CN208924523U - 一种具有定位功能的应急照明灯及室内定位导航系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及应急灯技术领域，具体公开了一种具有定位功能的应急照明灯，其中，灯包括：照明电路、蓝牙基站、电源模块、微控制器、语音控制模块和灯头控制模块，语音控制模块和照明电路均与电源模块连接，蓝牙基站分别与电源模块以及微控制器连接，电源模块用于与外部供电电源连接，语音控制模块与灯头控制模块连接，语音控制模块还与微控制器连接，照明电路与灯头控制模块连接，蓝牙基站用于与移动终端通信连接，微控制器用于控制蓝牙基站的工作。本实用新型还公开了一种室内定位导航系统。本实用新型提供的具有定位功能的应急照明灯具有帮助被困人员定位的功能，从而提高了被困人员的逃生效率。

Description

一种具有定位功能的应急照明灯及室内定位导航系统

技术领域

本实用新型涉及应急灯技术领域，尤其涉及一种具有定位功能的应急照明灯及包括该具有定位功能的应急照明灯的室内定位导航系统。

背景技术

应急照明灯是在正常照明电源发生故障时，能有效地照明和显示疏散通道，或能持续照明而不间断工作的一类灯具。广泛用于公共场所和不能间断照明的地方。

在发生火灾时，应急照明灯可以指示消防逃生通道位置。当包括消防员等被困人员出现受伤或者意外被困时，即使有对讲机，被困人员也不能准确知道自己的位置，从而错失最佳自救和营救机会。缺乏良好的被困人员室内定位系统，不仅使得被困人员的逃生效率大为较低，而且也极大的威胁到被困人员自身的生命安全。

针对上述现有技术中被困人员无法获知室内地图、难以判断自身的位置问题，目前尚未存在有效的解决方案，因此，如何提供一种能够帮助被困人员在室内定位的应急照明灯为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种具有定位功能的应急照明灯及包括该具有定位功能的应急照明灯的室内定位导航系统，以解决现有技术中的问题。

作为本实用新型的第一个方面，提供一种具有定位功能的应急照明灯，其中，所述具有定位功能的应急照明灯包括：照明电路、蓝牙基站、电源模块、微控制器、语音控制模块和灯头控制模块，所述语音控制模块和所述照明电路均与所述电源模块连接，所述蓝牙基站分别与所述电源模块以及所述微控制器连接，所述电源模块用于与外部供电电源连接，所述语音控制模块与所述灯头控制模块连接，所述语音控制模块还与所述微控制器连接，所述照明电路与所述灯头控制模块连接，

所述语音控制模块能够在所述微控制器的控制下能够识别语音指令以控制所述灯头控制模块的旋转，所述灯头控制模块的旋转能够带动所述照明电路转动，当所述外部供电电源供电时，所述电源模块处于充电状态，当所述外部供电电源断电时，所述电源模块处于放电状态，所述照明电路在所述电源模块处于放电状态时工作，所述蓝牙基站在所述电源模块处于所述充电状态和放电状态时均工作，所述蓝牙基站用于与移动终端通信连接，以使得所述移动终端获取到该蓝牙基站的信号强度，所述微控制器用于控制所述蓝牙基站的工作。

优选地，所述语音控制模块包括hbr640语音识别芯片。

优选地，所述灯头控制模块包括灯头舵机。

优选地，所述微控制器包括STM32微控制器。

作为本实用新型的第二个方面，提供一种室内定位导航系统，其特征在于，所述室内定位导航系统包括移动终端、服务器和前文所述的具有定位功能的应急照明灯，所述具有定位功能的应急照明灯与所述移动终端连接，所述移动终端与所述服务器连接，所述移动终端与所述具有定位功能的应急照明灯的蓝牙基站通信连接，用于获取该蓝牙基站的信号强度，所述服务器用于获取每个蓝牙基站的信号强度，并根据信号强度与距离的关系以及卡尔曼滤波算法得到当前移动终端的位置，将当前移动终端的位置反馈至所述移动终端。

优选地，所述移动终端包括手机。

优选地，所述服务器包括云平台服务器。

本实用新型提供的具有定位功能的应急照明灯，设置有蓝牙基站，使得移动终端能够连接到该蓝牙基站，从而获取到该蓝牙基站的信号强度，移动终端在获取到室内的每个蓝牙基站的信号强度后，会将这些信号强度信息传送至服务器，服务器根据信号强度与距离的关系以及结合卡尔曼滤波算法得到当前移动终端的位置，并将当前移动终端的位置反馈至所述移动终端，从而帮助持有该移动终端的被困人员定位，判断自身在室内所处的位置，便于疏散和救援，提高了被困人员的逃生效率以及消防员的救援效率，另外，本实用新型提供的具有定位功能的应急照明灯还设置有语音控制模块和灯头控制模块，通过语音控制模块识别云因指令控制灯头控制模块旋转从而带动应急照明灯旋转，从而方便应急灯灯具改变照明方向。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提供的具有定位功能的应急照明灯的结构框图。

