CN209825329U - 火场应急救援消防头盔及其定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种火场应急救援消防头盔及其定位系统，解决现有消防头盔不具有对火场环境实时监测及消防员定位功能，不能及时有效的保障消防员生命安全的问题。一种火场应急救援消防头盔，包括头盔壳体，以及设置在头盔壳体上的感知装置、定位标签、通信模块、声音传输装置、摄像装置、照明装置；头盔壳体包括外壳体和设置在外壳体内侧的隔热层；感知装置包括无线多参数MEMS传感器探头，用于测量气体数据信息；摄像装置包括红外摄像头与红外热像仪；声音传输装置包括骨传导扬声器和骨传导麦克风；照明装置上设置有烟雾传感器。本实用新型提供的定位系统包括定位基站和上述火场应急救援消防头盔。

Description

火场应急救援消防头盔及其定位系统

技术领域

本实用新型涉及消防设备，具体涉及一种火场应急救援消防头盔及其定位系统。

背景技术

消防灭火救援现场中，消防员的安全问题为消防中的主要问题。因此，在消防抢险过程中，对消防员的人身安全进行保护、对消防装备的升级改造越来越引起人们的关注，所以消防头盔不能仅仅停留在防护层面。

随着科学技术的发展，现有消防头盔弊端逐步映射入消防前线工作者的视线中，传统消防头盔的防护力和适应性已不能适应现代消防工作的要求，传统头盔不具有对火场环境实时监测及消防员定位功能，不能及时有效的保障消防员生命安全；此外，现有的定位系统不能准确的对消防员的位置进行定位，从而使得消防员的人身安全不能进行更加高效的保护。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有消防头盔和系统不具有对火场环境实时监测及消防员定位功能，不能及时有效的保障消防员生命安全的问题，提供一种火场应急救援消防头盔及其定位系统。

本实用新型的技术方案是：

一种火场应急救援消防头盔，包括头盔壳体，以及设置在头盔壳体上的感知装置、定位标签、通信模块、声音传输装置、摄像装置、照明装置；所述头盔壳体包括外壳体和设置在外壳体内侧的隔热层；所述感知装置包括无线多参数MEMS传感器探头，用于测量气体数据信息；所述摄像装置包括红外摄像头与红外热像仪；所述声音传输装置包括骨传导扬声器和骨传导麦克风；所述照明装置上设置有烟雾传感器。

进一步地，所述无线多参数MEMS传感器探头设置在头盔壳体左后端，头盔壳体上设置有安装孔，无线多参数MEMS传感器探头设置在安装孔内，且上面覆盖过滤网。

进一步地，所述隔热层为掺入二氧化钛的硅气凝胶。

进一步地，所述外壳体采用增强聚酰胺纤维制作并经阻燃处理。

进一步地，所述照明装置采用带有散发橘黄色光的LED灯。

进一步地，所述通信模块使用4GMESH网络通讯。

同时，本发明提供一种火场应急救援定位系统，包括定位基站和上述的火场应急救援消防头盔，所述消防头盔将采集信息发送给定位基站，定位基站将采集信息传输至地面设备。

本实用新型与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.本实用新型提供了一种火场应急救援消防头盔，该消防头盔具有外形美观、结构设计合理、重量轻、防穿刺、耐冲击、防热、防水、防风沙、防腐蚀等优点，并且加入了无线多参数传感器、红外摄像、定位及其骨传导技术，可对火场信息进行实时监测，并且及时上传给地面指挥中心，确保最大限度的保障消防员及其遇险人员的生命财产安全。

2.本实用新型将多参数传感器集成技术用于火灾现场环境监测传感器，不仅减少了监测传感器携带数量，还减少了成本，携带方便，并且能够及时报警，有效保障消防员生命安全。

附图说明

图1是本实用新型火场应急救援消防头盔结构示意图。

图中标记：1-头盔壳体，2-感知装置，3-定位标签，4-通信模块，5-声音传输装置，6-摄像装置，7-照明装置。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述：

本实用新型在传统消防头盔上集成多种功能，使消防头盔智能化，实时传输周围环境的信息，消防官兵根据头盔示警信息，判断自身安全情况。

如图1所示的火场应急救援消防头盔，用于消防员身上，该消防头盔包括头盔壳体1，以及设置在头盔壳体1上的感知装置2、定位标签3、通信模块4、声音传输装置5、摄像装置6、照明装置7。

头盔壳体1包括外壳体和设置在外壳体内侧的隔热层；外壳体采用增强聚酰胺纤维制作并经阻燃处理，隔热层为硅气凝胶，厚度10mm左右，可耐火400℃左右，能够有效隔热，保温，并且防撞击；硅气凝胶纤细的纳米网络结构有效地限制了局域热激发的传播，抗高温性能优良，并且掺入二氧化钛可使硅气凝胶成为新型高温隔热材料。

在消防员灭火救援中，为了保障消防员的自身活动不受影响，因此感知装置2使用的是集温度、一氧化碳、甲烷于一体的无线多参数MEMS传感器探头，该探头置于头盔壳体1左后端内壁，并在头盔壳体1内壁出钻一小孔，使其恰好放置无线多参数MEMS传感器探头，且上面覆盖过滤网。将多参数传感器集成技术用于火灾现场环境监测传感器，不仅减少了监测传感器携带数量，还减少了成本，携带方便，并且及时报警，有效保障消防员生命安全。

