基于toa測(cè)距的消防應(yīng)急救援系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線射頻通信網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)急救援領(lǐng)域，具體涉及基于無(wú)線射頻網(wǎng)絡(luò)的消防搜救系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各種高層建筑和大跨度廠房不斷涌現(xiàn)，各種復(fù)雜的火災(zāi)和各種突發(fā)性事故也日益增多。消防部隊(duì)面臨的滅火救援形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，各類事故處置的難度和危險(xiǎn)性越來(lái)越高。2013年以來(lái)全國(guó)發(fā)生的10起較大火災(zāi)中，就有20多名消防員犧牲在一線。面對(duì)建筑物坍塌、爆炸、轟燃、有毒氣體等復(fù)雜局面，消防員救援時(shí)容易出現(xiàn)分不清方向，也很難感知自身所處位置的情況，同時(shí)，場(chǎng)外指揮人員無(wú)法摸清火場(chǎng)中人員的行蹤狀態(tài)，也無(wú)法做出有效的判斷和指揮，因此，在滅火救援作業(yè)或訓(xùn)練中保護(hù)消防員自身安全成為亟待解決的問(wèn)題。為了確保消防員能夠有效地逃生，如何準(zhǔn)確地確定被困消防員在火場(chǎng)中的位置成為當(dāng)前研宄重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)消防應(yīng)急救援安全問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例的目的是提供一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的消防應(yīng)急救援系統(tǒng)，便于確定消防員在火場(chǎng)中的位置，保證對(duì)火場(chǎng)中遇險(xiǎn)消防員的有效施救。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種基于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的消防應(yīng)急救援系統(tǒng)，其特征在于，包括:搜救器，手持終端機(jī)和服務(wù)器，搜救人員佩戴搜救器與服務(wù)器無(wú)線通信，消防人員攜帶手持終端機(jī)與服務(wù)器無(wú)線通信，指揮人員通過(guò)服務(wù)器與搜救器和手持終端機(jī)無(wú)線通信，搜救器由MCU、LCD顯示屏、近距離測(cè)距TOA模塊、遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊、近距離測(cè)距定向天線、遠(yuǎn)距離定向天線、揚(yáng)聲器、蜂鳴器和按鍵構(gòu)成，手持終端機(jī)由MCU、近距離測(cè)距TOA模塊、遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊、近距離測(cè)距定向天線、遠(yuǎn)距離無(wú)線通信定向天線和按鍵構(gòu)成，服務(wù)器由便攜式計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊、遠(yuǎn)距離無(wú)線通信全向天線構(gòu)成，其中，搜救器的遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊、近距離測(cè)距TOA模塊分別與遠(yuǎn)距離定向天線、近距離測(cè)距定向天線相連接，手持終端機(jī)的遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊、近距離測(cè)距TOA模塊分別與遠(yuǎn)距離全向天線、近距離測(cè)距全向天線相連接。
[0006]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊的頻率是900Mhz或者433Mhz，具有通信距離遠(yuǎn)，信號(hào)不易被遮擋，穿透能力強(qiáng)，所述近距離測(cè)距TOA模塊的頻率是2.4-2.483Ghz，通信距離較近，容易受環(huán)境遮擋，穿透能力弱。
[0007]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述服務(wù)器具有用于存儲(chǔ)搜救器和手持終端機(jī)位置信息的數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0008]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述服務(wù)器通過(guò)遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊與手持終端機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離無(wú)線通信，用于接收佩戴著手持終端機(jī)的被困消防員發(fā)出的求救指令。
[0009]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述服務(wù)器通過(guò)遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊與搜救器進(jìn)行遠(yuǎn)距離無(wú)線通信，用于操作服務(wù)器的指揮人員向搜救器發(fā)送搜救指令，救援人員攜帶搜救器進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)與手持終端機(jī)的遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊進(jìn)行定向通信，搜救器將從遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊和近距離測(cè)距TOA模塊獲得RSSI信號(hào)強(qiáng)度，用于確定被困消防人員的大致方向，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)與手持終端機(jī)的近距離測(cè)距模塊進(jìn)行測(cè)距通信，搜救器再?gòu)慕嚯x測(cè)距模塊獲得與被困人員的測(cè)距值，用于確定與被困人員的距離，并顯示到搜救器LCD顯示屏，揚(yáng)聲器和蜂鳴器配合提醒和報(bào)警使用。搜救人員找到被困消防員后，通過(guò)搜救器遠(yuǎn)距離通信模塊向服務(wù)器發(fā)送救援成功指令，服務(wù)器接收救援成功指令后解除該消防員的被困狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例搜救器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例手持終端機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型TOA測(cè)距的原理圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型搜救器和手持終端機(jī)測(cè)距的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
