專利名稱：應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及安防技術(shù)領(lǐng)域或密閉空間內(nèi)的感應(yīng)識別導(dǎo)向技術(shù)領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前現(xiàn)有的應(yīng)用于定位技術(shù)主要有紅外線室內(nèi)定位技術(shù)、藍牙定位、WIFI網(wǎng)絡(luò)、藍牙技術(shù)、超寬帶技術(shù)等。紅外線室內(nèi)定位技術(shù)紅外線室內(nèi)定位技術(shù)定位的原理是，紅外線頂標(biāo)識發(fā)射調(diào)制的紅外射線，通過安裝在室內(nèi)的光學(xué)傳感器接收進行定位，雖然紅外線具有相對較高的室內(nèi)定位精度，但是由于光線不能穿過障礙物，使得紅外射線僅能視距傳播，直線視距和傳輸距離較短這兩大主要缺點使其室內(nèi)定位的效果很差，當(dāng)標(biāo)識放在口袋里或者有墻壁及其他遮擋時就不能正常工作，需要在每個房間、走廊安裝接收天線，造價較高，因此，紅外線只適合短距離傳播，而且容易被熒光燈或者房間內(nèi)的燈光干擾，在精確定位上有局限性。超聲波定位技術(shù)超聲波測距主要采用反射式測距法，通過三角定位等算法確定物體的位置，即發(fā)射超聲波并接收由被測物產(chǎn)生的回波，根據(jù)回波與發(fā)射波的時間差計算出待測距離，有的則采用單向測距法。超聲波定位系統(tǒng)可由若干個應(yīng)答器和一個主測距器組成，主測距器放置在被測物體上，在微機指令信號的作用下向位置固定的應(yīng)答器發(fā)射同頻率的無線電信號，應(yīng)答器在收到無線電信號后同時向主測距器發(fā)射超聲波信號，得到主測距器與各個應(yīng)答器之間的距離，當(dāng)同時有3個或3個以上不在同一直線上的應(yīng)答器做出回應(yīng)時，可以根據(jù)相關(guān)計算確定出被測物體所在的二維坐標(biāo)系下的位置。超聲波定位整體定位精度較高，結(jié)構(gòu)簡單，但超聲波受多徑效應(yīng)和非視距傳播影響很大，同時需要大量的底層硬件設(shè)施投資，成本太高。藍牙技術(shù)藍牙技術(shù)通過測量信號強度進行定位。這是一種短距離低功耗的無線傳輸技術(shù)，在室內(nèi)安裝適當(dāng)?shù)乃{牙局域網(wǎng)接入點，把網(wǎng)絡(luò)配置成基于多用戶的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接模式，并保證藍牙局域網(wǎng)接入點始終是這個微微網(wǎng)(Piconet)的主設(shè)備，就可以獲得用戶的位置信息。藍牙技術(shù)主要應(yīng)用于小范圍定位，例如單層大廳或倉庫；藍牙室內(nèi)定位技術(shù)最大的優(yōu)點是設(shè)備體積小、易于集成在PDA、PC以及手機中，因此很容易推廣普及。理論上，對于持有集成了藍牙功能移動終端設(shè)備的用戶，只要設(shè)備的藍牙功能開啟，藍牙室內(nèi)定位系統(tǒng)就能夠?qū)ζ溥M行位置判斷。采用該技術(shù)作室內(nèi)短距離定位時容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備且信號傳輸不受視距的影響。其不足在于藍牙器件和設(shè)備的價格比較昂貴，而且對于復(fù)雜的空間環(huán)境，藍牙系統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差，受噪聲信號干擾大，WIFI網(wǎng)絡(luò)定位也是具有與其藍牙技術(shù)大致一樣的問題。超寬帶技術(shù)超寬帶技術(shù)是一種全新的、與傳統(tǒng)通信技術(shù)有極大差異的通信新技術(shù)。