一種基于壓力感知的自動求救系統(tǒng)及疏散引導(dǎo)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及公共場所安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于壓力感知的自動求救系統(tǒng)及疏散引導(dǎo)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會生活水平不斷提高，廣大群眾越來越熱衷于廣場集會、大型演唱會等各種娛樂活動。由于絕大多數(shù)公共場所在設(shè)計之初沒有深入考慮密集人群可能會帶來的安全問題，因此大部分公共場所僅設(shè)置了諸如消火栓之類的防火設(shè)備，沒有其他安全防護措施。
[0003]由于上述設(shè)計缺陷，近年來隨著人群集會越來越頻繁，踩踏事件也就繽紛而至，并且已經(jīng)造成了可觀的生命、財產(chǎn)損失，如2014年12月31日上海外灘踩踏事件。
[0004]目前，市面上還沒有專門針對公共場所密集人群設(shè)計的安全產(chǎn)品，其他領(lǐng)域的一些安全保護產(chǎn)品可以引入這種場合使用，但都存在著不足的地方。
[0005]如申請?zhí)枮?01410470168.9，名稱為“一種多功能安全防護背心”的發(fā)明專利，所公開的安全背心通過碰撞預(yù)測傳感器、運動傳感器、體征監(jiān)測傳感器、背心張力傳感器及控制單元實現(xiàn)控制安全氣囊工作，以達到保護人體的作用。這從一定程度上預(yù)防和解決了輕微的擠壓問題，但面對近年來發(fā)生的嚴重踩踏事件，還是缺乏良好的預(yù)防和疏導(dǎo)作用，難以用于解決密集人群中的安全問題。
[0006]鑒于此，本發(fā)明針對規(guī)模性的公共場所密集人群安全問題進行了研究，設(shè)計出了一種基于壓力感知的自動求救系統(tǒng)及疏散引導(dǎo)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對規(guī)模性的公共場所密集人群安全問題，提供一種基于壓力感知的自動求救系統(tǒng)及疏散引導(dǎo)方法。
[0008]本發(fā)明是一種帶壓力感知和人群疏散引導(dǎo)功能的自救裝置。當人體佩戴該裝置進入人群密集場所時系統(tǒng)自動將其接入網(wǎng)絡(luò)并分配一個唯一的ID號；當人體受到擠壓或摔倒起不來時，自救裝置根據(jù)壓力級別按一定頻率自動將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器；服務(wù)器根據(jù)區(qū)域人群密度和接收到的同一自救裝置的數(shù)據(jù)頻率及該區(qū)域的求救信號數(shù)量判定該區(qū)域的危險級別，并分別向各區(qū)域人群發(fā)送疏散引導(dǎo)命令。
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明實現(xiàn)目的所采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種基于壓力感知的自動求救系統(tǒng)，由服務(wù)器2和若干自救裝置1組成。所述自救裝置1分別通過無線通信方式與服務(wù)器2連通。
[0011]所述服務(wù)器2為通用服務(wù)器。本發(fā)明中數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)庫存儲，數(shù)據(jù)庫類型可自由選擇。
[0012]所述自救裝置1，由控制單元11分別與若干壓力傳感器12相連接組成。
[0013]其中所述控制單元11，由微控制器111分別與電源模塊112、通訊模塊113、GPS模塊114、語音合成模塊115、指示燈117和蜂鳴器118相連接組成，其中語音合成模塊115還連接有揚聲器116?？刂茊卧?1可固定在諸如帽頂、肩上等不易受到擠壓的地方，避免被擠壓損壞。
[0014]所述微控制器111負責(zé)自救裝置1的運行、數(shù)據(jù)采集和處理。微控制器111根據(jù)采集到的壓力值決定向服務(wù)器2發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率，壓力值越大，發(fā)送頻率越高。同時及時響應(yīng)服務(wù)器2的命令并作出相應(yīng)指示。
