CN112146702A - 用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器 - Google Patents

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CN112146702A
CN112146702A CN202010983728.6A CN202010983728A CN112146702A CN 112146702 A CN112146702 A CN 112146702A CN 202010983728 A CN202010983728 A CN 202010983728A CN 112146702 A CN112146702 A CN 112146702A
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周金冶
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Sichuan Xida Technology Co ltd
Original Assignee
Sichuan Xida Technology Co ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A61B5/02055—Simultaneously evaluating both cardiovascular condition and temperature
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Abstract

本发明提供一种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，包括数据采集装置、嵌入式处理器、4G网络通信器；数据采集装置包括空间数据采集器、环境数据采集器及体征数据采集器；空间数据采集器包括经纬度采集器、速度采集器、海拔信息采集器；环境数据采集器包括温度信息采集器、湿度信息采集器、一氧化碳浓度信息采集器及二氧化碳浓度信息采集器；体征数据采集器包括人体温度信息采集器和人体心率信息采集器。本发明在有人员有进入森林复杂环境需求时，通过网络设备能够实时的监测人员的空间数据、环境数据等，使得人员及时判断当前环境的安全状况以保障了佩戴人员的安全，同时具有的便携性、可充电功能以及插卡联网功能为佩戴人员提供了便利。

Description

用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器
技术领域
本发明具体涉及一种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器。
背景技术
截至2020年3月11日，我国森林覆盖率达22.96%，森林面积2.2亿公顷，每年会有大量的人员进入森林工作、探险、旅游等。由于森林复杂环境的特殊性，进入的人员时常会面临迷路、有害气体中毒、昼夜温差带来的疾病以及过度运动带来的身体不适等险况。随着时代的发展，物联网技术与嵌入式编程技术逐渐成熟，基于此类技术的各种监测设备也是层出不穷，针对于上诉出现的问题，设计一种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器便显得尤为重要，通过监测空间数据为进入人员提供方位参考；通过监测环境数据提醒进入人员周围的环境是否安全；通过监测体征数据时刻反应进入人员的身体状况；通过4G网络将数据提供给进入人员以及处于森林外围的网络设备，保障进入人员与外界的通信，提升安全性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，该用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器可以很好地解决上述问题。
为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供一种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，该用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器包括数据采集装置、嵌入式处理器、4G网络通信器；数据采集装置包括空间数据采集器、环境数据采集器及体征数据采集器；空间数据采集器包括经纬度采集器、速度采集器、海拔信息采集器；环境数据采集器包括温度信息采集器、湿度信息采集器、一氧化碳浓度信息采集器及二氧化碳浓度信息采集器；体征数据采集器包括人体温度信息采集器和人体心率信息采集器。
该用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器具有的优点如下：
本发明能够在有人员有进入森林复杂环境需求时，通过外接的网络设备能够实时的监测佩戴人员的空间数据、环境数据以及体征数据，使得佩戴人员能够及时的判断当前环境的安全状况，从而在一定程度上保障了佩戴人员的生命安全，同时其具有的便携性、可充电功能以及插卡联网功能为佩戴人员提供了便利。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器的系统结构图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
在以下描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。
为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
根据本申请的一个实施例，提供一种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，如图1所示，包括数据采集装置、嵌入式处理器、4G网络通信器；数据采集装置包括空间数据采集器、环境数据采集器及体征数据采集器；空间数据采集器包括经纬度采集器、速度采集器、海拔信息采集器；环境数据采集器包括温度信息采集器、湿度信息采集器、一氧化碳浓度信息采集器及二氧化碳浓度信息采集器；体征数据采集器包括人体温度信息采集器和人体心率信息采集器。嵌入式处理器用于实现数据接收、处理与集中。空间数据采集器为北斗/GPS双模定位传感器。环境数据采集器为环境气体传感器。体征数据采集器为背带式心率带装置。嵌入式处理器以STM32F103CBT6作为控制芯片，并与数据采集器、4G网络通信器实时通信。4G网络通信器与云服务器、手机进行远距离通信。
