CN108919678A - 一种鞋垫式定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于定位技术领域，具体涉及一种鞋垫式定位装置，其主要由通过安装在鞋垫内的定位模块、惯性导航传感器进行数据采集，在通过IO接口传递给处理器，处理器将位置数据进行整合计算后，经无线发射器反馈给监控中心。本发明提供的一种鞋底式定位装置，其无需挂在身上或别在腰间，即使在没有GPS卫星信号的地理环境下仍可通过脚步运动数据进行位置计算，并将位置信息自动的发送回指挥中心总部。

Description

一种鞋垫式定位装置
技术领域
本发明属于定位技术领域，具体涉及一种鞋垫式定位装置。
背景技术
2013年1月1日杭州市萧山友成机械公司大火救援中3名消防员因为在回撤途中货架突然倒塌埋压安全导向绳导致无法安全撤离而牺牲。
2013年10月11日北京喜隆多购物广场大火救援中消防支队参谋长刘洪坤和八大处中队副中队长刘洪魁、因为火灾现场烟太大，迷路失联后牺牲。
2015年1月2日13时许，哈尔滨道外区太古街一日杂仓库发生火灾，在救援过程中2名消防员迷路后失联牺牲。
根据公安部相关统计数据，从2011年到2016年，全国在救火抢险一线牺牲的消防人员达156人，每年有300多名消防员受伤甚至致残。缺乏先进的室内定位设备和安全防护救援设备是造成该现象的主要原因。
发明内容
本发明的目的在于提供一种鞋垫式定位装置，其无需挂在身上或别在腰间，便可自动的将救援人员的位置信息发送回指挥中心总部。
为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供如下技术方案：一种鞋垫式定位装置，其特征在于，包括：固定设置在鞋垫夹层中的底板；定位模块，固定设置在底板朝下的一侧，用于获取定位数据；处理器，固定设置在底板朝下的一侧，处理器连接设有IO接口，定位模块输出端通过IO接口与处理器连接，用于处理定位数据；无线发射器，固定设置在底板朝下的一侧，并通过IO接口与处理器连接，用于向基站发送定位数据。
优选的，鞋垫包括多个由贯通的邮票孔构成的轮廓环，各个轮廓环构成环鞋垫周向设置不同尺寸的鞋垫轮廓线。
优选的，底板设有惯性导航传感器，惯性导航传感器输出端通过IO接口与处理器连接。
优选的，鞋垫夹层内对应前脚掌中心部位设有压力传感器，压力传感器通过IO接口与处理器连接。
优选的，包括超距监测装置，超距监测装置通过IO接口与处理器连接；还包括与IO接口连接响应机构，响应机构对超距检测装置的检测结果作出反应。
优选的，超距监测装置包括设置在底板上的无线发射器，用于接收指挥中心发出的无线信号。
优选的，响应机构包括与IO接口连接的语音模块，以及与语音模块连接的扬声器。
优选的，包括遮罩在底板上的外罩，外罩开口边缘部位与底板边缘部位密封配合。
本发明的有益效果：相比其他定位设备，无需挂载到身上，从而方便救援工作者行动自如。
通过可引导撕裂方向的轮廓环，方便使带有定位功能的鞋垫进行尺寸大小的变化。
在没有GPS信号覆盖的室内，定位鞋垫通过惯性导航传感器获取脚步的运动方向、运动加速度、持续时间信息，在经处理器进行积分运算，得到相对运动的方向和距离。再将相对的运动数据转换到导航坐标系，得到实际完整的运动路径，并该信传送给指挥中心。
定位鞋垫可根据重力传感器获取步伐状态，从而得出行进速度，或是上下楼梯行为。
定位鞋垫可判断与指挥中心的通信效果，并根据通信状态做出提示。
定位鞋垫还具有防水外壳，保护内部原器件不会因进水而失效。
附图说明
图1为本发明剖视图；
图2为本发明鞋垫底部示意图；
图3为本发明元器件连接关系示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图进行详细描述。
请参阅图1、图2、图3，一种鞋垫2式定位装置，其特征在于，包括：固定设置在鞋垫夹层中的底板3；定位模块(4)，固定设置在底板3朝下的一侧，以型号为：“ZX612”的GPS定位器为例，它支持GPS、AGPS功能，不但可接收GPS定位数据，还可接收通信基站的定位数据，从而实现室内环境中的定位要求。处理器(5)，固定设置在底板3朝下的一侧，以型号为：“S3C2440AL”的芯片为例，处理器(5)连接设有IO接口，定位模块(4) 输出端通过IO接口与处理器(5)连接，用于处理定位数据；无线发射器(6)，固定设置在底板3朝下的一侧，并通过IO接口与处理器(5)连接，用于向基站发送定位数据；天线，包括环状布置在鞋垫2夹层内的定位天线以及通信天线，定位天线与定位模块(4)连接，用于接收定位信号；通信天线与无线发射器(6)连接，用于发送无线发射器(6)发出的无线电信号。
在救援任务时，救援工作者穿好装有定位鞋垫2的工作靴，此时定位鞋垫2已搜星完成获取了GPS数据，并通过IO接口将数据发送给处理器(5)，处理器(5)，将数据通过IO接口发送给的无线发射器(6)，无线发射器(6) 再将数据发送给指挥中心，指挥人员通过监控设备掌握救援人员动向。
优选实施例，鞋垫2包括多个由贯通的邮票孔构成的轮廓环8，各个轮廓环8构成环鞋垫2周向设置不同尺寸的鞋垫2轮廓线。当使用者的脚比较小时，将鞋垫2边缘沿适当的轮廓环8撕下，便可得到一张小号的鞋垫2，从而达到与鞋子匹配的目的。
