CN103680096A - 一种消防水域救援防护装备综合性能无线测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水域救援防护装备的无线测试装置，该装置包括上位机、TTL转RS232模块、协调器和测试系统，所述测试系统包括温度测试系统和角度测试系统，温度测试系统包括多个无线测温组件，所述测温组件包括一个数字温度传感器连接一第一路由器，以及第一LED、第一电阻、第一天线、第一开关和第一电源，所述数字温度传感器和第一路由器的两端并联一个由所述第一LED和第一电阻组成串联的支路，并形成第一并联电路，所述第一并联电路又与第一开关和第一电源串联，数字温度传感器的TX引脚与第一路由器的RX引脚连接，数字温度传感器的RX引脚与第一路由器的TX引脚连接，第一路由器串接第一天线。

Description

一种消防水域救援防护装备综合性能无线测试装置

技术领域

本发明属于消防技术领域，特别涉及一种消防水域救援防护装备综合性能无线测试装置。 

背景技术

消防领域的水域救援防护服及消防专用救生衣是消防救援人员进行水域救援任务的必需防护装备，而保温性能和静平衡性能分别是上述两种防护装备的重要性能。同时，浸水保温服产品也有类似的性能要求。我国国家标准GB9953-1999《浸水保温服》对浸水保温服的保温性能以及静平衡性能要求等做了严格的规定，但是对于如何测试这些性能并未给出明确的方法。目前，大多数保温服的保温测试采用有线式。在测试时，温度传感器和角度传感器布置在待测位置，然后通过线路将测得的数据传输到采集设备。。这种测试装置的弊端在于装置复杂，而且线路长期浸水会影响测试的准确性，有线式测试较繁琐，传输数据较易受到干扰。而救生衣的静平衡测试则通常采用最原始的目测法，方法十分落后且测量精度和准确性因人而异，所以应采用电子传感测量的方法。为保证被测试人员具有一定的活动能力，避免引线造成的运动阻碍，采用无线的方式更加方便。 

经检索发现，文献<<计算机测量与控制>>2011年第19期所述文献：基于红外测温的无线温度监测系统的研究，文章编号：16714598(2011)10239704，该文章所述的无线测温系统，主要包括测温节点、路由节点和数据中心三个部分组成。红外温度传感器通过内部红外吸收器接收被测物体的红外辐射，将热辐射转换成电压信号，信号强度是传感器和被测目标温度差的函数。这套系统封测量准确、抗电磁干扰。但是，对于浸水保温服的性能测试要在水中进行，水的折射、流动等状况会影响红外温度传感器接受被测物体的红外辐射，这直接影响结果的准确性。如果水环境的影响是恒定的，通过数据的修正可以解决这个问题。但是，浸水保温服的测试存在很大的偶然性，水环境影响修正困难。而且，红外无线测温造价较高，防水密封性得不到保证。对于救生衣的静平衡测试，经检索未发现通过角度传感器自动测量的方法和装置，也未发现相应的无线测试装置。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种消防水域救援防护装备综合性能无线测试装置和系统。此系统能对消防水域救援防护服和救生衣进行浸水保温性能测试和静平衡测试，而且数据为无线传输，克服了有线测试的缺点，同样适用于浸水保温服及其他各类救生衣的浸水保温性能测试和静平衡测试。 

本发明的技术方案是，一种水域救援防护装备的无线测试装置，该装置包括上位机、TTL转RS232模块、采用CC2530无线模块的协调器和测试系统，所述测试系统包括温度测试系统和角度测试系统， 

温度测试系统包括多个无线测温组件，测试时，该多个无线测温组件分别安装于所述防护装备内对应人体相应部位的位置，所述的人体相应部位包括手部、脚部、腰部和肛部， 

所述测温组件包括一个数字温度传感器连接一采用CC2530无线模块的第一路由器，以及第一LED、第一电阻、第一天线、第一开关和第一电源，其中， 

所述数字温度传感器和第一路由器的两端并联一个由所述第一LED和第一电阻组成串联的支路，并形成第一并联电路， 

所述第一并联电路又与第一开关和第一电源串联， 

数字温度传感器的TX引脚与第一路由器的RX引脚连接，数字温度传感器的RX引脚与第一路由器的TX引脚连接， 

第一路由器串接第一天线。 

进一步的，所述的角度测试系统包括倾角传感器、RS232转TTL模块、采用CC2530无线模块的第二路由器、第二LED、第二电阻、第二天线、第二开关、用于9v转3v的电压转换器和第二电源， 