它不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波，而是通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，從而具有GHz量級的帶寬。超寬帶可用于室內(nèi)精確定位，例如戰(zhàn)場士兵的位置發(fā)現(xiàn)、機器人運動跟蹤等。超寬帶系統(tǒng)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比，具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點。因此，超寬帶技術(shù)可以應(yīng)用于室內(nèi)靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤與導(dǎo)航，且能提供十分精確的定位精度，雖然整體的定位精度較高，但是需要大量的底層硬件設(shè)備，因此存在成本較高的缺
點ο當(dāng)前，在現(xiàn)有的安防技術(shù)領(lǐng)域，如現(xiàn)場火災(zāi)救援時，消防員在進入發(fā)生火災(zāi)的建筑，需要即時使用建筑各個通道內(nèi)的消防設(shè)備是完全撲滅建筑內(nèi)火災(zāi)的一個重要必備消防程序，尤其是在多層或高層或超高層建筑發(fā)生火災(zāi)后，由于消防員缺乏必要的消防設(shè)備識別裝置和室內(nèi)導(dǎo)向裝置(注GPS等衛(wèi)星定位裝置更適用于露天定位，不適用于阻隔電磁波傳播的密閉空間內(nèi)定位)，樓道或通道內(nèi)因火燃燒導(dǎo)致而充斥的彌漫煙霧會導(dǎo)致能見度過低，致使消防員(樓道或通道內(nèi)視野范圍過于狹窄，危險可能性較高)在建筑內(nèi)無法看清或看不見樓道或通道內(nèi)的消防設(shè)備的具體布放位置及房門位置，甚至以至于無法判斷自己所在的確切位置和方向，不僅耗費了寶貴的救援時間，而且錯失最佳實施救援生命和最大限度避免財產(chǎn)燒毀的機會，這無疑對現(xiàn)場整體滅火工作造成影響，最終造成財產(chǎn)或生命的損失，妨礙現(xiàn)場滅火救援行動順利、有序和高效的實施和進行。同樣，在消防滅火救援、國防工程、人防工程、井下、市政設(shè)施、地下管網(wǎng)、海洋大型艦船和海洋鉆井平臺等密閉空間內(nèi)，GPS等衛(wèi)星定位裝置無法發(fā)揮其定位導(dǎo)向作用，尤其是在上述密閉空間內(nèi)發(fā)生安全危險如火災(zāi)、危險氣體泄露、斷電、氧氣供應(yīng)停止、危險動物散離、生物實驗體傳播瘟疫、疾病或病菌、恐怖分子劫持人質(zhì)或操控危險武器設(shè)備等，救援人員(包括消防人員、反恐部隊、特種武警等)由于缺乏必要的定位、導(dǎo)向裝置，因此無法有效精準(zhǔn)地開展對困于上述密閉空間內(nèi)的人員(或其它生命體)或財產(chǎn)進行救援行動，同時位于密閉空間內(nèi)的被施救人員也無法有效進行自我救助。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)，同時具備在密閉空間內(nèi)進行定位導(dǎo)向和識別安防設(shè)備、設(shè)施的功能，提高救援人員在密閉空間的救援效率，也有助于在密閉空間內(nèi)被救援人員的自我救助，最大限度地降低生命和財產(chǎn)損失。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)，由單兵定位導(dǎo)向識別儀、無線通訊模塊和計算機系統(tǒng)組成；所述的單兵定位導(dǎo)向識別儀由與僅可讀或可讀寫的無源RFID標(biāo)簽對應(yīng)的RFID讀寫器模塊、主控制器和隨動無線通訊收發(fā)模塊構(gòu)成，計算機系統(tǒng)通過主無線通訊收發(fā)模塊收發(fā)無線電信號，RFID讀寫器模塊可通過其收發(fā)天線從無源RFID標(biāo)簽感應(yīng)反饋的標(biāo)識信息傳入主控制器，且主控制器可依次通過RFID讀寫器模塊可無線重復(fù)改錄無源RFID標(biāo)簽中芯片存儲的標(biāo)識信息，主控制器將從