CN105373141B - 用于火场救援的uwb自主定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及室内自主定位技术领域，特别是涉及一种用于火场救援的UWB自主定位系统，包括鞋载自主定位传感器，与鞋载自主定位传感器通过无线通讯的UWB定位模块，以及UWB定位网络基站，所述的鞋载自主定位传感器与UWB定位模块之间通过微带天线进行信号传输；所述的UWB定位网络基站与UWB定位模块之间通过UWB雷达收发模块进行信号传输，还包括后台指挥平台，包括PC计算机或者服务器，所述的后台指挥平台通过WIFI天线或者LAN接口与UWB定位网络基站通讯，实现实时高精度的火场救援人员自主定位要求，为火场外指挥员的作战指挥和火场内消防战士的安全提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及室内自主定位技术领域，特别是涉及一种用于火场救援的UWB自主定位系统。
背景技术
目前，定位技术的应用已经广泛渗透到国民经济和社会发展的各个领域，室外定位技术借助GPS等全球导航卫星系统(GNSS)已经很成熟。但卫星信号不能穿透建筑物，而且室内环境复杂，存在严重的多径和非视距干扰，在室内难以实现定位，而室内又是与人类生活生产关系最密切的场合，室内位置服务存在大量应用需求。例如在消防作战中，消防队员的工作性质高度危险，他们可能会进入一些复杂的高层建筑，消防员的自身安全就成为问题，火场环境复杂恶劣，尤其是建筑物内部布局复杂、障碍物多、多径效应严重，定位困难，火场如果有高层建筑，各楼层的火势不同，指挥员指挥作战需要将消防员的位置精确定位到楼层及楼层上的具体位置。
用于火场救援的UWB自主定位系统可以解决这一问题，实现实时高精度的火场救援人员自主定位要求，为火场外指挥员的作战指挥和火场内消防战士的安全提供保障，有效提升我国在室内人员自主定位方面的技术水平和装备水平。
发明内容
本发明的目的是实现实时高精度的火场救援人员自主定位要求，为火场外指挥员的作战指挥和火场内消防战士的安全提供保障，有效提升我国在室内人员自主定位方面的技术水平和装备水平。
实现本发明目的的技术方案如下：
用于火场救援的UWB自主定位系统，包括鞋载自主定位传感器，与鞋载自主定位传感器通过无线通讯的UWB定位模块，以及UWB定位网络基站；
所述的鞋载自主定位传感器包括Arduino控制器，以及与Arduino控制器连接的传感器，以及与传感器连接的无线发射模块；
所述的UWB定位模块包括嵌入式处理控制系统，以及与嵌入式处理控制系统连接的UWB雷达收发模块，所述的鞋载自主定位传感器与UWB定位模块之间通过微带天线进行信号传输；
所述的UWB定位网络基站与UWB定位模块之间通过UWB雷达收发模块进行信号传输，所述的UWB定位网络基站包括嵌入式处理控制系统，以及与嵌入式处理控制系统连接的LAN接口，LAN接口还连接WIFI天线；
还包括后台指挥平台，包括PC计算机或者服务器，所述的后台指挥平台通过WIFI天线或者LAN接口与UWB定位网络基站通讯。
进一步的，所述的传感器包括加速度计传感器，陀螺仪传感器，磁力传感器，气压传感器和温度传感器。
进一步的，所述的鞋载自主定位传感器，UWB定位模块，以及UWB定位网络基站均连接各自电源电路，电源电路输入端连接可充放电电池。
进一步的，所述的UWB定位模块还包括存储单元。
进一步的，所述的UWB定位模块为臂挂式UWB定位模块。
采用上述结构后，本发明的有益效果是：实现实时高精度的火场救援人员自主定位要求，为火场外指挥员的作战指挥和火场内消防战士的安全提供保障，有效提升我国在室内人员自主定位方面的技术水平和装备水平。
附图说明