倾角传感器的两端并联到第二电源的正负极， 

第二电源的两端接入所述电压转换器， 

RS232转TTL模块、路由器和一个由第二LED和第二电阻组成的串联支路并联，形成第二并联电路， 

所述第二并联电路与第二开关和电压转换器两个输出端串联， 

所述倾角传感器的RS232口与RS232转TTL模块连接，RS232转TTL模块的TTL信号接口与第二路由器连接， 

第二路由器串接第二天线。 

角度测试系统采用倾角传感器，用于测试人体躯干角度。 

所述的保温测试随身系统置于一个水池中，该水池通过水管与一个工业冷水机循环系统连接，所述的上位机随时监测水池中的水温。 

本发明测试装置可以同时测量浸水保温性能和静平衡性能。系统采用无线测量形式，避免了有线测量对运动、数据传输带来的不便。本系统结构简单，测试准确，操作简单。 

附图说明

图1为本发明无线测试系统示意图 

图2为本发明温度测试系统示意图 

图3为本发明角度测试系统示意图 

图4是本发明实施例中测试系统组成原理图 

图5是本发明实施例中躯干角度测试原理图 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 

如图1所示，本实例一种消防水域救援防护装备综合性能无线测试系统包括上位机1、TTL转RS232模块2、协调器（CC2530无线模块）3和测试系统组成4。测试系统4由温度测试系统5和角度测试系统6组成。 

温度测试系统5有多个数字温度传感器用于测手、脚、腰部和肛部等部位的温度，每个温度传感器的连接方式相同。所以这里只描述有一个温度传感器的连接情况。如图2所示，温度测试系统5由数字温度传感器7、路由器（CC2530无线模块）8、LED9、电阻10、天线11、开关12和电源（3v）13组成。数字温度传感器7、路由器8的两端并联一个由LED9和电阻10组成串联的支路。上述并联电路与开关12、电源13串联。数字温度传感器7的TX引脚与路由器8的RX引脚连接，数字温度传感器7的RX引脚与路由器8的TX引脚连接。路由器8的引脚上串接天线11。 

开始温度测量时，上位机1将信号经过TTL转RS232模块2到协调器3。然后协 调器3发送命令F0 C0 B0(十六进制)。已通电的无线测温路由器8接收到上述命令，并将温度的读数连同路由器8对应地址码组合成一帧数据帧发送给协调器3。上位机1根据数据帧内的地址码判断温度读数对应的传感器编号。结束时，上位机1通过协调器3发送命令F0 C1 B1。路由器8接到命令后传至数字温度传感器7，传感器7停止测温。温度传感器测温命令断电不保存。 

如图3所示，角度测试系统6由倾角传感器14、RS232转TTL模块15、路由器（CC2530无线模块）16、LED17、电阻18、天线19、开关20、电压转换器（9v转3v）21和电源（9v）22组成。倾角传感器14的两端并联到电源22的正负极。电源22的两端接入电压转换器21，电压转换器21输出3v电压。RS232转TTL模块15、路由器16和一个由LED17和电阻18组成的串联支路并联。上述并联电路与开关20、电压转换器21两个输出端串联。路由器16只能接受3v TTL，倾角传感器14虽然可以输出TTL，但电压为5v。为此，直接采用3v供电的RS232转TTL模块15，采用倾角传感器14的RS232口输出数据。倾角传感器14的RS232口与RS232转TTL模块15连接，RS232转TTL模块15的TTL信号接口与路由器16连接。路由器16的引脚上串接天线19。 

开始角度测量时，倾角传感器14上电即开始传送数据。上位机1将信号经过TTL转RS232模块2到协调器3。然后协调器3发送命令测试命令。已通电的无线测角路由器16接收到上述命令，并将角度的读数连同路由器16对应地址码组合成一帧数据帧发送给协调器3。上位机1根据数据帧内的地址码判断角度读数对应的传感器编号。结束时，上位机1通过协调器3发送结束命令。路由器16命令后传至倾角传感器14，倾角传感器14停止测试。此外，上位机1关闭倾角传感器14然后再次打开倾角传感器14时，需要等待一定的时间。因此，测量时，先打开无线倾角传感器14的开关20，然后上位机1才开始读去数据。 