無源RFID標(biāo)簽感應(yīng)反饋的標(biāo)識信息由隨動無線通訊收發(fā)模塊轉(zhuǎn)換成無線電載波信號發(fā)送至主無線通訊收發(fā)模塊，計算機系統(tǒng)通過主無線通訊收發(fā)模塊接收上述各個無源RFID標(biāo)簽反饋的標(biāo)識信息并將其標(biāo)識信息轉(zhuǎn)換成無線電音頻信號，使主控制器經(jīng)隨動無線通訊收發(fā)模塊將該無線電音頻信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與其音頻輸出端口連接的耳機以驅(qū)動該耳機發(fā)出聲波信號，或者主控制器直接將相應(yīng)無源RFID標(biāo)簽的標(biāo)識信息轉(zhuǎn)換成音頻電流，輸出至與主控制器音頻輸出端口連接的耳機以驅(qū)動該耳機發(fā)出聲波信號；上述隨動無線通訊收發(fā)模塊、主控制器、RFID讀寫器模塊及與主控制器音頻輸出端口連接的耳機構(gòu)成定位識別裝置；所述計算機系統(tǒng)可無線與每套定位識別裝置進行現(xiàn)場語音通信，將現(xiàn)場語音通信的信號通過主無線通訊收發(fā)模塊轉(zhuǎn)換成無線電語音信號發(fā)送至每套定位識別裝置，每套定位識別裝置中的主控制器通過隨動無線通訊收發(fā)模塊將該無線電語音信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與主控制器音頻輸出端口連接的耳機以驅(qū)動該耳機發(fā)出聲波信號。本實用新型的RFID 讀寫器模塊(RFID :Radio Frequency Identification 的簡寫，即射頻識別)為射頻讀寫模塊，主要功能是在主控制器的控制下讀取周圍的無源RFID 標(biāo)簽，并將這些標(biāo)簽的ID號回傳給主控制器，由主控制器進行后續(xù)處理；主控制器完成整個實用新型(定位識別裝置)的控制、協(xié)調(diào)和查詢、人機界面等功能，是整個實用新型終端的核心模塊。本實用新型主控制器的主要功能有A、向RFID讀寫器發(fā)送控制指令，接收其的數(shù)據(jù)；B、通過隨動無線通訊收發(fā)模塊無發(fā)送無線控制指令和數(shù)據(jù)，并接收數(shù)據(jù)和指令； C、允許操控者錄入RFID標(biāo)簽的ID和位置信息，并將其關(guān)聯(lián)(一一對應(yīng)起來)，建立標(biāo)簽位置表；D、接收讀寫器模塊發(fā)送來的RFID標(biāo)簽的ID信息，將這些信息通過無線收發(fā)模塊發(fā)送給計算機系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)查找相應(yīng)RFID標(biāo)簽的標(biāo)簽位置表，將位置信息轉(zhuǎn)換成語音通過耳機輸出。主無線通訊收發(fā)模塊和隨動無線通訊收發(fā)模塊的功能為主要建立一個雙向透明的數(shù)據(jù)通信傳輸通道。計算機的功能為根據(jù)本實用新型定位識別裝置發(fā)送回來的位置信息進行標(biāo)圖，并對本實用新型的定位識別裝置進行配置和管理。本實用新型的操控步驟事先需在密閉空間內(nèi)的固定墻體和安防設(shè)施、設(shè)備上布放一定合理數(shù)量的無源RFID標(biāo)簽，利用GIS (Geographic Information System)將標(biāo)簽編號及該密閉空間的3D虛擬數(shù)字建模數(shù)據(jù)錄入計算機系統(tǒng)和/或服務(wù)器，一旦發(fā)生緊急情況，操控者(包括消防人員、反恐部隊及特種武警的每一個體或被施救人員個體)攜帶本實用新型定位識別裝置進入現(xiàn)場密閉空間展開現(xiàn)場救援行動，每一個體在在密閉空間內(nèi)的相應(yīng)位置通過給個體攜帶的本實用新型定位識別裝置與該個體位置相近的無源RFID標(biāo)簽識別相感應(yīng)，無源RFID標(biāo)簽將其存儲的標(biāo)識信息和位置源信息通過定位識別裝置傳回計算機進行識別，調(diào)取個體所處位置的無源RFID標(biāo)簽的空間位置信息和標(biāo)識信息，再將無源 