CN201689515U - 一种具有无线测向定位功能的消防员搜救器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于消防装备技术领域，具体涉及一种具有无线测向定位功能的消防员搜救器。由多径向无线接收电路、无线发射电路、单片微处理器、运动传感器、温度传感器、方位指示器、距离指示器、声报警装置、电源组成。多径向无线接收电路由磁性天线组，接收控制电路、滤波放大电路和中频接收电路组成。无线发射电路由磁性天线组、发射驱动电路和发射频率调制电路组成，运动传感器、温度传感器、方位指示器、距离指示器和声报警装置与单片微处理器的I/O端口连接，电源与上述各部件连接供电；本实用新型具有无线测向定位功能，减少了在恶劣环境中的搜救盲目性，大大提高搜救效率，从而最大限度地挽救消防员的生命。

Description

一种具有无线测向定位功能的消防员搜救器 

技术领域

本实用新型属于消防装备技术领域，具体涉及一种具有无线测向定位功能的消防员搜救器。 

背景技术

消防员呼救器作为消防员常规的个人防护装备之一，为保护消防员人身安全起到了巨大的作用。消防员作战时配备它进入灾害现场，一旦消防员一定时间没有运动反应，呼救器就会发出声光报警信息，引导救援人员搜救遇险消防员，但是由于灾害现场环境复杂多变，噪音源众多，加上周边建筑的阻隔，报警信息传输的距离有限，搜救过程极为耗时，不但遇险消防员的生命安全受到威胁，也给救援人员带来新的危险。因此急需能够有效缩短搜救时间，提高搜救效率的装置。 

发明内容

本实用新型的目的提供一种结构简单、成本不高、安全有效的具有无线测向定位功能的消防员搜救器。 

本实用新型提出的具有无线测向定位功能的消防员搜救器，由单片微处理器1、多径向无线接收电路2、无线发射电路3、运动传感器4、温度传感器5、方位指示器6、距离指示器7、声报警装置8、电源9和壳体16组成，单片微处理器1、多径向无线接收电路2、无线发射电路3、运动传感器4、温度传感器5、方位指示器6、距离指示器7、声报警装置8和电源9均位于壳体16内，其中： 

所述多径向无线接收电路2由磁性天线组13，接收控制电路10、滤波放大电路11和中频接收电路12组成，磁性天线组13的输出端连接接收控制电路10，接收控制电路10的输出商滤波放大电路11，滤波放大电路11的输出端连接中频接收电路12，中频接收电路12的输出端连接单片微处理器1，接收控制电路10的输入端连接单片微处理器1； 

所述无线发射电路3由发射驱动电路14和发射频率调制电路15组成，磁性天线组13的输入端连接发射驱动电路14，发射驱动电路14的输入端连接发射频率调制电路15，发射驱动电路14的输入端连接单片微处理器1； 

运动传感器4、温度传感器5、方位指示器6、距离指示器7和声报警装置8分别与单片微处理器1的I/O端口连接，电源9与运动传感器4、温度传感器5、方位指示器6、距离指示器7和声报警装置8分别连接，进行供电。 

本实用新型中，所述磁性天线组13由2-4根圆形或扁形锰锌氧铁磁棒组成，每根磁棒长度在30-100mm之间，磁棒上用0.1mm-0.5mm多股漆包线分别绕制接收线圈或发射线圈，原边线圈匝数与谐振线圈匝数之比为8∶1--11∶1，谐振线圈电感为1.2-2.02mH。 

本实用新型中，所述2-4根磁棒天线在0-90°内成扇型分布，其中至少有2根磁棒互为90度放置。 

本实用新型中，所述中频接收电路12具有接收信号强度指示RSSI电路输出功能。 

本实用新型中，所述壳体16由下罩盖17、上罩壳18、开关按钮19、工作模式按钮20和固定螺钉21组成，下罩盖17和上罩壳18通过固定螺钉扣合在一起，开关按钮19位于下罩盖17上，工作模式按钮20位于上罩壳18上。开关按钮19、工作模式按钮20分别与单片微处理器1的I/O端口连接。 

本实用新型中，所述方位指示器6由3-7个发光二极管组成，位于壳体16的上罩壳18上。 

本实用新型中，所述距离指示器7由2-3个LED数码显示器或LCD液晶显示器串联组成，位于壳体16的上罩壳上。 

本实用新型优先采用457kHZ国际救援设备标准频率，具有优越的低频绕射性，不易受墙壁或其它障碍物影响。 

本实用新型的技术效果在于利用了棒状天线具有较强方向性的科学原理。具体到本搜救器，当棒状天线与信号源的闭合磁力线相切时，接收天线获得能量最强，在搜救器内部表现为电压幅度最大。当一组多角度分布天线同时工作时，则感应出多个不同方向强度的场强电压，从而获得一组“方位/感应电压”数据。另外，依据接收机的增益以及感应电压和实测距离的关系，经过特定算法，获得一组“距离/感应电压”数据。这些数据最终通过“方位指示器”、“距离指示器”予以表示。 

