[发明专利]一种室内自主定位及状态监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种室内自主定位及状态监测系统及方法。

背景技术

随着信息技术和人员本身安全的需要，人们对自身的定位及安全需求越来越强烈，伴随着经济建设高速发展，突发灾害事故等发生几率逐年增高，事故发生后对人员定位和状态信息获取都是新的巨大的考验。特别是在灾难救援活动中，冲锋在第一线的消防员经常处于危险境地，消防员的定位和状态监测需求就显得更加迫切。

目前在实际的救援过程中指挥员通过通话确定消防员的方位和状态，但是由于救援现场环境复杂，而且相对陌生，通过语音的方式很难将人员准确位置和状态信息清晰的表达出来，有时甚至会发生语音中段或人员发生危险。救援过程中救援人员无法了解自己和队员的位置等信息，在出现危急情况的时候不能及时有效地相互支援，很容易导致失联。同时，指挥员和现场人员不能掌握救援人员的实时位置及状况，无法立即对救援人员面对的情况做出正确判断和合理的指挥，严重影响了指挥效率。

目前的室内定位技术中北京科技大学正在开发的基于2.4G的伪基站定位系统，存在2.4G信号的绕射性能较差，在墙壁遮挡比较严重的室内中部位置，信号难以覆盖，需要在室内布置增强基站，提高信号覆盖能力；红外线室内定位技术有一定的室内定位精度，但是由于光线不能穿过障碍物，红外线仅能视距传播，当室内布局较复杂时，移动设备若刚好到达非视距的角落，就不能有效定位，而且红外线传输距离较短，容易被灯光干扰，在精确定位上存在局限性；国防科技大学研制的“基于微惯导的人员自主定位系统”需将足部传感器绑在鞋子上，处理节点捆在手臂上，这种方案在实际使用过程中需要会带来很多不方便，例如通信问题或连线问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种室内自主定位及状态监测系统，解决室内人员自主定位和状态监测问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种消防员室内自主定位及状态监测系统，包括：人员体征感知装置1、人员携带装置2、中继装置3和指挥装置4；

所述人员体征感知装置1随消防员携带且编码唯一，采集消防员的心率和血氧含量信息；

所述人员携带装置2通过携带装置采集消防员的状态数据；

所述指挥装置4对接收到的所述人员携带装置2传送的数据进行数据处理，以对消防人员进行室内定位及状态监测；

所述中继装置3在所述人员携带装置2无法与所述指挥装置4建立通讯时，提供中继通讯；

所述人员体征感知装置1与所述人员携带装置2通过蓝牙系统建立双向连接；

所述人员携带装置2与所述指挥装置4通过4G或无线数传通讯进行双向连接建立通讯链路，所述指挥装置4接收所述人员携带装置2传输的数据；

所述中继装置3可与所述人员携带装置2和所述指挥装置4两两双向连接建立通讯链路，通过中继的方式使所述人员携带装置2和指挥装置4建立通讯联系；

进一步地，所述人员体征感知装置1包括：心率传感器11、血氧含量传感器12、体征感知端蓝牙电路13和体征感知端电源14；

所述心率传感器11采集携带所述人员体征感知装置1的消防员的心率信息；

所述血氧含量传感器12采集所述消防员的血氧含量信息；

所述心率传感器11和所述血氧含量传感器12的输出端分别与所述体征感知端蓝牙电路13的输入端通过导线连接；

所述体征感知端蓝牙电路13通过蓝牙信号与所述人员携带装置2通讯，传送采集到的所述消防员的心率和血氧含量信息；

所述体征感知端电源14与所述体征感知端蓝牙电路13的供电接口通过导线连接，为所述人员体征感知装置1供电。

进一步地，所述人员携带装置2包括：三轴陀螺201、三轴加速度传感器202、气压传感器203、卫星电路204、人员携带端蓝牙电路205、ZigBee无线传感器206、人员携带端4G电路207、声光报警器208、温湿度传感器209、摄像头210、语音通讯电路211、无线数传通讯电路212、防护投影眼镜213、气体传感器214、核心处理电路215和人员携带端电源216；