CN102600565A - 一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，包括救援服本体，其特征在于：在救援服本体上嵌入有热流监测与告警装置，该毒气监测与告警装置包括用于感知热流的信息获取模块，由微处理器获取信息获取模块给出的信号，微处理器根据获取的信号控制现场告警设备，并将获取的信号处理后通过无线传感网通信模块发送给远端的指挥中心，信息获取模块、微处理器、现场告警设备及无线传感网通信模块由电源管理系统提供电源。与现有技术相比，本发明的优点是能够实时监测消防队员所处环境的热流参数，并实现实时现场显示与告警。
Description
技术领域
本发明涉及一种嵌入热流(指的是热通量)监测和告警功能的智能消防防护服，属于特种消防装备技术领域。
背景技术
随着社会和经济的迅猛发展，人口与建筑密度日益增大，火灾发生的概率越来越大，扑救难度也越来越高。对于消防员来说，火灾现场的热风险随时都有可能威胁其人身安全，因此监测消防员所处环境的热参数对保护消防员极其重要。传统的消防防护服属功能服装仅能实现防火，隔热和阻燃等基本功能，而火灾现场中的热流等热参数无法被消防队员和指挥员及时获知。因此，加强消防队员的个人防护，对保障消防消防人员的生命安全和事故现场的应急指挥非常重要。
热流(热通量)传感器由热电偶矩阵组成，将通过传感器表面的热流(热通量)转换为电压信号。而薄膜热流(热通量)传感器具有体积小、便于携带、响应速度快和柔性好等独特优点。与线绕热流传感器和半导体热流传感器相比，具备低热阻抗、线性度高等优点。新一代信息处理集成电路(IC)如PSoC，Fusion FPGA等依靠其高集成度、高可靠性的内部集成电路可在低功耗低成本条件下实现快速、准确的信息处理。无线通信是一种主要利用电磁波自由空间传播进行的通信方式，伴随着当今通信技术的迅猛发展，人们可以利用新一代无线通信技术实现信息的实时交换，其中，紫蜂(ZigBee)是一种基于IEEE802.15.4标准的无线监测与控制应用的全球性无线通信标准，强调简单易用、近距离、低功耗且极廉价的市场定位，可以广泛应用于工业控制、医疗护理、远程控制等领域。
正是得益于传感器技术、信息处理技术、无线通信技术的高速发展，消防防护服的信息化和智能化成为可能。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实时监测消防员所处环境的热流(热通量)的智能消防防护服，并具备实时现场告警功能，同时将相关信息及时传送给消防应急指挥中心。
为达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，包括救援服本体，其特征在于：在救援服本体上嵌入有热流监测与告警装置，该毒气监测与告警装置包括感知热流的信息获取模块，由微处理器获取信息获取模块输出的信号，微处理器根据获取信号适时控制现场告警设备，并将获取的信号处理后通过无线传感网通信模块发送给远端的指挥中心，信息获取模块、微处理器、现场告警设备及无线传感网通信模块由电源管理系统提供电源。
优选地，所述信息获取模块为至少两个，由所述微处理器将从所有信息获取模块获得的数据进行比较分析得到可信数据通过所述无线传感网通信模块发送给远端的指挥中心。
优选地，所述信息获取模块包括热流传感器，热流传感器连接信号调理电路，信号调理电路连接所述微处理器。
优选地，所述信号调理电路包括偏置电路和放大电路，偏置电路连接所述热流传感器的电源端为其提供偏置工作电压，放大电路连接所述热流传感器的输出端，放大电路连接所述微处理器。
优选地，所述告警装置包括声音告警装置和/或光告警装置。
优选地，所述声音告警装置为蜂鸣器，所述光告警装置为三色发光二极管。
优选地，所述声音告警装置位于所述救援服本体的肩部靠近人耳处，所述光告警装置位于所述救援服本体的前胸处、后胸处、左侧袖口处或右侧袖口处，所述无线传感网通信模块及所述微处理器位于所述救援服本体的肩部，所述电源管理系统位于所述救援服本体的后背位置处。
优选地，所述无线传感网通信模块采用紫蜂(Zigbee)模块。
优选地，所述电源管理系统包括柔性薄膜电池组件，柔性薄膜电池组件连接电源管理电路，由电源管理电路给出多路分压电压信号分别输送给所述信息获取模块、微处理器、现场告警设备及无线传感网通信模块。
与现有技术相比，本发明的优点是能够实时监测消防队员所处环境的热流参数，并实现实时现场显示及告警，热流能表征消防员所处的环境条件，同时把这些信息通过无线传感网传送到消防应急指挥控制中心，使消防指挥员能够根据事故现场的环境具体情况做出正确的决策，这对保障消防人员的生命安全是十分有益的。本发明采用的是微机电系统(MEMS)传感器，集成电路和柔性印刷电路板，都比较小巧轻便，既安全又不会有异物感，更不会妨碍衣服的防护和操作功能。
附图说明
图1为实施例中的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服布置示意图；
图2为总体电路框图；
图3为信息获取模块电路框图；
图4为告警装置电路框图；
图5为紫蜂模块连接框图；
图6为电源管理系统框图；
图7为采用实施例构建的系统图；
图8为实施例的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1及图2所示，本发明提供了一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，包括救援服本体6，在救援服本体6上嵌入有热流监测与告警装置，该热流监测与告警装置包括用于感知热流的两个信息获取模块1，由微处理器MPU将从所有信息获取模块获得的数据进行比较分析得到最准确的数据通过无线传感网通信模块5发送给远端的指挥中心，同时，微处理器MPU根据获取的信号控制现场告警设备，信息获取模块1、微处理器MPU、现场告警设备及无线传感网通信模块5由电源管理系统2提供电源。