图1为本发明的系统总框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，用于火场救援的UWB自主定位系统，包括鞋载自主定位传感器，与鞋载自主定位传感器通过无线通讯的UWB定位模块，以及UWB定位网络基站；
所述的鞋载自主定位传感器包括Arduino控制器，以及与Arduino控制器连接的传感器，以及与传感器连接的无线发射模块；
所述的传感器包括加速度计传感器，陀螺仪传感器，磁力传感器，气压传感器和温度传感器，在自主导航状态下，所述鞋载自主定位传感器依靠Arduino控制器对加速度计/陀螺仪/磁力计和气压计/温度计等传感器芯片所感应数据进行读取，并通过微带天线上传至所述UWB定位模块。
所述的UWB定位模块包括嵌入式处理控制系统，以及与嵌入式处理控制系统连接的UWB雷达收发模块，所述的鞋载自主定位传感器与UWB定位模块之间通过微带天线进行信号传输；
UWB定位模块对传感器中的数据进行分析处理，得出当前救援人员运动状态以及所在位置相对坐标并进行临时存储。
所述的UWB定位网络基站与UWB定位模块之间通过UWB雷达收发模块进行信号传输，所述的UWB定位网络基站包括嵌入式处理控制系统，以及与嵌入式处理控制系统连接的LAN接口，LAN接口还连接WIFI天线；
当搜索到任何一个UWB定位网络基站信号后，所述UWB定位模块利用UWB雷达收发模块迅速实现对当前救援人员所在位置坐标的标定和修正，并将该数据上传至该UWB定位网络基站。
还包括后台指挥平台，包括PC计算机或者服务器，所述的后台指挥平台通过WIFI天线或者LAN接口与UWB定位网络基站通讯。
所述UWB定位网络基站利用LAN网线或以WIFI无线方式将当前救援人员所在位置信息回传至所述后台指挥平台。
所述后台指挥平台利用各个救援人员回传的准实时信息对当前情况进行综合判断，并作出最佳决策，并利用LAN网线或以WIFI无线方式将最新指令下发给所述UWB定位网络基站。
所述UWB定位网络基站之间信息和指令共享，当该救援人员仍处于本基站或下一次再次进行任何一个基站工作范围内时，所述UWB定位网络基站将最新的指挥指令将及时下发给救援人员UWB定位模块。救援人员获得指令做出相应正确的处置反应。
所述的鞋载自主定位传感器，UWB定位模块，以及UWB定位网络基站均连接各自电源电路，电源电路输入端连接可充放电电池。
所述的UWB定位模块还包括存储单元。用于临时储存当前救援人员运动状态以及所在位置相对坐标。
所述的UWB定位模块为臂挂式UWB定位模块。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。
Claims (1)
1.用于火场救援的UWB自主定位系统，包括鞋载自主定位传感器，与鞋载自主定位传感器通过无线通讯的UWB定位模块，以及UWB定位网络基站；
所述的鞋载自主定位传感器包括Arduino控制器，以及与Arduino控制器连接的传感器，以及与传感器连接的无线发射模块；
所述的UWB定位模块包括嵌入式处理控制系统，以及与嵌入式处理控制系统连接的UWB雷达收发模块，所述的鞋载自主定位传感器与UWB定位模块之间通过微带天线进行信号传输；
所述的UWB定位网络基站与UWB定位模块之间通过UWB雷达收发模块进行信号传输，所述的UWB定位网络基站包括嵌入式处理控制系统，以及与嵌入式处理控制系统连接的LAN接口，LAN接口还连接WIFI天线；
还包括后台指挥平台，包括PC计算机或者服务器，所述的后台指挥平台通过WIFI天线或者LAN接口与UWB定位网络基站通讯；
所述的传感器包括加速度计传感器，陀螺仪传感器，磁力传感器，气压传感器和温度传感器；所述的鞋载自主定位传感器，UWB定位模块，以及UWB定位网络基站均连接各自电源电路，电源电路输入端连接可充放电电池；
所述的UWB定位模块为臂挂式UWB定位模块。
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