本实用新型的有益效果在于：本实用新型具有无线测向定位功能，减少了在恶劣环境中的搜救盲目性，大大提高搜救效率，从而最大限度地挽救消防员的生命。 

附图说明

图1为本实用新型的工作原理示意图。 

图2为本实用新型的外壳正视图。 

图3为本实用新型的外壳后视图。 

图中标号：1为单片微处理器，2为多径向无线接收电路，3为无线发射电路，4为运动传感器，5为温度传感器，6为方位指示器，7为距离指示器，8为声报警装置，9为电源，10为接收控制电路，11为滤波放大电路，12为中频接收电路，13为磁性天线组，14为发射驱动电路，15为发射频率调制电路，16为壳体，17为下罩盖，18为上罩壳，19为开关按钮，20为工作模式按钮，21为固定螺钉。 

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步描述本实用新型，但不限于本实施例。 

实施例1，本搜救器由多径向无线接收电路2、无线发射电路3、单片微处理器1、运动传感器4、温度传感器5、方位指示器6、距离指示器7、声报警装置8、电源9组成。所述的多径向无线接收电路2由磁性天线组13，接收控制电路10、滤波放大电路11和中频接收电路12组成。所述无线发射电路3由磁性天线组13、发射驱动电路14和发射频率调制电路15组成，这些电子部件均装载于搜救器壳体16内。其中运动传感器4、温度传感器5、方位指示器6、距离指示器7和声报警装置8与单片微处理器1的I/O端口直接连接，电源9与上述部件连接供电；无线发射电路3中磁性天线组13连接至发射驱动电路14，发射驱动电路14分别连接至发射频率调制电路15和单片微处理器1，单片微处理器1通过分时工作方法控制磁性天线组13发射；多径向无线接收电路2中接收控制电路10连接单片微处理器1，单片微处理器1通过接收控制电路10交替采集磁性天线组13各个方向上的无线信号，无线信号经滤波放大电路11后送入中频接收电路12；中频接收电路12具有RSSI强度信号输出，并将该信号送入单片微处理器1； 

磁性天线组由2根圆形或扁形锰锌氧铁磁棒组成，为了方向定位功能，两根天线互为90度放置，均作为接收使用，根据天线的互易原理，其中一根天线兼作为发射使用，同一根天线可以接收、发射功能相互切换，参数保持不变，每根磁棒长度在100mm，磁棒上用0.2mm多股漆包线分别绕制接收线圈和发射线圈，原边线圈匝数与谐振线圈匝数之比为8∶1，谐振线圈电感在1.5mH左右。 

所述中频接收电路12采用SA606DK中频接收集成电路，具有接收信号强度指示RSSI电路输出功能.其3V工作电压时≤10.5mW，宽工作温度：-40℃～+85℃；高增益：≥102db、高灵敏度：≤0.31uV，宽RSSI输出动态范围：90db。 

壳体16由下罩盖17、上罩壳18、开关按钮19、工作模式按钮20和固定螺钉21组成，下罩盖17和上罩壳18扣合在一起，由固定螺钉21拧紧，开关按钮19放置在下罩盖17上，实现电源9的开关，工作模式按钮20放置在上罩壳18，实现工作模式切换。 

方位指示器6由5个发光二极管组成，位于呼救器壳体16的上部，在90度范围内扇形等分布置，用作左中右方向指示。 

所述距离指示器7由2个LED数码显示器或LCD液晶显示器组成，位于呼救器壳体16的上部，显示数据1-99米，用作接近被搜救者的距离指示。 

所述声报警装置8能发出大于96dB声级音响。 

所述温度传感器，当其感应值大于60℃时发出超温报警信号。 

将下列各部件按图1所示方式连接，该领域技术人员均能顺利实施。磁性天线组13由2根扁形锰锌氧铁磁棒组成，垂直布置，磁棒长度在100mm，温度传感器5的型号为LM35，单片微处理器1采用AVR MEGA8，方位指示器6使用的5个高亮度LED、距离指示器7采用2个数码管，声报警装置8采用压电陶瓷蜂鸣片，电源9提供4.5V的工作电压。壳体16的材质为聚乙烯，开关按钮19的材质为橡胶，工作模式按钮20采用薄膜开关，固定螺钉21的材质为不锈钢。 

本实用新型的工作过程如下： 

消防员佩戴搜救器进入灾害现场，遇险后运动传感器停止响应，装置会通过声报警装置、LED指示灯发出报警信号，同时通过无线发射电路将遇险信息发送给周边消防员，周边消防员利用搜救器的多径向无线接收电路接收信号，通过中频接收电路的RSSI强度信号输出，结合单片微处理器的运算，从而判断其报警信号源的方向和距离，并将结果显示在方位指示器和距离指示器上，根据显示结果的不断变化，实现快速救援。 