RFID標(biāo)簽的空間位置信息和標(biāo)識信息無線反饋回本實用新型定位識別裝置，并通過定位識別裝置的耳機輸出，由個體根據(jù)耳機輸出的聲音信號以提示救援人員做出相應(yīng)的方向判斷或?qū)徒卜涝O(shè)備、設(shè)施的使用，或聽從現(xiàn)場指揮官人員語音指示進行位置調(diào)整或安防設(shè)備、設(shè)施的定位、使用，與此同時，計算機的顯示器(Monitor)可全盤顯示、跟蹤全體救援人員的綜合整體動態(tài)地理位置，以供現(xiàn)場救援指揮部通過語音通信對救援人員整體布控，并輔助現(xiàn)場救援指揮部和救援人員以最高效率使用密閉空間內(nèi)的安防設(shè)備、設(shè)施。本實用新型的適用范圍為消防滅火救援、國防工程(國防工程用來防御外來武裝侵略的軍事工程。包括永久性防御工程、大型指揮所、海軍碼頭、空軍機場、導(dǎo)彈發(fā)射陣地、大型后方倉庫和通信設(shè)施等)、人防工程(人防工程為保障戰(zhàn)時人員與物資掩蔽、人民防空指揮、醫(yī)療救護而單獨修建的地下防護建筑，以及結(jié)合地面建筑修建的戰(zhàn)時可用于防空的地下室。人防工程是防備敵人突然襲擊，有效地掩蔽人員和物資，保存戰(zhàn)爭潛力的重要設(shè)施；是堅持城鎮(zhèn)戰(zhàn)斗，長期支持反侵略戰(zhàn)爭直至勝利的工程保障)、井下、市政設(shè)施及地下管網(wǎng)、海洋大型艦船和海洋鉆井平臺等密閉空間內(nèi)，因此，本實用新型同時具備在密閉空間內(nèi)進行定位導(dǎo)向和識別安防設(shè)備、設(shè)施的功能，提高救援人員在密閉空間的救援效率，也有助于在密閉空間內(nèi)被救援人員的自我救助，最大限度地降低生命和財產(chǎn)損失。
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明；圖1為本實用新型單兵定位導(dǎo)向識別儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型總系統(tǒng)的組成示意圖；圖3為相關(guān)本發(fā)明的應(yīng)用方法(程序)流程圖。
具體實施方式
1、一種應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，由單兵定位導(dǎo)向識別儀15、無線通訊模塊和計算機系統(tǒng)13組成；所如圖1所示，述的單兵定位導(dǎo)向識別儀15由與僅可讀或可讀寫的無源RFID標(biāo)簽1對應(yīng)的RFID讀寫器模塊2、主控制器3和隨動無線通訊收發(fā)模塊7構(gòu)成，無源RFID標(biāo)簽1對應(yīng)固裝在密閉空間內(nèi)的壁體和/或安防設(shè)施上，計算機系統(tǒng)13通過主無線通訊收發(fā)模塊14收發(fā)無線電信號，RFID讀寫器模塊2可通過其收發(fā)天線從無源RFID標(biāo)簽1感應(yīng)反饋的標(biāo)識信息傳入主控制器3，且主控制器3可依次通過RFID讀寫器模塊2可無線重復(fù)改錄無源RFID標(biāo)簽1中芯片存儲的標(biāo)識信息，主控制器3將從無源RFID標(biāo)簽1感應(yīng)反饋的標(biāo)識信息由隨動無線通訊收發(fā)模塊7轉(zhuǎn)換成無線電載波信號發(fā)送至主無線通訊收發(fā)模塊14， 