CN202070041U - 一种嵌入集成环境感知装置的消防防护服 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种嵌入集成环境感知装置的消防防护服，包括消防防护服本体，其特征在于，所述的消防防护服本体上设有集成环境感知装置，所述的集成环境感知装置包括依次连接的环境感知模块、信息预处理模块、数据处理模块、接口模块以及基于ZigBee的无线传感网络收发模块，电源模块分别与环境感知模块、信息预处理模块、数据处理模块和基于ZigBee的无线传感网络收发模块连接，基于ZigBee的无线传感网络收发模块连接天线。本实用新型能够实时感知消防现场环境等信息并发送到消防指挥中心，最大程度上满足应急指挥对现场信息的需求，促进消防防护服由功能服装向智能服装的发展和转化，最终实现智能消防防护服的产业化和实际使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种嵌入集成环境感知装置的消防防护服，属于服装技术领域。
背景技术
随着社会经济的发展，人口与建筑密度日益增大，火灾发生的概率越来越大，扑救难度也越来越高。对于担负扑救火灾与抢救人员的消防员，火灾现场的突发情况随时都有可能威胁其人身安全，因此加强消防战斗员的个人防护尤为重要。
消防防护服是针对火灾等灾害对人体伤害而特殊设计的保护消防人员的特种装备。传统的消防防护服属功能服装，在面料和结构上改进和提高，实现防火、隔热和阻燃等基本功能。火灾现场的各种信息对成功完成消防任务尤为关键，而功能消防防护服无法满足应急指挥对现场实时信息的迫切需求。
无线传感器网络是由大量广泛分布，具有通信与计算能力的微小传感器节点构成的自治网络系统，能根据环境自主完成指定任务的“智能”系统，ZigBee是一种采用直接序列扩频技术的新兴的短距离、低速率、低成本、低功耗的双向无线通信技术。比起传统的无线网络，该技术的突出特点是应用简单、耗能低、组网能力强、可靠性高以及成本低。将低功耗的ZigBee技术应用到无线传感器网络中来对火灾现场环境进行实时监测，给不方便能量更换且需要在恶劣环境下维持长时间工作的无线传感器网络的消防系统带来了极大的便利，大大提高了系统的整体性能。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能消防服，该消防服具有消防现场环境感知功能，可以将消防现场和消防战斗员的信息实时传输和汇聚至现场指挥车，满足消防现场指挥决策的需求。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种嵌入集成环境感知装置的消防防护服，包括消防防护服本体，其特征在于，所述的消防防护服本体上嵌有集成环境感知装置，所述的集成环境感知装置包括至少一个环境感知模块、至少一个信息预处理模块、至少一个数据处理模块、接口模块、基于ZigBee的无线传感网络收发模块以及电源模块，每个环境感知模块连接一个信息预处理模块，每个信息预处理模块连接一个数据处理模块，数据处理模块皆与接口模块相连，接口模块连接基于ZigBee的无线传感网络收发模块，电源模块分别与环境感知模块、信息预处理模块、数据处理模块和基于ZigBee的无线传感网络收发模块连接，基于ZigBee的无线传感网络收发模块连接天线。
优选地，所述的环境感知模块包括气温传感器或红外传感器，气温传感器或红外传感器皆连接温度补偿模块，温度补偿模块连接信息预处理模块。所述的气温传感器和红外传感器分别用来感知消防员周围的辐射热和气温，所述的温度补偿模块用来降低传感器的误差。
优选地，所述的信号预处理模块包括带宽处理电路和杂波滤波模块，带宽处理电路和杂波滤波模块的输入端皆与环境感知模块相连，带宽处理电路和杂波滤波模块的输出端皆与数据处理模块相连。信号预处理模块采用复合抗干扰技术实现最大程度的干扰抑制。
优选地，所述的数据采集模块包括依次相连的放大器、采样保持器和A/D转换器，放大器连接信息预处理模块，A/D转换器连接接口模块。
优选地，所述的接口模块为RS232接口，RS232接口分别与数据采集模块和基于ZigBee的无线传感网络收发模块连接。接口模块用来实现数据处理模块与基于ZigBee的无线传感网络收发模块的连接。
优选地，所述的基于ZigBee的无线传感网络收发模块包括功率放大模块和无线收发模块，功率放大模块分别与接口模块和无线收发模块连接，无线收发模块连接天线。基于ZigBee的无线传感网络收发模块用于将实时获取的现场环境信息传送给消防指挥中心。
优选地，所述的电源模块包括电池和低电报警电路，电池分别与环境感知模块、信息预处理模块、数据处理模块、基于ZigBee的无线传感网络收发模块和低电报警电路连接。电池为可充电式，电源模块用于所有模块供电。