图2为本实用新型提供的室内定位导航系统的结构框图。

图3为本实用新型提供的蓝牙基站与指纹坐标点关系图。

图4为本实用新型提供的蓝牙基站的信号强度的具体数据示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

作为本实用新型的第一个方面，提供一种具有定位功能的应急照明灯，其中，如图1所示，所述具有定位功能的应急照明灯100包括：照明电路110、蓝牙基站120、电源模块130、微控制器140、语音控制模块150和灯头控制模块160，所述语音控制模块150和所述照明电路110均与所述电源模块120连接，所述蓝牙基站130分别与所述电源模块130以及所述微控制器140连接，所述电源模块130用于与外部供电电源连接，所述语音控制模块150与所述灯头控制模块160连接，所述语音控制模块150还与所述微控制器140连接，所述照明电路110与所述灯头控制模块160连接，

所述语音控制模块150能够在所述微控制器140的控制下能够识别语音指令以控制所述灯头控制模块160的旋转，所述灯头控制模块160的旋转能够带动所述照明电路转动，当所述外部供电电源供电时，所述电源模块130处于充电状态，当所述外部供电电源断电时，所述电源模块130处于放电状态，所述照明电路110在所述电源模块130处于放电状态时工作，所述蓝牙基站120在所述电源模块130处于所述充电状态和放电状态时均工作，所述蓝牙基站120用于与移动终端200通信连接，以使得所述移动终端200获取到该蓝牙基站120的信号强度，所述微控制器140用于控制所述蓝牙基站120的工作。

本实用新型提供的具有定位功能的应急照明灯，设置有蓝牙基站，使得移动终端能够连接到该蓝牙基站，从而获取到该蓝牙基站的信号强度，移动终端在获取到室内的每个蓝牙基站的信号强度后，会将这些信号强度信息传送至服务器，服务器根据信号强度与距离的关系以及结合卡尔曼滤波算法得到当前移动终端的位置，并将当前移动终端的位置反馈至所述移动终端，从而帮助持有该移动终端的被困人员定位，判断自身在室内所处的位置，便于疏散和逃生，提高了被困人员的逃生效率以及消防员的救援效率，另外，本实用新型提供的具有定位功能的应急照明灯还设置有语音控制模块和灯头控制模块，通过语音控制模块识别云因指令控制灯头控制模块旋转从而带动应急照明灯旋转，从而方便应急灯灯具改变照明方向。

具体地，所述语音控制模块150包括hbr640语音识别芯片。

具体地，所述灯头控制模块160包括灯头舵机。

语音控制模块150控制灯头控制模块160，使灯头根据语音指令执行左右旋转操作，从而达到控制照明电路110照明方向的目的。

应当理解的是，所述语音控制模块150可以采集人声控制指令，该人声控制指令可以提前在所述微控制器140内配置好，通过人声“左”，“右”控制灯头舵机左右旋转，实现照明方向的左右变化。

优选地，所述微控制器140包括STM32微控制器。

应当理解的是，所述具有定位功能的应急照明灯中设置有电池，该电池在所述电源模块130为充电状态时实现充电功能，在所述电源模块130为放电状态时，为照明电路110提供电源供应。

作为本实用新型的第二个方面，提供一种室内定位导航系统，其中，如图2所示，所述室内定位导航系统10包括移动终端200、服务器300和前文所述的具有定位功能的应急照明灯100，所述具有定位功能的应急照明灯100与所述移动终端200连接，所述移动终端200与所述服务器300连接，所述移动终端200与所述具有定位功能的应急照明灯100的蓝牙基站通信连接，用于获取蓝牙基站的信号强度，所述服务器300用于获取每个蓝牙基站的信号强度，并根据信号强度与距离的关系以及卡尔曼滤波算法得到当前移动终端200的位置，将当前移动终端200的位置反馈至所述移动终端200。

本实用新型提供的室内定位导航系统，采用具有定位功能的应急照明灯，移动终端能够连接到该蓝牙基站，从而获取到该蓝牙基站的信号强度，移动终端在获取到室内的每个蓝牙基站的信号强度后，会将这些信号强度信息传送至服务器，服务器根据信号强度与距离的关系以及结合卡尔曼滤波算法得到当前移动终端的位置，并将当前移动终端的位置反馈至所述移动终端，从而帮助持有该移动终端的被困人员定位，判断自身在室内所处的位置，便于疏散和逃生，提高了被困人员的逃生效率。