計算機系統(tǒng)13通過主無線通訊收發(fā)模塊14接收上述各個無源RFID標(biāo)簽1反饋的標(biāo)識信息并將其標(biāo)識信息轉(zhuǎn)換成無線電音頻信號，使主控制器3經(jīng)隨動無線通訊收發(fā)模塊7將該無線電音頻信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與其音頻輸出端口連接的耳機4以驅(qū)動該耳機4發(fā)出聲波信號，或者主控制器3直接將相應(yīng)無源RFID標(biāo)簽1的標(biāo)識信息轉(zhuǎn)換成音頻電流，輸出至與主控制器3音頻輸出端口連接的耳機4以驅(qū)動該耳機4發(fā)出聲波信號；上述隨動無線通訊收發(fā)模塊7、主控制器3、RFID讀寫器模塊2及與主控制器3音頻輸出端口連接的耳機4構(gòu)成定位識別裝置；如圖1和圖2所示，所述計算機系統(tǒng)13可無線與每套定位識別裝置進行現(xiàn)場語音通信，將現(xiàn)場語音通信的信號通過主無線通訊收發(fā)模塊14轉(zhuǎn)換成無線電語音信號發(fā)送至每套定位識別裝置，每套定位識別裝置中的主控制器3通過隨動無線通訊收發(fā)模塊7將該無線電語音信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與主控制器3音頻輸出端口連接的耳機4以驅(qū)動該耳機4發(fā)出聲波信號。2、如圖1和圖2所示，所述的主控制器3其信號輸入端還分別配合連接著呼吸傳感器8、血壓傳感器9、脈搏傳感器11和體溫傳感器12，主控制器3將呼吸傳感器8、血壓傳感器9、脈搏傳感器11和體溫傳感器12分別測得的呼吸壓力、血壓、脈搏頻次和體溫四項生命體征參數(shù)信號通過隨動無線通訊收發(fā)模塊7無線傳送至主無線通訊收發(fā)模塊14，計算機系統(tǒng)13通過主無線通訊收發(fā)模塊14接收上述四項生命體征參數(shù)信號并將其參數(shù)信號轉(zhuǎn)換成視頻信號在其顯示器上輸出顯示，并/或使主控制器3經(jīng)隨動無線通訊收發(fā)模塊7將上述參數(shù)信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與主控制器3音頻輸出端口連接的耳機4，以驅(qū)動該耳機4發(fā)出聲波信號。3、如圖1和圖2所示，所述的主控制器3其信號輸入端口還配合連接著心率傳感器10，主控制器3將心率傳感器10測得的心跳頻次信號通過隨動無線通訊收發(fā)模塊7無線傳送至主無線通訊收發(fā)模塊14，計算機系統(tǒng)13通過主無線通訊收發(fā)模塊14接收上述心跳頻次信號，并將該心跳頻次信號轉(zhuǎn)換成視頻信號，以使其在計算機系統(tǒng)13的顯示器上輸出顯示，并/或使主控制器3經(jīng)隨動無線通訊收發(fā)模塊7將上述心跳頻次信號無線接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與主控制器3音頻輸出端口連接的耳機4以驅(qū)動該耳機4發(fā)出聲波信號；所述的主控制器3其視頻信號輸出端口或I/O端口通過驅(qū)動電路還連接著視屏顯示器 5，主控制器3將呼吸傳感器8、血壓傳感器9、脈搏傳感器11和體溫傳感器12分別測得的呼吸壓力、血壓、脈搏頻次和體溫四項生命體征參數(shù)信號轉(zhuǎn)換成視頻信號，以使其在視屏顯示器5上輸出顯示，并/或通過隨動無線通訊收發(fā)模塊7無線傳送至主無線通訊收發(fā)模塊 14，計算機系統(tǒng)13通過主無線通訊收發(fā)模塊14接收上述四項生命體征參數(shù)信號，以使其轉(zhuǎn)換為視頻信號在計算機系統(tǒng)13顯示器上輸出顯示；所述的主控制器其信號輸入端還連接有可將方向指示信號顯示在視屏顯示器5上的方向傳感器，方便救援人員從示在視屏顯示器5的顯示得知自己的朝向或面向，并將其方位信息實時傳回或上傳至計算機系統(tǒng)13和/ 或服務(wù)器16。4、如圖1和圖2所示，所述的主控制器3其信號輸入端口還配合連接著心率傳感器10，主控制器3將心率傳感器10測得的心跳頻次信號轉(zhuǎn)換成視頻信號，以使其在視屏顯示器5上輸出顯示；主控制器3其音頻輸入端口還連接著可將聲能轉(zhuǎn)換成音頻電流信號的受話器6，主控制器3將受話器6產(chǎn)生的音頻電流信號通過隨動無線通訊收發(fā)模塊7傳送至主無線通訊收發(fā)模塊14，并由計算機系統(tǒng)13接收、轉(zhuǎn)換為音頻電流信號輸出至揚聲器，以驅(qū)動該揚聲器輸出聲波。