根据本申请的一个实施例，该用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器的具体介绍如下：包括：
a. 数据采集器，用于采集人员安全数据，人员安全数据分为：空间数据、环境数据以及体征数据的设备，它由多个传感器以及多种数据传输方式共同构成;
b. 嵌入式处理器，用于数据接收、数据处理以及数据集中的设备，它的核心是一块嵌入式处理器;
c. 4G网络通信器，用于将嵌入式处理器传入的数据集中之后的数据发出，它的传输网络环境是4G网络;
其中，数据采集器中的各类传感器分为：
① 北斗/GPS双模定位传感器，用于采集空间数据，与嵌入式处理器通过有线传输的方式输出经纬度、海拔高度以及速度。
② 环境气体传感器，用于采集环境数据，与嵌入式处理器通过有线传输的方式输出温度、湿度、CO浓度以及CO2浓度。
③ 背带式心率带，用于采集体征数据，与嵌入式处理器通过蓝牙无线传输的方式输出心率与体温。
其中，嵌入式处理器的设计选择了以STM32F103CBT6作为控制芯片，与数据采集器、4G网络通信器实时通信。
其中，4G网络通信器，可以与云服务器、手机以及其他可以接入网络的设备进行远距离通信;同时该数据集中器拥有独立的7.4V可充电电源，并且采用PCB制板的方式，成品体积小、集成度高便于携带。
根据本申请的一个实施例，该用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器的具体介绍如下：图1为该种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器的系统结构图。该数据集中器分为分别是数据采集器、嵌入式处理器以及4G网络通信器三部分。数据采集器分为空间数据采集器、环境数据采集器以及体征数据采集器，空间数据采集器负责采集经纬度、速度以及海拔；环境数据采集器负责采集温度、湿度、CO浓度、CO2浓度；体征数据采集器负责采集人体温度、人体心率，其数据通过有线连接与蓝牙无线连接的方式流入嵌入式处理器，嵌入式处理器负责数据接收、数据处理以及数据集中。数据接收是指嵌入式处理器的多个外置I/O接口以串口、IIC、SPI等多种通信协议来接收来自数据采集器的数据；数据处理是指嵌入式处理器需要对接收到的数据进行差错控制来减小误差，通过解析算法获得正确的数据；数据集中是指嵌入式处理器将处理好的各个数据以JSON的方式储存起来。网络通信器负责数据通信，数据通信是指网络通信器通过串口接收到嵌入式处理器发来的JSON格式的数据包后，接入4G网络，通过连接相应提供好的接口实现数据包的上传功能。
根据本申请的一个实施例，本发明提供了一种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器及其实现方式，包含了数据采集器、嵌入式处理器以及4G网络通信器。数据采集器是一种负责采集空间数据、环境数据以及体征数据的设备，它由多个传感器以及多种数据传输方式共同构成；嵌入式处理器是一种负责数据接收、数据处理以及数据集中的设备，它的核心是一块嵌入式处理器；4G网络通信器是一种负责将嵌入式处理器传入的数据集中之后的数据发出，它的传输网络环境是4G网络。这种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器主要作用是在当有人员需要进入森林复杂环境时，通过佩戴该数据集中器能够实时的检测出佩戴人员的所处位置数据，周围环境的各种气体浓度数据以及佩戴人员的体征数据，帮助佩戴者能够及时的判断当前所处的环境是存在危险，以达到提升进入森林复杂环境人员生命安全的目的。
以上所述实施例仅表示本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。因此本发明的保护范围应该以所述权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，其特征在于：包括数据采集装置、嵌入式处理器、4G网络通信器；
所述数据采集装置包括空间数据采集器、环境数据采集器及体征数据采集器；
所述空间数据采集器包括经纬度采集器、速度采集器、海拔信息采集器；
所述环境数据采集器包括温度信息采集器、湿度信息采集器、一氧化碳浓度信息采集器及二氧化碳浓度信息采集器；
体征数据采集器包括人体温度信息采集器和人体心率信息采集器。
2.根据权利要求1所述的用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，其特征在于：所述嵌入式处理器用于实现数据接收、处理与集中。
3.根据权利要求1所述的用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，其特征在于：所述空间数据采集器为北斗/GPS双模定位传感器。
4.根据权利要求1所述的用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，其特征在于：所述环境数据采集器为环境气体传感器。
5.根据权利要求1所述的用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，其特征在于：所述体征数据采集器为背带式心率带装置。
6.根据权利要求1所述的用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，其特征在于：所述嵌入式处理器以STM32F103CBT6作为控制芯片，并与数据采集器、4G网络通信器实时通信。
7.根据权利要求1所述的用于森林复杂环境下的人员安全数据集中器，其特征在于：所述4G网络通信器与云服务器、手机进行远距离通信。
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