(fā)明并不局限于所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神即公開(kāi)范圍內(nèi)，仍可作一些修正或改變，故本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)，包括鞋載自主定位傳感器，與鞋載自主定位傳感器通過(guò)無(wú)線通訊的UWB定位模塊，以及UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站； 所述的鞋載自主定位傳感器包括Arduino控制器，以及與Arduino控制器連接的傳感器，以及與傳感器連接的無(wú)線發(fā)射模塊； 所述的UWB定位模塊包括嵌入式處理控制系統(tǒng)，以及與嵌入式處理控制系統(tǒng)連接的UWB雷達(dá)收發(fā)模塊，所述的鞋載自主定位傳感器與UWB定位模塊之間通過(guò)微帶天線進(jìn)行信號(hào)傳輸; 所述的UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站與UWB定位模塊之間通過(guò)UWB雷達(dá)收發(fā)模塊進(jìn)行信號(hào)傳輸，所述的UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站包括嵌入式處理控制系統(tǒng)，以及與嵌入式處理控制系統(tǒng)連接的LAN接口，LAN接口還連接WIFI天線； 還包括后臺(tái)指揮平臺(tái)，包括PC計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器，所述的后臺(tái)指揮平臺(tái)通過(guò)WIFI天線或者LAN接口與UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站通訊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳感器包括加速度計(jì)傳感器，陀螺儀傳感器，磁力傳感器，氣壓傳感器和溫度傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的鞋載自主定位傳感器，UWB定位模塊，以及UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站均連接各自電源電路，電源電路輸入端連接可充放電電池。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的UWB定位模塊還包括存儲(chǔ)單元。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的UWB定位模塊為臂掛式UWB定位模塊。
【專利摘要】本發(fā)明涉及室內(nèi)自主定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于火場(chǎng)救援的UWB自主定位系統(tǒng)，包括鞋載自主定位傳感器，與鞋載自主定位傳感器通過(guò)無(wú)線通訊的UWB定位模塊，以及UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站，所述的鞋載自主定位傳感器與UWB定位模塊之間通過(guò)微帶天線進(jìn)行信號(hào)傳輸；所述的UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站與UWB定位模塊之間通過(guò)UWB雷達(dá)收發(fā)模塊進(jìn)行信號(hào)傳輸，還包括后臺(tái)指揮平臺(tái)，包括PC計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器，所述的后臺(tái)指揮平臺(tái)通過(guò)WIFI天線或者LAN接口與UWB定位網(wǎng)絡(luò)基站通訊，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度的火場(chǎng)救援人員自主定位要求，為火場(chǎng)外指揮員的作戰(zhàn)指揮和火場(chǎng)內(nèi)消防戰(zhàn)士的安全提供保障。
【IPC分類】G05D3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105373141
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410827685
【發(fā)明人】梁步閣
【申請(qǐng)人】梁步閣
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日