5、如圖1所示，所述的一套定位識別裝置其主控制器3可將經(jīng)受話器6輸入的人工語音信號通過隨動無線通訊收發(fā)模塊7轉(zhuǎn)換成無線電語音信號發(fā)送至另一套定位識別裝置，在另一套定位識別裝置中，主控制器3通過隨動無線通訊收發(fā)模塊7將該無線電語音信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至耳機4以驅(qū)動該耳機4發(fā)出聲波信號；主無線通訊收發(fā)模塊14和隨動無線通訊收發(fā)模塊7之間以及兩套定位識別裝置中各自的隨動無線通訊收發(fā)模塊7之間相配合連接的無線電其通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為TD-SCDMA、TD-LTE或Zigbee或WiMax ； 主控制器3的音頻輸出端口通過無線藍牙使耳機4接收聲波信號。所述的密閉空間為陸地地上或地下建筑體里的室內(nèi)、樓道、通道或井道，或者為陸地地下交通道路、地下街、地下超市、礦井巷道、地下管網(wǎng)、地下隧道、水上艦或船體或海上鉆井平臺中的室內(nèi)、樓道、通道或井道等；綜上所述，該應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)其額外技術(shù)優(yōu)點為尤其適合應(yīng)用于政府救援部門使用(消防滅火、反恐作戰(zhàn)、生化防疫等)，應(yīng)用成本較低，改變無源 RFID標(biāo)簽作傳統(tǒng)作為無線射頻識別的用途，將傳統(tǒng)無源RFID標(biāo)簽與RFID讀寫器結(jié)合進行室內(nèi)定位技術(shù)(半有源RFID標(biāo)簽為動態(tài)變化位置需借助三個或四個RFID讀寫器作為靜態(tài)參考點進行定位)，將無源RFID標(biāo)簽作為靜態(tài)參考點，明顯降低事先設(shè)置用于定位的靜態(tài)參考點(收發(fā)信機)的成本。本實用新型的無源RFID標(biāo)簽1可標(biāo)記固定在密閉空間內(nèi)的物體(安防設(shè)施-設(shè)備、裝置)舉例如下立柱、幕墻、隔墻、走廊、房間、貨柜、電梯間、門、窗戶、民用升降梯、消防升降梯、(商場用)滾梯、防火卷簾門、安全出口、消防栓、滅火器、強電井、弱電井、高層樓底泵房、煙霧傳感器、噴淋器、安全出口指示燈、報警按鈕、(街面)消防水鶴、機械排煙設(shè)施、高位水箱室、消防控制室、溫度傳感器、壓力傳感器、危險警示牌、鍋爐、存儲危險化學(xué)物質(zhì)的容器或罐體、防毒面罩、呼吸器、防化服、核設(shè)施、軍用設(shè)施、武器、煙花爆竹、爆炸物、試驗用盛放各種病菌、細菌樣本或生化試劑的器皿、變壓器、樓層顯示器、疏散用樓梯、遠程啟動泵、走廊拐角、應(yīng)急照明燈、監(jiān)視攝像頭、防化服、國家人防或國防內(nèi)的各種重要安防設(shè)施和其它密閉空間內(nèi)的安防設(shè)施。本實用新型的應(yīng)用方法以消防領(lǐng)域(救援人員-消防戰(zhàn)斗員)為例，其應(yīng)用于《消防現(xiàn)場救援輔助決策系統(tǒng)》的整體功能介紹為(結(jié)合圖2所示的應(yīng)用方法(程序)流程圖)1、采用RFID射頻識別技術(shù)實現(xiàn)消防戰(zhàn)斗員密閉空間滅火現(xiàn)場定位應(yīng)用無線射頻識別(RFID)技術(shù)，通過預(yù)先在建筑物內(nèi)部均勻分布大量物聯(lián)用無源RFID(電子)標(biāo)簽添加若干坐標(biāo)位置信息，當(dāng)消防戰(zhàn)斗員攜帶單兵定位導(dǎo)向識別儀在建筑物內(nèi)走動時，單兵定位導(dǎo)向識別儀自動讀取附近標(biāo)簽的坐標(biāo)位置信息，并通過無線方式發(fā)送到建筑物外部的消防指揮車的接收端(計算機系統(tǒng))上，同時通過語音播報提示消防戰(zhàn)斗員附近的建筑物結(jié)構(gòu)和消防設(shè)施情況。