搜救器具有接收待机和主动搜索两种模式，消防员佩戴搜救器在进入灭火等抢险救援现场作业之前通过按动开关按钮激活搜救器，使之处于接收待机状态。通过按动工作模式按钮来切换搜救器的自动和手动模式发出报警信号，自动模式是消防员短时内运动传感器没有响应而触发报警，手动模式是消防员发现自己处于危险状态需要被救援时通过工作模式按钮手动切换。在信号接收范围内的其它消防队员收到报警信号时，搜救器上的方位指示器会显示遇险战友在左中右的哪个方位，距离指示器则显示距遇险战友的距离，在接近距遇险战友的同时，该数据同时递减。 

在发射模式下，发射频率调制电路调制出457kHz发射频率，在1个发射周期内由单片微处理器1轮流产生2组窄脉宽信号，交替触发两个大功率晶体管。使457kHz频率信号通过磁性天线组发射出去，窄脉宽占空比为6.5％左右。由于采用了交替发射工作模式，使得在保护功率管的同时，有效增大驱动功率和发射距离。 

在接收模式下，单片微处理器1通过多径向无线接收电路2交替接通磁性天线组的信号通路，采集来自2个相交90度方向上的无线报警信号，经滤波放大电路将信号放大后再接入滤波器改善接收灵敏度。随后报警信号送入中频接收电路，经变频、混频和多级放大后 通过RSSI电路输出2个方向上的场强信号，该信号被接入单片微处理器1中通过内部AD转换及计算，获得场强信号与距离及方位的关系量值，并在方位指示器和距离指示器上显示。 

Claims (6)

1.一种具有无线测向定位功能的消防员搜救器，由单片微处理器(1)、多径向无线接收电路(2)、无线发射电路(3)、运动传感器(4)、温度传感器(5)、方位指示器(6)、距离指示器(7)、声报警装置(8)、电源(9)和壳体(16)组成，单片微处理器(1)、多径向无线接收电路(2)、无线发射电路(3)、运动传感器(4)、温度传感器(5)、方位指示器(6)、距离指示器(7)、声报警装置(8)和电源(9)均位于壳体(16)内，其特征在于：

所述多径向无线接收电路(2)由磁性天线组(13)，接收控制电路(10)、滤波放大电路(11)和中频接收电路(12)组成，磁性天线组(13)的输出端连接接收控制电路(10)，接收控制电路(10)的输出给滤波放大电路(11)，滤波放大电路(11)的输出端连接中频接收电路(12)，中频接收电路(12)的输出端连接单片微处理器(1)，接收控制电路(10)的输入端连接单片微处理器(1)；

所述无线发射电路(3)由磁性天线组(13)、发射驱动电路(14)和发射频率调制电路(15)组成，磁性天线组(13)的输入端连接发射驱动电路(14)，发射驱动电路(14)的输入端连接发射频率调制电路(15)，发射驱动电路(14)的输入端连接单片微处理器(1)；

运动传感器(4)、温度传感器(5)、方位指示器(6)、距离指示器(7)和声报警装置(8)分别与单片微处理器(1)的I/O端口连接，电源(9)与运动传感器(4)、温度传感器(5)、方位指示器(6)、距离指示器(7)和声报警装置(8)分别连接。

2.根据权利要求1所述的具有无线测向定位功能的消防员搜救器，其特征在于所述磁性天线组(13)由2-4根圆形或扁形锰锌氧铁磁棒组成，每根磁棒长度为30-100mm，磁棒上用0.1mm-0.5mm多股漆包线分别绕制接收线圈和发射线圈，原边线圈匝数与谐振线圈匝数之比为8∶1-11∶1，谐振线圈电感为1.2-2.02mH。

3.根据权利要求2所述的具有无线测向定位功能的消防员搜救器，其特征在于所述2-4根磁棒在0-90°内成扇型分布，其中至少有2根磁棒互为90度放置。

4.根据权利要求1所述的具有无线测向定位功能的消防员搜救器，其特征在于所述壳体(16)由下罩盖(17)、上罩壳(18)、开关按钮(19)、工作模式按钮(20)和固定螺钉(21)组成，下罩盖(17)和上罩壳(18)通过固定螺钉(21)扣合在一起，开关按钮(19)位于下罩盖(17)上，工作模式按钮(20)位于上罩壳(18)上；开关按钮(19)、工作模式按钮(20)分别与单片微处理器(1)的I/O端口连接。

5.根据权利要求1所述的具有无线测向定位功能的消防员搜救器，其特征在于所述方位指示器(6)由3-7个发光二极管组成，位于壳体(16)的上罩壳(18)上。 

6.根据权利要求1所述的一种具有无线测向定位功能的消防员搜救器，其特征在于所述距离指示器(7)由2-3个LED数码显示器或LCD液晶显示器串联组成，位于壳体(16)的上罩壳(18)上。 

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