优选地，所述的电源模块和基于ZigBee的无线传感网络收发模块分别设于消防防护服本体的两个肩部。
优选地，所述的环境感知模块、信息预处理模块和数据处理模块皆为两个，一个环境感知模块包括气温传感器和温度补偿模块，其与一个信息预处理模块和一个数据处理模块集成在第一芯片上，第一芯片设于消防防护服本体的背部位置；另一个环境感知模块包括红外传感器和温度补偿模块，其与另一个信息预处理模块和另一个数据处理模块集成在第二芯片上，第二芯片设于消防防护服本体的胸部位置。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于在消防服装中嵌入集成环境感知技术，同时要求不会影响消防服的防护功能，实时感知现场气温、辐射热，随时跟踪消防员周围的环境，使采集环境数据的方式更灵活更可靠，并使用基于ZigBee的无线传感网络实现消防员与消防指挥车之间的实时沟通，相对于传统的无线通信网络，ZigBee 是一种低功耗、低复杂度、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，且具有时延短、网络容量大、传输安全可靠等优点，并采用各种抗干扰技术，以满足消防现场指挥决策的需求，当现场环境较危险时，及时撤退消防员，减少伤亡事故。
附图说明
图1为嵌入集成环境感知装置组成框图；
图2为嵌入集成环境感知装置的消防防护服主视图；
图3为嵌入集成环境感知装置的消防防护服后视图。
具体实施方式
下面结合实施例来具体说明本实用新型。
实施例
一种嵌入集成环境感知装置的消防防护服，包括消防防护服本体1，所述的消防防护服本体1上嵌有集成环境感知装置，如图1所示，为嵌入集成环境感知装置组成框图，所述的集成环境感知装置由两个环境感知模块、两个信息预处理模块、两个数据处理模块、接口模块、基于ZigBee的无线传感网络收发模块6、电源模块5以及天线组成。环境感知模块与信号预处理模块以有线方式连接，信号预处理模块与数据处理模块以有线方式连接，数据处理模块与基于ZigBee的无线传感网络收发模块6之间以接口模块连接，电源模块5分别与环境感知模块、信号预处理模块、数据处理模块和基于ZigBee的无线传感网络收发模块6之间以有线方式连接，基于ZigBee的无线传感网络收发模块6连接天线。
一个环境感知模块包括气温传感器和温度补偿模块，另一个环境感知模块包括红外传感器和温度补偿模块，气温传感器和红外传感器皆连接温度补偿模块，温度补偿模块连接信息预处理模块。气温传感器和红外传感器分别用来感知消防员周围的气温和辐射热，温度补偿模块用来降低传感器误差。
所述的信号预处理模块包括带宽处理电路和杂波滤波模块，传感器采集到数据后，通过带宽处理电路可以使采集到的信号频谱不会产生严重畸变，并通过杂波滤波模块滤除外界杂波以抑制外界环境对设备的干扰，带宽处理电路和杂波滤波模块的输入端皆与环境感知模块的温度补偿模块以有线方式相连，带宽处理电路和杂波滤波模块的输出端皆与数据处理模块相连。
所述的数据采集模块包括依次相连的放大器、采样保持器和A/D转换器，放大器分别连接信息预处理模块的带宽处理电路和杂波滤波模块，A/D转换器连接接口模块。
所述的接口模块为RS232接口，RS232接口分别与数据采集模块和基于ZigBee的无线传感网络收发模块6连接。
所述的基于ZigBee的无线传感网络收发模块6包括功率放大模块和无线收发模块，功率放大模块分别与接口模块和无线收发模块连接，无线收发模块连接天线。其作用是将实时获取的现场环境信息传送给消防指挥中心。
所述的电源模块5包括电池和低电报警电路，电池分别与环境感知模块、信息预处理模块、数据处理模块、基于ZigBee的无线传感网络收发模块6和低电报警电路连接。
如图2所示，为嵌入集成环境感知装置的消防防护服主视图，所述的电源模块设于消防防护服本体1的右肩，基于ZigBee的无线传感网络收发模块6设于消防防护服本体1的左肩。所述的红外传感器、温度补偿模块、信号预处理模块和数据处理模块集成在第二芯片3上，第二芯片3设于消防防护服本体1的胸部位置。
如图3所示，为嵌入集成环境感知装置的消防防护服后视图，所述的气温传感器、温度补偿模块、信号预处理模块和数据处理模块集成在第一芯片2上，第一芯片2设于消防防护服本体1的背部位置。
当火灾发生时，身着嵌入集成环境感知装置的消防防护服的消防员在火灾现场进行搜救，消防服上的环境感知模块将感知到的消防员周围的气温和辐射热数据随时发送至消防指挥中心，由指挥中心指挥调度消防员以提高搜救效率和保证消防员自身安全。