[0015]所述通訊模塊113通過USB接口與微控制器111相連，負責(zé)數(shù)據(jù)上傳和接收。優(yōu)選的，本發(fā)明采用無線通信通訊模塊。
[0016]所述GPS模塊114通過USB接口與微控制器111相連，負責(zé)接收當前位置坐標信息。優(yōu)選的，本發(fā)明采用高精度GPS模塊，或可選用北斗模塊代替。
[0017]所述語音合成模塊115通過IIC總線與微控制器111相連，用于將微控制器發(fā)送過來的文字合成語音輸出。
[0018]所述揚聲器116連接到語音合成模塊115的音頻輸出口，用于語音指導(dǎo)。
[0019]所述指示燈117通過GP10 口與微控制器111相連，用于指示人員所處區(qū)域危險級另IJ。指示燈117可根據(jù)危險級別改變顏色，其中，安全狀態(tài)為綠色，預(yù)警狀態(tài)為黃色，報警狀態(tài)為紅色。
[0020]所述蜂鳴器118通過GP10 口與微控制器111相連，用于配合語音提醒。其中，蜂鳴器118鳴叫頻率根據(jù)危險級別可變，危險級別越高鳴叫頻率越高。
[0021]所述壓力傳感器12通過模擬10 口連接到微控制器111的AD通道，負責(zé)采集壓力數(shù)據(jù)。壓力傳感器12的數(shù)量可根據(jù)實際需求而定，固定在諸如后背、膝蓋等易受壓力的地方，方便采集壓力。優(yōu)選的，本發(fā)明采用薄膜壓力傳感器。
[0022]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一個技術(shù)方案是:
[0023]—種基于壓力感知的自動求救系統(tǒng)的疏散引導(dǎo)方法，步驟如下:
[0024]1、系統(tǒng)初始化；
[0025]2、服務(wù)器2進行地面區(qū)域分割管理；
[0026]3、自救裝置1進入自動求救模式；
[0027]4、服務(wù)器2監(jiān)視人群實況，進入預(yù)警/報警狀態(tài)；
[0028]5、自救裝置1監(jiān)聽服務(wù)器2命令，進入預(yù)警/報警疏散引導(dǎo)狀態(tài)。
[0029]上述步驟2所述的地面區(qū)域分割管理的方法，步驟如下:
[0030]1)通常廣場近似矩形或半圓形，通過GPS模塊114定位廣場任意兩對角坐標，并通過它們的橫縱坐標構(gòu)造地面網(wǎng)格的最外邊框；
[0031 ] 2)以一個角的坐標為起始坐標，根據(jù)GPS模塊114的精度，將廣場地面劃分為N個區(qū)域，定位每個區(qū)域的斜對角坐標和中心坐標；
[0032]3)計算各區(qū)域到各出口的距離，選擇最小距離的出口作為應(yīng)急出口 ；
[0033]4)保存數(shù)據(jù)到服務(wù)器2。
[0034]上述步驟3所述的自動求救模式的方法，步驟如下:
[0035]S1)設(shè)定數(shù)據(jù)采集時間間隔；
[0036]S2)定時到達，采集壓力傳感器12的壓力值和GPS模塊114的坐標值；
[0037]S3)通過通訊模塊113發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器2 ;
[0038]S4)若壓力值大于壓力閾值，采集時間間隔減半，轉(zhuǎn)S2)。
[0039]上述步驟4所述的預(yù)警/報警的方法，步驟如下:
[0040]i)初始化地面網(wǎng)格和設(shè)定運算時間片T ；
[0041]ii)T開始，服務(wù)器2開始接收并記錄數(shù)據(jù)；
[0042]iii)服務(wù)器2并行計算區(qū)域密度和統(tǒng)計求救信號；
[0043]iv)T結(jié)束，根據(jù)各區(qū)域密度和求救信號數(shù)確定安全、預(yù)警或報警狀態(tài)；
[0044]V)發(fā)送命令，轉(zhuǎn)ii)。
[0045]上述步驟5所述的預(yù)警/報警疏散引導(dǎo)的方法，步驟如下:
[0046]A)設(shè)定運行時間片T ;
[0047]Β) T開始，自救裝置1等待服務(wù)器2命令；
[0048]C)命令到達，轉(zhuǎn)D)。否則轉(zhuǎn)H);
[0049]D)判斷命令級別。若是安全命令，轉(zhuǎn)E);若是預(yù)警命令，轉(zhuǎn)F);若是報警命令，轉(zhuǎn)G)；