优选实施例，底板3设有惯性导航传感器(9)，已型号为：“GY953AHRS”的传感器为例，其包含三轴加速度、三轴陀螺仪、三轴磁力计，将惯性导航传感器(9)输出端通过IO接口与处理器(5)连接。此时处理器(5)可接收其发送的方向、方位、运动状态的数据，进而将其通过无线发射器(6)传回指挥中心，用于掌握救援人员的行动状态。
优选实施例，鞋垫2夹层内对应前脚掌中心部位设有压力传感器(10)，压力传感器(10)通过IO接口与处理器(5)连接，当救援人员穿好带有定位鞋垫2的鞋子时，压力传感器(10)采集到压力时，处理器(5)、无线发射器(6)、定位模块(4)进入工作状态，当救援结束后，救援人员卸下装备，并脱掉鞋子时，压力传感器(10)采集不到压力数据，此时处理器(5)进入待机工作状态，从而达到省电的目的。
优选实施例，包括超距监测装置，超距监测装置通过IO接口与处理器(5) 连接，用于检测救援人员所在位置与指挥中心通信的信号强度；还包括与IO 接口连接响应机构，响应机构根据超距检测装置的测量结果，对救援人员实施提醒任务。
优选实施例，超距监测装置包括设置在底板3上的无线接收器，用于接收指挥中心发出的无线信号。无线发射器(6)向外部广播位置数据，指挥中心接收到无线发射器(6)的广播数据，并立即广播发送应答信号，无线接收器接收该应答信号，完成单次通信过程。随着救援任务的深入，救援人员距指挥中心距离越来越远，当指挥中心无法收到，无线发射器(6)发出的广播数据时，指挥指挥中心将不发送应答广播，无论是指挥中心没有发送应答广播或是无线接收器因距离太远收不到指挥中心的应答广播，处理器(5)都不能通过IO接口收到无线接收器的数据信息，此时处理器(5)通过IO接口触发响应机构，并作出设定的任务。
优选实施例，响应机构包括与IO接口连接的语音模块，以及与语音模块连接的扬声器。其语音模块以型号为：“ISD1820”的录音模块为例，在响应机构被激活时，可通过扬声器播放提前录制好的语音提示声，从而提醒救援人员，超出指挥中心的监控范围，应当立即布置中继站。
优选实施例，由于在救援作业时，那边会有趟水，或是被淋湿等情况，因此为了因对恶略的工作环境，包括遮罩在底板3上的外罩14，外罩14开口边缘部位与底板3边缘部位密封配合。此时通过外罩14对底板3的密封作用，防止液体侵入底板3，保护底板3不被损坏失效。
作为优选实施例，为了扩大活动范围，救援现场中可架设中继站，中继站负责接收并转发无线电信号，它是将信号进行再生、放大处理后，再转发给下一个中继站，直至构成完成的通信链路，并确保传输信号的质量。
作为优选实施例，救援人员的身上还装有呼救器，呼救器设有声光提示装置及无线信号接收器，可根据无线触发信号发出声光报警提示。当救援人员遇险摔倒后，双脚鞋垫中的加压传感器10长时间同时检测到小于体重的压力值，此时处理器5将通过无线发射器6将遇险信号广播发送，当呼救器接收到遇险信号后，呼救器发出声光报警，同时控制中心接到遇险信号后，派遣搜救小对根据呼救器发出的声光报警信号和后台定位信息搜寻涉险的救援人员。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种鞋垫式定位装置，其特征在于，包括：
底板(3)，设置在鞋垫(2)内侧夹层中部区域；
定位模块(4)，固定设置在所述底板(3)朝下的一侧，用于获取定位数据；
处理器(5)，固定设置在所述底板(3)朝下的一侧，所述处理器(5)连接设有IO接口，所述定位模块(4)输出端通过所述IO接口与所述处理器(5)连接，用于处理定位数据；
无线发射器(6)，固定设置在所述底板(3)朝下的一侧，并通过所述IO接口与所述处理器(5)连接，用于向基站发送定位数据。
2.根据权利要求1所述的一种鞋垫式定位装置，其特征在于：所述鞋垫(2)包括多个由贯通的邮票孔构成的轮廓环(8)，各个所述的轮廓环(8)构成环所述鞋垫(2)周向设置不同尺寸的鞋垫(2)轮廓线。
3.根据权利要求1所述的一种鞋垫式定位装置，其特征在于：所述底板(3)设有惯性导航传感器(9)，所述惯性导航传感器(9)输出端通过IO接口与处理器(5)连接。
4.根据权利要求1所述的一种鞋垫式定位装置，其特征在于：所述鞋垫(2)夹层内对应前脚掌中心部位设有压力传感器(10)，所述压力传感器(10)通过IO接口与处理器(5)连接。
5.根据权利要求1所述的一种鞋垫式定位装置，其特征在于：包括超距监测装置，所述超距监测装置通过IO接口与所述处理器(5)连接；还包括与所述IO接口连接响应机构，所述响应机构对所述超距检测装置的检测结果作出反应。
6.根据权利要求5所述的一种鞋垫式定位装置，其特征在于：所述超距监测装置包括设置在所述底板(3)上的无线接收器，用于接收指挥中心发出的无线信号。
7.根据权利要求5所述的一种鞋垫式定位装置，其特征在于：所述响应机构包括与所述IO接口连接的语音模块，以及与所述语音模块连接的扬声器。
8.根据权利要求1所述的一种鞋垫式定位装置，其特征在于：包括遮罩在所述底板(3)上的外罩(14)，所述外罩(14)开口边缘部位与所述底板(3)边缘部位密封配合。
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