如图4所示，所述的保温测试随身系统置于一个水池中，该水池通过水管与一个工业冷水机循环系统连接，所述的上位机随时监测水池中的水温。 

所述的水池中还设有针对待测试样的加载系统，该待测系统由上位机的脉冲发生器和I/O端口经信号调理板、伺服控制器、电机驱动，所述加载系统的反馈经负载反馈系统输入上位机。 

其中，保温服性能测试模块采用无线传输模式。系统分成： 

1）保温测试随身系统主要功能包括完成受测者肛部、手等要求部位的温度值及平衡位置时躯干角度的测量以及与上位机PLC主机系统的无线传输； 

2）PLC主机系统完成信号的采集及与人机界面的交互。 

对于保温性能测试方法包括： 

1)保温性能要求：应确使穿着者在水温为5℃的静水中，历时1小时漂浮， 

人体肛温下降不超过2℃。 

2）试验方法： 

将温度计探头分别在受试者的肛部及手、脚、腰部皮肤表面处固定好。 

受试者入5℃的静水中，稳定后开始计时，记录各部位的温度，以后每15min记录一次。浸泡1小时后出水。 

试验过程中，如果手、脚及腰部皮肤温度降至10℃以下，应停止试验。 

肛温不低于试验开始时的温度2℃，受试者应能捡起铅笔按指令书写。 

如图5所示，对于要求测试静平衡躯干角及净高度，具体定义所示。 

要求：所有穿着人员的平均净高应不小于穿着RTD时的平均净高； 

所有穿着人员的平均躯干角应不小于穿着RTD时的平均角度减去5度。 

测试方案(参见GB 4303-2008《船用救生衣》p14/6.11.3)： 

救生衣复正试验后，在不进行任何身体或救生衣位置调整的情况下，在受试人员处于面朝上静平衡浮态时用通用量具测得： 

a)面平面角； 

b)躯干角度； 

c)倾侧角度； 

d)逆光反光带面积。 

Claims (3)

1.一种消防水域救援防护装备综合性能无线测试装置，其特征在于，该装置包括上位机、TTL转RS232模块、采用CC2530无线模块的协调器和保温测试随身系统，所述保温测试随身系统包括温度测试系统和角度测试系统，

温度测试系统包括多个无线测温组件，测试时，该多个无线测温组件分别安装于所述防护装备内对应人体相应部位的位置，所述的人体相应部位包括手部、脚部、腰部和肛部，

所述测温组件包括一个数字温度传感器连接一采用CC2530无线模块的第一路由器，以及第一LED、第一电阻、第一天线、第一开关和第一电源，其中，

所述数字温度传感器和第一路由器的两端并联一个由所述第一LED和第一电阻组成串联的支路，并形成第一并联电路，

所述第一并联电路又与第一开关和第一电源串联，

数字温度传感器的TX引脚与第一路由器的RX引脚连接，数字温度传感器的RX引脚与第一路由器的TX引脚连接，

第一路由器串接第一天线，

角度测试系统采用倾角传感器，用于测试人体躯干角度。

2.如权利要求1所述的消防水域救援防护装备综合性能无线测试装置，其特征在于，所述的角度测试系统包括倾角传感器、RS232转TTL模块、采用CC2530无线模块的第二路由器、第二LED、第二电阻、第二天线、第二开关、用于9v转3v的电压转换器和第二电源，

倾角传感器的两端并联到第二电源的正负极，

第二电源的两端接入所述电压转换器，

RS232转TTL模块、路由器和一个由第二LED和第二电阻组成的串联支路并联，形成第二并联电路，

所述第二并联电路与第二开关和电压转换器两个输出端串联，

所述倾角传感器的RS232口与RS232转TTL模块连接，RS232转TTL模块的TTL信号接口与第二路由器连接，

第二路由器串接第二天线。

3.如权利要求2所述的消防水域救援防护装备综合性能无线测试装置，其特征在于，所述的保温测试随身系统置于一个水池中，该水池通过水管与一个工业冷水机循环系统连接，所述的上位机随时监测水池中的水温。

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