[0016]基于TOA測(cè)距的消防應(yīng)急救援系統(tǒng)，消防人員攜帶手持終端進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，出現(xiàn)緊急情況需要救援時(shí)，消防員通過(guò)手持終端機(jī)向服務(wù)器發(fā)出求救指令，服務(wù)器接收到求救指令之后，進(jìn)而向佩戴有搜救器的救援人員發(fā)出救援指令，通知搜救人員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)尋找被困消防員，搜救器和手持終端機(jī)通過(guò)從遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊和近距離測(cè)距TOA模塊獲得RSSI信號(hào)強(qiáng)度，以及通過(guò)近距離TOA測(cè)距模塊發(fā)送、接收數(shù)據(jù)包之間的時(shí)間延遲實(shí)現(xiàn)測(cè)距過(guò)程，根據(jù)手持式終端相對(duì)于搜救器的大致方向和距離信息，準(zhǔn)確地確定手持式終端相對(duì)于搜救器的位置信息；
[0017]圖1展示搜救器的結(jié)構(gòu)示意圖，搜救器是由MCU、IXD顯示屏、近距離測(cè)距TOA模塊、遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊、近距離測(cè)距定向天線、遠(yuǎn)距離定向天線、揚(yáng)聲器、蜂鳴器和按鍵構(gòu)成；
[0018]所述遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊與遠(yuǎn)距離定向天線連接，用于將控制數(shù)據(jù)通過(guò)定向天線發(fā)送出去，或者通過(guò)定向天線接收控制數(shù)據(jù)；
[0019]所述近距離測(cè)距TOA模塊與近距離測(cè)距定向天線連接，用于將測(cè)距數(shù)據(jù)通過(guò)定向天線發(fā)送出去，或者通過(guò)定向天線接收測(cè)距數(shù)據(jù)；
[0020]所述搜救器和手持終端機(jī)的近距離測(cè)距TOA模塊之間發(fā)送、接收測(cè)距數(shù)據(jù)，根據(jù)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)之間的時(shí)間延遲，計(jì)算搜救器和手持終端機(jī)之間的距離；
[0021]所述搜救器和服務(wù)器的遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊之間發(fā)送、接收控制命令，用于服務(wù)器向搜救器發(fā)送搜救命令，搜救器將測(cè)距得到的位置數(shù)據(jù)返回給服務(wù)器，或者將救援成功指令發(fā)送給服務(wù)器；
[0022]MCU處理器與近距離測(cè)距TOA模塊、遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊、揚(yáng)聲器、蜂鳴器和按鍵協(xié)調(diào)工作，在搜救器接收到服務(wù)器發(fā)出的救援指令之后，MCU根據(jù)搜救器和手持終端機(jī)之間發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的時(shí)間延遲，計(jì)算確定救援人員與被困消防員之間的距離，并將相對(duì)位置信息顯示在搜救器LCD顯示屏，觸發(fā)揚(yáng)聲器和蜂鳴器在收到救援命令時(shí)進(jìn)行鳴叫，向救援人員進(jìn)行提醒和報(bào)警。
[0023]為了方便使用，所述搜救器還可以設(shè)置有LED顯示屏、電源模塊和存儲(chǔ)模塊，LED顯示屏用于顯示測(cè)距數(shù)據(jù)信息；存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)方向、距離等信息并上傳給服務(wù)器。
[0024]找到被困消防員后，搜救人員按下按鍵，停止測(cè)距并通過(guò)遠(yuǎn)距離通信模塊發(fā)送搜救成功指令到服務(wù)器。
[0025]圖2展示手持終端機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，手持終端機(jī)是由MCU處理器、近距離測(cè)距TOA模塊、遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊、近距離測(cè)距全向天線、遠(yuǎn)距離全向天線和按鍵構(gòu)成；
[0026]所述遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊與遠(yuǎn)距離全向天線連接，用于將控制命令通過(guò)定向天線發(fā)送出去，或者通過(guò)全向天線接收控制命令；
[0027]所述近距離測(cè)距TOA模塊與近距離測(cè)距全向天線連接，用于將測(cè)距數(shù)據(jù)通過(guò)全向天線發(fā)送出去，或者通過(guò)全向天線接收測(cè)距數(shù)據(jù)；
[0028]所述手持終端機(jī)與搜救器之間通過(guò)近距離測(cè)距TOA模塊發(fā)送、接收測(cè)距數(shù)據(jù)，根據(jù)發(fā)送、接收數(shù)據(jù)之間的時(shí)間延遲，計(jì)算手持終端機(jī)和搜救器之間的距離；
[0029]所述手持終端機(jī)和服務(wù)器的遠(yuǎn)距離無(wú)線通信模塊之間發(fā)送、接收控制命令