当气体扩散到无线多参数MEMS传感器探头时，其输出端产生电信号输出，提供给报警器中的采样电路，起着将化学能转化为电能的作用，当气体浓度发生变化时，气体传感器的输出电信号也随之发生正比变化，经报警器的中间电路转换放大输出，以驱动不同的装置，完成气体浓度的监测。此无线多参数传感器相对于其它的传感器优势在于使用方便，集成在一起，只需要一个进风口即可，便能测量各类危险气体含量，并将数据传输到地面指挥系统。此装置置于头盔内壁，并且在头盔内壁打一个直径2厘米，长度3厘米的过孔，将无线多参数MEMS传感器探头置于里面，进气处覆盖过滤网。

摄像装置6选用红外摄像头与红外热像仪相结合，这种摄像应用于消防救援中，夜视效果理想。视频传输摄像头是红外摄像头与红外热像仪相结合，在常规的摄像头中，一旦商场等场所发生火灾，第一时间切断电源，商场内部相对比较黑暗，及时切换摄像头，这时红外摄像头就可以很好的克服这块的不足，能够更清楚的探测到人员情况，性能稳定。将两种摄像头固定在头盔前端，可进行360度旋转。

通信模块4通信使用4GMESH网络通讯，视频传送、传感器信息反馈、声音的接收与传输均采用4GMESH网络进行通信。当消防员进入火场时，由无线多参数传感器检测到温度、一氧化碳、甲烷浓度，并且通过4GMESH传送给外部设备，信号的传输以及音视频的传送均采用4GMESH网络，此种方式传输效率高，性能稳定。

在火场救援时，利用骨传导扬声器技术与骨传导麦克风技术相结合的骨传导耳机，在消防救援环境中，场面十分吵闹，使用此耳机，能够在说话声音很小时也能让对方清楚知道表达的指令，避免了现场的干扰。

照明装置7采用带有散发橘黄色光的LED灯，在此灯上加入烟雾传感器，通过监测烟雾的浓度来达到灯光的强弱分级自动调节，当检测到烟雾浓度较大时，将信息反馈给主控单元，从而控制LED灯的电流输入，使其灯光强度变强。在火场中，能够在浓烟滚滚的环境下具有较强的穿透能力，体积小，使用方便，环保节能成本适中，照明灯在头盔顶端，亦可以旋转。

本实用新型火场应急救援定位系统包括上述的火场应急救援消防头盔和定位基站，消防头盔将采集信息发送给定位基站，定位基站将采集信息传输至地面设备。定位标签用的是基于UWB-TDOA的设备位置定位方法，置于头盔顶端内部，确定消防员在救援场所的基准位置，通过测量移动终端到不同发送端的时间差从而估计到不同终端的距离之差进而进行定位，在相比较传统的定位方式对同步时钟的要求降低，从而提高定位精度高，传输速率高，实时性好，穿透能力强等优点。

前期准备定位基站(为了保证定位精度，基站3个以上)，1个定位标签3(每个消防员身上佩戴一个)和移动电源，用TDOA的方式，电源用于给定位基站供电，找一个需要定位的区域安装好定位基站，定位基站安装高度要求不低于3米，然后用移动电源给定位基站供电。电池供电的定位标签3，能够发射UWB信号来确定位置，定位基站通过测量移动终端到不同发送端的时间差从而计算到不同终端的距离之差进而进行定位。定位基站支持POE供电和DC12供电，也可以通过POE交换机直接给基站供电。定位标签3内置振动传感器、纽扣电池可供1年供电，运用基于UWB-TDOA的设备位置定位方法，在消防环境中，相比较其他定位而言，定位精度高，可靠安全性高。

Claims (7)

1.一种火场应急救援消防头盔，其特征在于：包括头盔壳体(1)，以及设置在头盔壳体(1)上的感知装置(2)、定位标签(3)、通信模块(4)、声音传输装置(5)、摄像装置(6)、照明装置(7)；

所述头盔壳体(1)包括外壳体和设置在外壳体内侧的隔热层；

所述感知装置(2)包括无线多参数MEMS传感器探头，用于测量气体数据信息；

所述摄像装置(6)包括红外摄像头与红外热像仪；

所述声音传输装置(5)包括骨传导扬声器和骨传导麦克风；

所述照明装置(7)上设置有烟雾传感器。

2.根据权利要求1所述的火场应急救援消防头盔，其特征在于：所述隔热层为掺入二氧化钛的硅气凝胶。

3.根据权利要求2所述的火场应急救援消防头盔，其特征在于：所述无线多参数MEMS传感器探头设置在头盔壳体(1)左后端，所述头盔壳体(1)上设置有安装孔，无线多参数MEMS传感器探头设置在安装孔内，且覆盖过滤网。

4.根据权利要求1或2或3所述的火场应急救援消防头盔，其特征在于：所述外壳体采用增强聚酰胺纤维制作并经阻燃处理。

5.根据权利要求4所述的火场应急救援消防头盔，其特征在于：所述照明装置(7)采用带有散发橘黄色光的LED灯。

6.根据权利要求5所述的火场应急救援消防头盔，其特征在于：所述通信模块(4)采用4GMESH网络通讯。

7.一种火场应急救援定位系统，其特征在于：包括定位基站和权利要求1至5任一所述的火场应急救援消防头盔，所述消防头盔将采集信息发送给定位基站，定位基站将采集信息传输至地面设备。