[0050]E)指示燈117變綠，蜂鳴器118鳴叫停止，轉(zhuǎn)H)；
[0051]F)指示燈117變黃，蜂鳴器118鳴叫一次，揚聲器116輸出語音“請向沒人的地方走，，，轉(zhuǎn)H);
[0052]G)指示燈117變紅，蜂鳴器118定時鳴叫，揚聲器116輸出語音“請從X號出口出場”，轉(zhuǎn)H)；
[0053]H)判斷T是否結(jié)束。是，轉(zhuǎn)B);否則繼續(xù)等待服務(wù)器2命令。
[0054]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果:
[0055]1.本發(fā)明的一種基于壓力感知的自動求救系統(tǒng)及疏散引導(dǎo)方法，通過現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將具有閉合邊界的區(qū)域中的規(guī)模性人群使用一個服務(wù)器集中管理，以達到有效疏散人群，最大程度地減少密集人群安全事故中的生命財產(chǎn)損失。
[0056]2.本發(fā)明中的自救裝置，通過薄膜壓力傳感器感知外界壓力，再根據(jù)壓力級別，自動、有效、及時地將求救信息發(fā)送出去。特別的，即使在人體失去意識的情況下也能做到自動求救。
[0057]3.本發(fā)明中的自救裝置，和飾物一樣，穿戴在身上不會影響娛樂活動，同時完成了安全預(yù)防任務(wù)。
[0058]4.本發(fā)明中的自救裝置，通過指示燈光、蜂鳴器鳴叫和合成語音相互配合，能夠清楚地指導(dǎo)人群有序撤離，從而避免人群慌亂造成更嚴重的損失。
【附圖說明】
[0059]圖1為本發(fā)明的一種基于壓力感知的自動求救系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060]圖2為本發(fā)明中的自救裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖3為本發(fā)明中的自救裝置1控制單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0062]圖4為本發(fā)明的自動求救及疏散引導(dǎo)控制方法流程圖；
[0063]圖5為本發(fā)明中的地面區(qū)域分割管理方法示意圖；
[0064]圖6為本發(fā)明中的密集人群中自動求救方法流程圖；
[0065]圖7為本發(fā)明中的人群過密預(yù)警/報警方法流程圖；
[0066]圖8為本發(fā)明中的預(yù)警/報警疏散引導(dǎo)方法流程圖；
[0067]圖9為一種基于背心的自救裝置1的實施例。
【具體實施方式】
[0068]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0069]如圖1所示，為本發(fā)明的一種基于壓力感知的自動求救系統(tǒng)，由服務(wù)器2和若干自救裝置1組成。每個自救裝置1分別通過無線通信方式與服務(wù)器2相連。
[0070]所述服務(wù)器2為通用服務(wù)器。本發(fā)明中數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)庫存儲，數(shù)據(jù)庫類型可自由選擇。本實施例采用Oracle數(shù)據(jù)庫，因為本系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)量比較大。算法核心采用C/C++語言實現(xiàn)。
[0071]如圖2所示，為本發(fā)明中的自救裝置1，由控制單元11和壓力傳感器12相連接組成。
[0072]如圖3所示，為本發(fā)明中的控制單元11，由微控制器111分別與電源模塊112、通訊模塊113、GPS模塊114、語音合成模塊115、指示燈117和蜂鳴器118相連接組成，其中語音合成模塊115還連接有揚聲器116?？刂茊卧?1可固定在諸如帽頂、肩上等不易受到擠壓的地方，避免被擠壓損壞。
[0073]上述所述微控制器111負責(zé)自救裝置1的運行、數(shù)據(jù)采集和處理，本實施例采用S3C6410系列處理器。所述微控制器111根據(jù)采集到的壓力值決定向服務(wù)器2發(fā)送數(shù)據(jù)的頻率，壓力值越大，發(fā)送頻率越高。同時及時響應(yīng)服務(wù)器2的命令并作出相應(yīng)指示