CN203352806U - 一种救援现场无线传感网络系统 - Google Patents
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Abstract
一种救援现场无线传感网络系统，包括：信息采集器、通讯器、无线监控主机；所述的信息采集器安装在各种现场救援装备中；所述的通讯器由救援人员随身携带；信息采集器通过无线网络连接到通讯器，通讯器通过无线网络与无线监控主机互连。信息采集器包括环境状况采集模块、人员定位模块、生命体征信息采集模块和装备工况采集模块。本实用新型本实用新型能够应对复杂的救援环境，信息采集器将采集到的现场环境信息、装备工况信息、救援人员位置信息及生命体征信息通过通讯器传输至无线监控主机，为突发事件现场指挥人员的科学决策指挥提供更多的现场信息，提高救援效率，将生命、财产损失降到最低，提升现场应急救援人员的安全保障水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及消防技术领域，特别是一种救援现场的无线网络系统。
背景技术
目前国内应急救援人员的现场侦察及自我保护往往凭个人经验作依据。在应急救援现场由于缺乏相应的传感装置，救援人员对现场温度、有害气体含量等仅能从经验以及现场调查进行判断，缺乏科学依据。指挥员对现场信息的了解多数通过口述传达，致使现场临时指挥方案制定时缺乏准确依据，容易造成更为严重的损失。现场救援人员不能及时获取突发事件现场周边环境、生命体征、人员位置信息以及救援装备工况等信息，极易造成人员伤亡。
以上情况时常造成计划指挥与临时指挥缺乏互相依托。实施计划指挥的应急救援现场，由于预案设想不全或突发事件情况突然变化，造成预案的部分行动计划与应急救援实战不相符，这时就要凭借临时指挥的作用进行调整和协调，而科学获取现场信息为临时指挥方案制定能起到关键的作用，从而适应应急救援现场的实际需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种应急救援人员现场信息无线传感网络系统，实现突发事件现场环境、装备工况、人员位置及生命体征等信息实时反馈，为突发事件现场指挥员的科学决策指挥和现场应急救援人员的安全保障提供技术手段。
技术方案
为了实现上述技术目的，本实用新型设计一种救援现场无线传感网络系统， 包括：信息采集器、通讯器、无线监控主机；所述的信息采集器安装在各种现场救援装备中；所述的通讯器由救援人员随身携带；信息采集器通过无线网络连接到通讯器，通讯器通过无线网络与无线监控主机互连；
其特征在于：所述的信息采集器包括环境状况采集模块、人员定位模块、生命体征信息采集模块和装备工况采集模块。
所述环境状况采集模块包括：温度传感单元、环境氧浓度监测单元、视频采集单元、危险气体侦检单元；所述的温度传感单元和环境氧浓度监测单元都镶嵌在现场救援服上；所述的视频采集单元安装在头盔顶部，指向前方；
所述人员定位模块包括：绝对位置信息采集单元和相对位置信息采集单元，都镶嵌在现场救援服中；
所述的生命体特征采集模块包括：心率传感单元、体温传感单元、呼吸频率传感单元，都镶嵌在现场救援服中；
所述的装备工况采集模块包括：空气余量监测单元和氧气余量监测单元；所述的空气余量监测单元安装在空气呼吸器仪表盘指针弧面上，把模拟信号转换成数字信息，并通过无线方式发送数字信息；所述的氧气余量监测单元安装在氧气呼吸器仪表盘指针弧面上，把模拟信号转换成数字信息，并通过无线方式发送数字信息；
所述的通讯器包括：信息通讯单元和信息集成单元；
所述的监控主机包括：PC电脑和信息收发装置，两者通过数据线互连。
所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：所述的信息采集器中每一个信息采集单元都是独立单元，都具备无线传输信息能力。
所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：所述的空气余量监测单元，包括设置在指针压力表的表面上的反射式光电传感器，用以感应指针位置，所述反射式光电传感器电连接信号处理模块，将感应的指针压力表的指针位置信号传送给信号处理模块，所述信号处理模块电连接通信及声光报警模块，所述通信及声光报警模块包括通信器件和声光报警器件，通过通信器件发 送指针位置信号或压力信号，通过声光报警器件发出报警声或报警光。
所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：所述反射式光电传感器采用多个阵列设置在所述指针压力表的指针旋转的弧面上，分别位于不同位置的指针上方。
所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：所述信号处理模块包括微处理器、位置信号存储器和比较器，所述位置信号存储器存储由反射式光电传感器传送的指针位置信号，比较器将前后传送的位置信号进行比较，所述微处理器根据位置信号存储器和比较器的结果，分析得到压力表的空气余量和状态，将压力表的状态通过所述通信及声光报警模块发送出去和发出警示。
