一種火災現場消防員應急救助系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種火災現場消防員應急救助系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 目前，消防員與外界聯絡的手段就是通過話音對講機，通過對講將火災現場的環(huán) 境情況與自身的位置告訴外面的指揮人員，進入火場時防護裝置主要還是依靠一種自給開 放式空呼吸器。空氣呼吸器優(yōu)點是：采用開放式結構，呼出氣體直接排入大氣環(huán)境，又由于 供氣流量大，佩戴者呼吸感覺比較舒暢，使外界有害氣體無法侵入佩戴者的呼吸器官，使用 安全系數高；可以反復充氣使用，使用成本比較低。其主要缺點是：使用時間較短，一般為1 小時左右，無法正確了解消防員情況，相互之間的聯絡主要還是依靠對講機，通過對講將火 災現場的環(huán)境情況與自身的位置告訴外面的指揮人員。
[0003] 但是，隨著無線電子技術的發(fā)展，特別是無線傳感器網絡的應用，使得消防人員與 外界的聯絡增加一種有力的手段成為可能。然而在消防現場中，只對周圍小范圍環(huán)境的信 息進行監(jiān)測和采集是不夠的，需要監(jiān)測所在網絡范圍內的各種數據信息，但任何數據在沒 有地理位置的前提下是完全沒有意義的，因此，網絡中節(jié)點的位置信息對這些監(jiān)測活動至 關重要。發(fā)生災難時，環(huán)境監(jiān)測可以起到掌控災難現場情況的作用，但是在施救過程中的人 員安全卻是需要考慮的重中之重，因此，對于消防現場環(huán)境下的無線傳感器網絡定位技術 的研究是非常有意義的。目前，常用的定位技術包括超聲波、射頻信號、紅外線等，但它們都 不適合用于室內定位系統(tǒng)。超聲波信號受多徑效應和非視距傳播影響很大，非常不適合用 于室內環(huán)境；紅外線只適合短距離傳播，而且易被室內或室外其他光線所干擾，造成很大測 距誤差，因此，在室內精確定位上有很大局限性。 【實用新型內容】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種在緊急情況下架設在 現場周圍，不需要事先布置的、能實時監(jiān)控消防員周圍情況的火災現場消防員應急救助系 統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種火災現場消防員三維定位應 急救助系統(tǒng)，其特征在于包括：佩戴于消防員身上的移動標簽，架設在火災現場周圍的位置 固定的基站，及與基站連接的監(jiān)控終端；其中移動標簽通過無線網絡與基站連接，基站用于 接收從標簽發(fā)送來的數據并將該數據轉發(fā)給監(jiān)控終端，監(jiān)控終端對基站發(fā)來的數據進行處 理；所述移動標簽上配置有測量環(huán)境參數的傳感器模塊，該移動標簽在規(guī)定時限內定時將 包含位置信息與環(huán)境信息的數據包通過基站發(fā)送給監(jiān)控終端，監(jiān)控終端對基站輸出的數據 包進行濾波處理與修正，計算移動標簽的準確坐標，并通過圖形界面實時顯示出當前時刻 基站與移動標簽的三維位置，以及移動標簽所處環(huán)境信息。
[0006] 所述基站的個數可以為多個，各基站的高度可以處于同一個水平面，也可以不在 同一個水平面上。
[0007] 所述傳感器模塊還溫度傳感器和二氧化碳濃度傳感器。
[0008] 所述移動標簽的硬件結構包含有無線數據收發(fā)模塊、顯示屏、蜂鳴器、電源、天線、 傳感器模塊和按鍵模塊，傳感器模塊、按鍵模塊、顯示屏、蜂鳴器、電源、天線均與無線數據 收發(fā)模塊連接，無線數據收發(fā)模塊包含微處理器和與微處理器連接的無線射頻芯片；基站 的硬件結構與移動標簽的硬件結構相同。