其中，告警装置包括两个声音告警装置4和四个光告警装置3。
如图1所示，两个信息获取模块1分别位于消防防护服本体6胸口处，两个声音告警装置4位于两肩靠近人耳处，四个光告警装置3分别位于救援服本体6的前后胸口处、左右两袖袖口处。无线传感网通信模块5置于救援服本体6的肩部位置处，电源管理系统2置于救援服本体6的后背位置处。由微处理器MPU及其外围电路组成的微处理器电路7位于救援服本体6的肩部位置处。
如图3所示，信息获取模块1包括热流传感器，热流传感器连接信号调理电路，信号调理电路连接微处理器MPU。在本实施例中，热流传感器选用硅胶填充的薄膜热流热通量传感器，其厚度轻薄，柔性优良，适合服装应用。信号调理电路包括偏置电路和放大电路，偏置电路连接所述热流传感器的电源端为其提供偏置工作电压，放大电路连接所述热流传感器的输出端，放大电路连接所述微处理器。
如图4所示，声音告警装置4为蜂鸣器，光告警装置3为三色发光二极管。蜂鸣器及三色发光二极管连接微处理器MPU，进行信息处理后，由微处理器MPU驱动三色发光二极管和蜂鸣器用于现场实时显示与告警。
如图5所示，无线传感网通信模块5采用紫蜂Zigbee模块，紫蜂模块连接微处理器MPU。信号进入微处理器MPU后，在微处理器MPU中进行处理，对两路信息获取模块1获得的数据分别进行比较分析，把可信信息通过ZigBee模块以无线方式发送出去，传输到救援指挥的控制中心。
如图6所示，电源管理系统2包括柔性薄膜电池组件，柔性薄膜电池组件连接电源管理电路，由电源管理电路给出多路电压分别输送给所述信息获取模块、微处理器MPU、现场告警设备及无线传感网通信模块5。因为救援服本体6在使用中不可避免的有弯曲、折叠等行为动作，因此采用硅基薄膜柔性电池以适应救援服本体的日常操作。
在进行消防操作时，消防人员穿着本发明的提供的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服可以组成如图7所示的消防网络，其工作过程如图8所示。
Claims (9)
1.一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，包括救援服本体(6)，其特征在于：在救援服本体(6)上嵌入有热流监测与告警装置，该毒气监测与告警装置包括用于感知热流的信息获取模块(1)，由微处理器(MPU)获取信息获取模块(1)给出的信号，微处理器(MPU)根据获取的信号控制现场告警设备，并将获取的信号处理后通过无线传感网通信模块(5)发送给远端的指挥中心，信息获取模块(1)、微处理器(MPU)、现场告警设备及无线传感网通信模块(5)由电源管理系统(2)提供电源。
2.如权利要求1所述的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，其特征在于：所述信息获取模块(1)为至少两个，由所述微处理器(MPU)将从所有信息获取模块获得的数据进行比较分析得到可信信息通过所述无线传感网通信模块(5)发送给后方的指挥中心。
3.如权利要求1所述的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，其特征在于：所述信息获取模块(1)包括热流传感器，热流传感器连接信号调理电路，信号调理电路连接所述微处理器(MPU)。
4.如权利要求3所述的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，其特征在于：所述信号调理电路包括偏置电路和放大电路，偏置电路连接所述热流传感器的电源端为其提供偏置工作电压，放大电路连接所述热流传感器的输出端，放大电路连接所述微处理器。
5.如权利要求1所述的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，其特征在于：所述告警装置包括声音告警装置(4)和/或光告警装置(3)。
6.如权利要求5所述的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，其特征在于：所述声音告警装置(4)为蜂鸣器，所述光告警装置(3)为发光二极管。
7.如权利要求5所述的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，其特征在于：所述声音告警装置(4)位于所述救援服本体(6)的肩部靠近人耳处，所述光告警装置(3)位于所述救援服本体(6)的前胸处、后胸处、左侧袖口处或右侧袖口处，所述无线传感网通信模块(5)及所述微处理器(MPU)位于所述救援服本体(6)的肩部，所述电源管理系统(2)位于所述救援服本体(6)的后背位置处。
8.如权利要求1所述的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，其特征在于：所述无线传感网通信模块(5)采用紫蜂模块。
9.如权利要求1所述的一种嵌入热流监测和告警功能的智能消防防护服，其特征在于：所述电源管理系统(2)包括柔性薄膜电池组件，柔性薄膜电池组件连接电源管理电路，由电源管理电路给出多路电压分别输送给所述信息获取模块、微处理器(MPU)、现场告警设备及无线传感网通信模块(5)。
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