所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：所述的氧气余量监测单元，包括设置在指针压力表的表面上的反射式光电传感器，用以感应指针位置，所述反射式光电传感器电连接信号处理模块，将感应的指针压力表的指针位置信号传送给信号处理模块，所述信号处理模块电连接通信及声光报警模块，所述通信及声光报警模块包括通信器件和声光报警器件，通过通信器件发送指针位置信号或压力信号，通过声光报警器件发出报警声或报警光。
所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：危险气体侦检单元检测现场存在的各种有害气体或易燃气体，实时监测、辨识各种气体的种类，通过无线网络把信息发送至通讯器。一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：危险气体侦查器检测现场存在的各种有害气体或易燃气体，实时监测、辨识各种气体的种类，通过无线网络把信息发送至通讯器。
有益效果
本实用新型本实用新型能够应对复杂的救援环境，救援人员进入现场后，信息采集器将采集到的现场环境信息、装备工况信息、救援人员位置信息及生命体征信息通过通讯器传输至无线监控主机，为突发事件现场指挥人员的科学决策指挥提供更多的现场信息，提高救援效率，将生命、财产损失降到最低， 提升现场应急救援人员的安全保障水平。
附图说明
附图1是本实用新型结构图。
附图2是本实用新型的信息采集器结构图。
附图3是空气余量监测单元的结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步说明。
如图1，本发明由信息采集器、通讯器、无线监控主机组成。信息采集器安装在各种现场救援装备中；通讯器由救援人员随身携带；信息采集器通过无线网络连接到通讯器，通讯器通过无线网络与无线监控主机互连；
如图2，信息采集器由环境状况采集模块、人员生命体征采集模块、人员定位模块、装备工况采集模块组成。环境状况采集模块包括温度传感单元、环境氧浓度监测单元、视频采集单元、危险气体侦查单元；人员定位模块包括绝对位置信息采集单元和相对位置信息采集单元，都镶嵌在现场救援服中；生命体特征采集模块包括心率传感单元、体温传感单元、呼吸频率传感单元，都镶嵌在现场救援服中；装备工况采集模块包括空气余量监测单元和氧气余量监测单元；
通讯器由两路单元组成，一路实时传输现场视频信息，一路传输接收的信息采集单元信息。通讯器一般由救援人员携带，负责将信息采集单元采集的信息传输至无线监控主机。
根据应急救援场所实际情况，救援人员选择携带信息装备的种类，为了不影响救援人员进行正常的救援作业，我们设计了穿戴式的服装，信息采集模块可以镶嵌在服装上。比如人员定位模块、温度传感单元、环境氧浓度监测单元、生命体征采集模块等均可以镶嵌在穿戴式服装中，并且这些模块可以采取统一 电源开关，只需要打开镶嵌在可穿戴式服装上的电源开关，这些信息模块就可以同时开始工作，免去了各个模块分别打开电源开关的烦恼，省时省力。镶嵌在穿戴式服装上的各种信息采集单元将采集的信息无线传输至通讯器，信息集成单元进行整合后，通过通信模块发送至无线监控主机。
危险气体侦检单元可以快速检测出现场存在的各种有害气体或易燃气体，实时监测、辨识各种气体的种类，将信息通过通讯器传输至无线监控主机，现场指战员根据反馈的信息及时有效地完善作战方案。
人员定位模块可以采用GPS等绝对位置信息，也可以采用定位装备的相对位置信息，只要提供接口协议，就可以通过人员定位模块将救援人员的现场位置信息无线传输至信息集成及通信单元。
通讯器具有可扩展性，只要提供信息采集模块的接口协议，就可以接入到无线传感网络系统。
视频采集单元有一枚高清并具夜视功能摄像头，一般镶嵌在头盔旁，将应急救援现场的视频场景通过通信模块实时传输至无线监控主机。
装备工况采集模块可以实现空气呼吸器、氧气呼吸器余量检测功能，通过反射式光电传感器阵列置于指针式仪表表面，用于检测压力表指针是否通过检测位置，根据反射式光电传感器阵列被指针遮挡的状况，将其检测位置的对应数值分段数字化处理，并将处理结果通过通讯器传输至无线监控主机。
如图3，空余量监测器的具体实施过程如下：
1.打开空气呼吸器阀门，压力表指针顺时针旋转，依次通过反射式光电传感器阵列，直到示值为钢瓶中压力位置时停下。
2.指针顺时针旋转，在遮挡第一个反射式光电传感器时，信号处理模块得到遮挡时的电平信号，并根据其它反射式光电传感器上一次没有被遮挡的记录，判断出此时指针是顺时针旋转，记录该反射式光电传感器被顺时针遮挡的情况，并将发信号给通信与声光报警模块，点亮一个LED指示当前空气余量。
3.指针继续顺时针旋转遮挡其它反射式光电传感器，信号处理模块根据处 于更低示值位置的反射式光电传感器有过遮挡变化记录和处于更高示值位置的反射式光电传感器未有被遮挡的记录，判断出指针是顺时针旋转，记录相应的反射式光电传感器被顺时针遮挡的情况，通信与声光报警模块点亮相应个数的LED指示当前空气余量。当指针遮挡最高示值位置反射式光电传感器时，记录最高位反射式光电传感器被顺时针遮挡的情况，通信与声光报警模块点亮最高位的LED，并发出声音提示空气量满。