需要说明的是，所述卡尔曼滤波算法为本领域技术人员熟知算法，此处不再赘述。

优选地，所述移动终端200包括手机。

优选地，所述服务器300包括云平台服务器。

下面结合图1至图4对本实用新型提供的室内单位导航系统的工作原理进行详细说明。

可以理解的是，通过移动终端200扫描布置在周边固定位置的低功率蓝牙设备，可以获得不同蓝牙基站对应的的信号强度，再通过结合卡尔曼滤波算法建立蓝牙指纹数据库，实现室内定位。

首先，如图3所示，将蓝牙基站布置于走廊（走廊空旷，无障碍物阻挡）四个角落的墙壁，距离地面2.2米（这里的2.2米为应急照明灯安装的高度），四个蓝牙基站的相对位置以及拟测试的指纹点如图3所示，其中，方框表示蓝牙基站，圆圈表示拟测试的指纹点，相互垂直的箭头构成一个直角坐标系，能够得到不同指纹点的坐标值。不同指纹点以及指纹点与蓝牙模块的距离如图3中的标注。

手持装有蓝牙信号强度APP的移动终端（具体可以为手机），在不同指纹点各采集50个数据，数据同时包括四个蓝牙基站的信号强度，蓝牙设备的BSSID，以及指纹点坐标。具体数据情况如图4所示。将采集到的数据整理到excel表格中建立指纹数据库，应用卡尔曼滤波算法对指纹数据库的指纹点进行分析解算得到定位信息，从而应用到蓝牙定位中，当蓝牙设备接收到蓝牙基站的信号时，可以根据接收到的信号强度以及指纹数据库的信息，推算出当前蓝牙设备的位置。

例如在发生火灾时，外部电源将会断路，这时微控制器STM32唤醒电源模块，使其停止对照明电路的电池充电，转而使用电池内的电源，同时唤醒照明电路，开始照明；STM32会立即将待机状态的蓝牙模块唤醒，使其进入正常工作模式；此时被困人员只要携带有蓝牙设备，就可以接收应急照明灯内蓝牙模块的信号，得到其信号强度，通过信号强度与距离的关系，结合卡尔曼滤波算法以及建立的蓝牙信号指纹数据库，解算出位置信息，帮助被困人员逃生。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有定位功能的应急照明灯，其特征在于，所述具有定位功能的应急照明灯包括：照明电路、蓝牙基站、电源模块、微控制器、语音控制模块和灯头控制模块，所述语音控制模块和所述照明电路均与所述电源模块连接，所述蓝牙基站分别与所述电源模块以及所述微控制器连接，所述电源模块用于与外部供电电源连接，所述语音控制模块与所述灯头控制模块连接，所述语音控制模块还与所述微控制器连接，所述照明电路与所述灯头控制模块连接，

所述语音控制模块能够在所述微控制器的控制下能够识别语音指令以控制所述灯头控制模块的旋转，所述灯头控制模块的旋转能够带动所述照明电路转动，当所述外部供电电源供电时，所述电源模块处于充电状态，当所述外部供电电源断电时，所述电源模块处于放电状态，所述照明电路在所述电源模块处于放电状态时工作，所述蓝牙基站在所述电源模块处于所述充电状态和放电状态时均工作，所述蓝牙基站用于与移动终端通信连接，以使得所述移动终端获取到该蓝牙基站的信号强度，所述微控制器用于控制所述蓝牙基站的工作。

2.根据权利要求1所述的具有定位功能的应急照明灯，其特征在于，所述语音控制模块包括hbr640语音识别芯片。

3.根据权利要求1所述的具有定位功能的应急照明灯，其特征在于，所述灯头控制模块包括灯头舵机。

4.根据权利要求1所述的具有定位功能的应急照明灯，其特征在于，所述微控制器包括STM32微控制器。

5.一种室内定位导航系统，其特征在于，所述室内定位导航系统包括移动终端、服务器和权利要求1至4中任意一项所述的具有定位功能的应急照明灯，所述具有定位功能的应急照明灯与所述移动终端连接，所述移动终端与所述服务器连接，所述移动终端与所述具有定位功能的应急照明灯的蓝牙基站通信连接，用于获取该蓝牙基站的信号强度，所述服务器用于获取每个蓝牙基站的信号强度，并根据信号强度与距离的关系以及卡尔曼滤波算法得到当前移动终端的位置，将当前移动终端的位置反馈至所述移动终端。

6.根据权利要求5所述的室内定位导航系统，其特征在于，所述移动终端包括手机。

7.根据权利要求5所述的室内定位导航系统，其特征在于，所述服务器包括云平台服务器。