本实用新型以无线传感网和微机电系统为核心技术，在功能消防防护服中嵌入集成多种创新信息技术，实时感知消防现场环境等信息，最大程度上满足应急指挥对现场信息的需求，促进消防防护服由功能服装向智能服装的发展和转化，最终实现智能消防防护服的产业化和实际使用。
Claims (9)
1.一种嵌入集成环境感知装置的消防防护服，包括消防防护服本体（1），其特征在于，所述的消防防护服本体（1）上嵌有集成环境感知装置，所述的集成环境感知装置包括至少一个环境感知模块、至少一个信息预处理模块、至少一个数据处理模块、接口模块、基于ZigBee的无线传感网络收发模块（6）以及电源模块（5），每个环境感知模块连接一个信息预处理模块，每个信息预处理模块连接一个数据处理模块，数据处理模块皆与接口模块相连，接口模块连接基于ZigBee的无线传感网络收发模块（6），电源模块（5）分别与环境感知模块、信息预处理模块、数据处理模块和基于ZigBee的无线传感网络收发模块（6）连接，基于ZigBee的无线传感网络收发模块（6）连接天线。
2.如权利要求1所述的嵌入集成环境感知装置的消防防护服，其特征在于，所述的环境感知模块包括气温传感器或红外传感器，气温传感器或红外传感器连接温度补偿模块，温度补偿模块连接信息预处理模块。
3.如权利要求1所述的嵌入集成环境感知装置的消防防护服，其特征在于，所述的信号预处理模块包括带宽处理电路和杂波滤波模块，带宽处理电路和杂波滤波模块的输入端皆与环境感知模块相连，带宽处理电路和杂波滤波模块的输出端皆与数据处理模块相连。
4.如权利要求1所述的嵌入集成环境感知装置的消防防护服，其特征在于，所述的数据采集模块包括依次相连的放大器、采样保持器和A/D转换器，放大器连接信息预处理模块，A/D转换器连接接口模块。
5.如权利要求1所述的嵌入集成环境感知装置的消防防护服，其特征在于，所述的接口模块为RS232接口，RS232接口分别与数据采集模块和基于ZigBee的无线传感网络收发模块（6）连接。
6.如权利要求1所述的嵌入集成环境感知装置的消防防护服，其特征在于，所述的基于ZigBee的无线传感网络收发模块（6）包括功率放大模块和无线收发模块，功率放大模块分别与接口模块和无线收发模块连接，无线收发模块连接天线。
7.如权利要求1所述的嵌入集成环境感知装置的消防防护服，其特征在于，所述的电源模块（5）包括电池和低电报警电路，电池分别与环境感知模块、信息预处理模块、数据处理模块、基于ZigBee的无线传感网络收发模块（6）和低电报警电路连接。
8.如权利要求1所述的嵌入集成环境感知装置的消防防护服，其特征在于，所述的电源模块（5）和基于ZigBee的无线传感网络收发模块（6）分别设于消防防护服本体（1）的两个肩部。
9.如权利要求2所述的嵌入集成环境感知装置的消防防护服，其特征在于，所述的环境感知模块、信息预处理模块和数据处理模块皆为两个，一个环境感知模块包括气温传感器和温度补偿模块，其与一个信息预处理模块和一个数据处理模块集成在第一芯片（2）上，第一芯片（2）设于消防防护服本体（1）的背部位置；另一个环境感知模块包括红外传感器和温度补偿模块，其与另一个信息预处理模块和另一个数据处理模块集成在第二芯片（3）上，第二芯片（3）设于消防防护服本体（1）的胸部位置。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102600564A (zh) * | 2012-03-11 | 2012-07-25 | 东华大学 | 一种嵌入毒气监测和告警功能的智能抢险救援服 |
| CN104574841A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-04-29 | 中国科学技术大学 | 森林火灾现场扑救队员生存环境安全监测与报警装置 |
| CN107332583A (zh) * | 2017-08-02 | 2017-11-07 | 晶至科技制衣（江苏）有限公司 | 用于防护服的个人终端系统 |
| CN113724470A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-30 | 任亚风 | 一种多功能电力运维检修安全防护服 |
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- 2011-04-25 CN CN2011201242103U patent/CN202070041U/zh not_active Expired - Fee Related
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