消防戰(zhàn)斗員可攜帶空氣呼吸器當(dāng)前壓力、消防戰(zhàn)斗員所攜帶的脈搏、血壓、體溫傳感器其實時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過藍牙和有線兩種通訊方式傳送到單兵定位導(dǎo)向識別儀的導(dǎo)向識別儀接收模塊或主控制器，主控制器再通過無線方式發(fā)送到建筑物外部的消防指揮車的接收端(計算機系統(tǒng))上，同時通過語音播報空氣呼吸器當(dāng)前壓力；RFID定位技術(shù)是集計算機軟硬件、信息采集處理、無線數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊、 自動控制等技術(shù)多學(xué)科綜合應(yīng)用為一體的自動識別信息技術(shù)產(chǎn)品，該系統(tǒng)是預(yù)先在消防重點單位建筑物內(nèi)走廊、樓梯、消防設(shè)施布放物聯(lián)用無源RFID(電子)標(biāo)簽，并將物聯(lián)用無源 RFID(電子)標(biāo)簽繪制到建筑物樓層平面圖電子地圖中，在一線消防指揮車上裝設(shè)有計算機系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)接收終端(無線通訊收發(fā)模塊)，通過給消防戰(zhàn)斗員配備的單兵定位導(dǎo)向識別儀對建筑物內(nèi)的物聯(lián)用無源RFID (電子)標(biāo)簽進行非接觸式信息采集處理，將當(dāng)前物聯(lián)用無源RFID(電子)標(biāo)簽的標(biāo)識編碼發(fā)送到一線消防指揮車內(nèi)計算機顯示的電子地圖上，消防指揮人員可實時掌握消防戰(zhàn)斗員的滅火位置，并可及時作出撲救方案，予以調(diào)整。2、結(jié)合單兵定位導(dǎo)向識別儀以保障消防戰(zhàn)斗員生命安全；攜帶的單兵定位導(dǎo)向識別儀在建筑物內(nèi)走動時，消防戰(zhàn)斗員所攜帶的空氣呼吸器當(dāng)前壓力、消防戰(zhàn)斗員攜帶脈搏、 血壓、體溫實時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過藍牙和有線兩種通訊方式傳送到導(dǎo)向識別儀接收模塊或主控制器，導(dǎo)向識別儀接收模塊或主控制器通過無線電波發(fā)送到建筑物外部的消防指揮車的接收端(計算機系統(tǒng))上，同時通過語音播報空氣呼吸器當(dāng)前壓力，消防戰(zhàn)斗員可及時了解空氣呼吸器壓力，及時調(diào)整行進路線策略，在一線消防指揮車內(nèi)的計算機系統(tǒng)顯示的電子地圖上，指揮人員可實時掌握消防戰(zhàn)斗員的滅火位置、空氣呼吸器當(dāng)前壓力、脈搏、血壓、體溫數(shù)據(jù)，根據(jù)這些綜合數(shù)據(jù)及時調(diào)整撲救方案，有效保障消防戰(zhàn)斗員的生命安全。本實用新型應(yīng)用于《消防現(xiàn)場救援輔助決策系統(tǒng)》的整體功能介紹一、建立消防信息數(shù)據(jù)庫，提升消防監(jiān)督檢查及管理水平，夯實防火基礎(chǔ)工作，落實消防安全制度，搭建消防安全管理長效機制平臺；《消防現(xiàn)場救援輔助決策系統(tǒng)》為消防安全重點單位建立消防安全信息庫、繪制二、三維信息圖，對消防設(shè)施、建筑物內(nèi)安全疏導(dǎo)通道布放電子定位標(biāo)簽(為消防閱讀定位識別儀提供可用性提示)，根據(jù)《消防監(jiān)督檢查》中的各項規(guī)范和職責(zé)，為消防重點單位的消防信息提供查詢、審核功能，使消防重點單位管理實現(xiàn)電子信息化，此系統(tǒng)以便利、快捷、時效的信息服務(wù)方式，方便了消防工作日常檢查，提高了消防監(jiān)督檢查的質(zhì)量，加強了重點單位自身的消防安全管理能力；尤其在安全生產(chǎn)管理中，《消防現(xiàn)場救援輔助決策系統(tǒng)》收集消防安全重點單位內(nèi)部基本信息并進行有效梳理，確定周邊市政設(shè)施、救援物資及各類相關(guān)資源、人力等信息， 為安全生產(chǎn)管理部門提供具體、詳實、可靠的數(shù)據(jù)，同時為現(xiàn)場救援指揮提供了決策支持。