4.当指针稳定指示至空气呼吸器最高空气余量一定时间，通信与声光报警模块向后场指挥单元发送无线电信号，指示该空气呼吸器的当前空气余量。
5.消防员开始使用空气呼吸器，压力表指针由于空气被消防员消耗使用而逆时针旋转。
6.指针逆时针旋转，遮挡对应的反射式光电传感器时，信号处理模块得到遮挡时的电平信号，记录该位置反射式光电传感器被二次遮挡的情况（第二次遮挡为逆时针过程）。
7.指针继续逆时针旋转，离开该遮挡检测位置，信号处理模块得到未被遮挡的电平信号，根据该传感器被二次遮挡的记录，并根据处于更低示值位置反射式光电传感器被顺时针遮挡过的记录以及处于更高示值位置反射式光电传感器未被遮挡过或有过逆时针遮挡的记录（若当前位置是是最后一个传感器，则无需考虑更高示值情况），判断此时指针逆时针旋转经过了当前传感器位置，故关闭对应位置的LED，发出声音提示，并向后场指挥单元发送无线电信号。
氧气余量监测器的具体实施过程参照空气余量具体实施过程。
Claims (7)
1.一种救援现场无线传感网络系统，包括：信息采集器、通讯器、无线监控主机；所述的信息采集器安装在各种现场救援装备中；所述的通讯器由救援人员随身携带；信息采集器通过无线网络连接到通讯器，通讯器通过无线网络与无线监控主机互连；
其特征在于：
所述的信息采集器包括环境状况采集模块、人员定位模块、生命体征信息采集模块和装备工况采集模块；
所述环境状况采集模块包括：温度传感单元、环境氧浓度监测单元、视频采集单元、危险气体侦检单元；所述的温度传感单元和环境氧浓度监测单元都镶嵌在现场救援服上；所述的视频采集单元安装在头盔顶部，指向前方；
所述人员定位模块包括：绝对位置信息采集单元和相对位置信息采集单元，都镶嵌在现场救援服中；
所述的生命体特征采集模块包括：心率传感单元、体温传感单元、呼吸频率传感单元，都镶嵌在现场救援服中；
所述的装备工况采集模块包括：空气余量监测单元和氧气余量监测单元；所述的空气余量监测单元安装在空气呼吸器仪表盘指针弧面上，把模拟信号转换成数字信息，并通过无线方式发送数字信息；所述的氧气余量监测单元安装在氧气呼吸器仪表盘指针弧面上，把模拟信号转换成数字信息，并通过无线方式发送数字信息；
所述的通讯器包括：信息通讯单元和信息集成单元；
所述的监控主机包括：PC电脑和信息收发装置，两者通过数据线互连。
2.如权利要求1所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：所述的信息采集器中每一个信息采集单元都是独立单元，都具备无线传输信息能力。
3.如权利要求1所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于： 所述的空气余量监测单元，包括设置在指针压力表的表面上的反射式光电传感器，用以感应指针位置，所述反射式光电传感器电连接信号处理模块，将感应的指针压力表的指针位置信号传送给信号处理模块，所述信号处理模块电连接通信及声光报警模块，所述通信及声光报警模块包括通信器件和声光报警器件，通过通信器件发送指针位置信号或压力信号，通过声光报警器件发出报警声或报警光。
4.如权利要求3所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：所述反射式光电传感器采用多个阵列设置在所述指针压力表的指针旋转的弧面上，分别位于不同位置的指针上方。
5.如权利要求4所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：所述信号处理模块包括微处理器、位置信号存储器和比较器，所述位置信号存储器存储由反射式光电传感器传送的指针位置信号，比较器将前后传送的位置信号进行比较，所述微处理器根据位置信号存储器和比较器的结果，分析得到压力表的空气余量和状态，将压力表的状态通过所述通信及声光报警模块发送出去和发出警示。
6.如权利要求1或3所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：所述的氧气余量监测单元，包括设置在指针压力表的表面上的反射式光电传感器，用以感应指针位置，所述反射式光电传感器电连接信号处理模块，将感应的指针压力表的指针位置信号传送给信号处理模块，所述信号处理模块电连接通信及声光报警模块，所述通信及声光报警模块包括通信器件和声光报警器件，通过通信器件发送指针位置信号或压力信号，通过声光报警器件发出报警声或报警光。
7.如权利要求1所述的一种救援现场无线传感网络系统，其特征在于：危险气体侦检单元检测现场存在的各种有害气体或易燃气体，实时监测、辨识各种气体的种类，通过无线网络把信息发送至通讯器。
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| CX01 | Expiry of patent term |
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