[0009] 與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：整個系統(tǒng)是在緊急情況（如火災）下架設 在現場周圍，不需要事先布置，節(jié)省建筑建設成本；消防員佩帶的移動標簽上配置氣壓傳感 器，監(jiān)控終端可以通過傳感器模塊測量的數據，動態(tài)了解消防員當前情況。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明試試例中火災現場消防員應急救助系統(tǒng)框圖。
[0011] 圖2為本發(fā)明試試例中移動標簽的硬件結構圖。
[0012] 圖3為本發(fā)明試試例中二基站式三維定位示意圖。
[0013] 圖4為本發(fā)明試試例中三基站式三維定位的示意圖。
[0014] 圖5為本發(fā)明試試例中四基站式三維定位的示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0016] -種火災現場消防員應急救助系統(tǒng)，包括：佩戴于消防員身上的移動標簽，架設在 火災現場周圍的位置固定的基站，及與基站連接的監(jiān)控終端，參見圖1所示。
[0017] 其中，移動標簽是整個系統(tǒng)的最底層，移動標簽上配置有測量環(huán)境參數的傳感器 模塊，傳感器模塊包含有氣壓傳感器、溫度傳感器和二氧化碳濃度傳感器，負責測量與各個 固定基站之間的距離、采集環(huán)境參數，如氣壓、溫度、二氧化碳濃度等，并以廣播包的形式將 定位數據包發(fā)送給各個基站，移動標簽安裝在消防員身上，并在規(guī)定時限內定時將位置信 息與環(huán)境信息通過基站發(fā)送到監(jiān)控終端，實現對消防員進行實時定位。所述移動標簽的硬 件結構包含有無線數據收發(fā)模塊、顯示屏、蜂鳴器、電源、天線、傳感器模塊和按鍵模塊，傳 感器模塊、按鍵模塊、顯示屏、蜂鳴器、電源、天線均與無線數據收發(fā)模塊連接，無線數據收 發(fā)模塊包含微處理器和與微處理器連接的無線射頻芯片，參見圖2所示；在特殊情況下（即 二次救援模式），監(jiān)控終端將移動標簽分成待救標簽與救援標簽，在救災過程中一旦發(fā)現消 防隊員出現危險，即當某一個移動標簽發(fā)來的環(huán)境信息超出預設的安全范疇時，需要指揮 其他隊員給予急救，此時，可以通過無線網絡將該隊員佩帶的移動標簽設置成待救標簽，同 時把其余移動標簽發(fā)來的環(huán)境信息沒有超出預設的安全范疇的，將其設為救援標簽，在二 次救援模式下，監(jiān)控終端實時監(jiān)控救援標簽與待救標簽之間的距離，當救援標簽與待救標 簽之間的距離小于某一門限值時發(fā)出警報，越靠近警報頻率越高，以便在現場因濃煙無法 看清的情況下提醒二次救援隊員。
[0018] 基站的位置是固定不變的，可以看成是已知坐標的定位節(jié)點，它用于接收從移動 標簽發(fā)送來的包含位置信息的數據包，其中一個基站與監(jiān)控終端相連，輸出接收到的數據 給監(jiān)控終端，基站的硬件結構與移動標簽相同?；镜臄盗恳勒站葹默F場實際情況應急設 置而定，可以為1個、2個、3個、4個或更多個，一般將基站臨時安裝在救災現場（如大樓、倉 庫等）的周圍，并根據基站的位置設定其坐標。
[0019] 監(jiān)控終端的作用是接收各移動標簽發(fā)送來的位置信息與環(huán)境信息，并對基站輸出 的數據進行濾波處理與修正；計算移動標簽的準確坐標，并通過圖形界面實時顯示出當前 時刻基站與移動標簽的三維位置，以及移動標簽所處環(huán)境信息，并計算救援標簽與待救標 簽之間的距離，通過基站將該距離值發(fā)送給救援標簽。
[0020] 而監(jiān)控終端通過如下方式計算移動標簽的準確坐標：
[0021] 首先采用基于CSS技術的無線測距方法測量基站與移動標簽之間的距離；基于 CSS技術的無線測距方法為現有常規(guī)技術；
[0022] 然后移動標簽通過氣壓傳感器測量的數據計算移動標簽相對于地平面的高度；本 實施例中