二、全新的地理信息最優(yōu)路徑分析，引導(dǎo)消防車輛迅速到達火險現(xiàn)場，贏取搶險救援的寶貴時間，及時控制火險蔓延；《消防現(xiàn)場救援輔助決策系統(tǒng)》具備全新的地理信息最優(yōu)路徑分析功能，能夠引導(dǎo)出警消防戰(zhàn)斗員快速到達火場，為消防滅火爭取寶貴時間；系統(tǒng)能夠清楚顯示火場周圍 500米至1000米范圍內(nèi)重要市政設(shè)施、水源地等分布信息，火場周圍的重點保護單位在電子地圖上自動提醒告警，引導(dǎo)出警消防戰(zhàn)斗員到達水源地補充消防用水；系統(tǒng)可及時按要求指揮、部署相關(guān)支援車輛及救援車輛參與搶險滅火，以上功能對消防出警工作的及時、準(zhǔn)確及重點單位周邊消防水源的充分利用，對救援現(xiàn)場生命財產(chǎn)安全提供了強有力的安全技術(shù)保障。三、建筑物內(nèi)二、三維一體化立體顯示，直觀詳實地顯示重點單位內(nèi)部實際情況， 明確重點單位消防設(shè)施、報警系統(tǒng)分布情況，極大提高了指揮救援的信息化水平；《消防現(xiàn)場救援輔助決策系統(tǒng)》在火災(zāi)救援現(xiàn)場，可通過二、三維顯示火場建筑樓體的三維虛擬幾何結(jié)構(gòu)體，顯示火場附近的可用水源地理位置以及方位信息，顯示火場內(nèi)消防控制室的位置信息，顯示消防栓的分布情況，顯示消防通道的方位以及樓內(nèi)消防噴頭的分布狀況，以上二、三維顯示在實際消防工作中，為消防工作準(zhǔn)備、決策、指揮提供充分詳實、有效的信息數(shù)據(jù)，在火災(zāi)現(xiàn)場方便快捷引導(dǎo)消防戰(zhàn)斗員第一時間到達火災(zāi)現(xiàn)場并啟動消防設(shè)備，消防戰(zhàn)斗員可及時、準(zhǔn)確投入搶險滅火戰(zhàn)斗。四、消防戰(zhàn)斗員現(xiàn)場二、三維救援空間定位顯示，在搶險引導(dǎo)滅火的進攻撤退與營救生命保護財產(chǎn)過程中，同時保障了消防戰(zhàn)斗員自身生命安全，更是各級領(lǐng)導(dǎo)“愛兵如愛子”的精神得以充分體現(xiàn)；《消防現(xiàn)場救援輔助決策系統(tǒng)》可對消防戰(zhàn)斗員在二、三維現(xiàn)場救援空間定位。消防戰(zhàn)斗員攜帶本系統(tǒng)提供的單兵定位導(dǎo)向識別儀，可以實現(xiàn)單兵樓內(nèi)精確定位，在二、三維現(xiàn)場圖上直接顯示；可以實現(xiàn)以語音方式提示，建立單位消防設(shè)施安全出口及行進位置等信息提示；計算機系統(tǒng)實時顯示消防戰(zhàn)斗員空氣呼吸器當(dāng)前壓力、脈搏頻次、血壓、體溫實時數(shù)據(jù)；消防指揮員在指揮過程中依據(jù)本系統(tǒng)提示消防戰(zhàn)斗員進行引導(dǎo)進攻、撤退、營救等指揮工作的整體情況可一目了然，消防戰(zhàn)斗員戰(zhàn)斗到哪里、機動到哪里將清晰可見，使消防戰(zhàn)斗員的生命安全保障得到強化，為指揮決策提供直接科學(xué)依據(jù)；在人員聚集的公共場所、商鋪等防火隱患重點單位，將可能的人員傷亡和財產(chǎn)損失控制在最小范圍。五、系統(tǒng)將自動保存火災(zāi)現(xiàn)場各滅火救援戰(zhàn)斗小組行動軌跡及建筑物內(nèi)格局分布狀況相關(guān)參數(shù)到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，這些具體行動為日后防火滅火救援提供可參考依據(jù)。在《消防現(xiàn)場救援輔助決策系統(tǒng)》中以不同的顏色線條標(biāo)示出各戰(zhàn)斗小組的行動軌跡，并自動將這些信息保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，各戰(zhàn)斗小組在行動過程中所遇到的建筑物內(nèi)消防設(shè)備、設(shè)施及建筑物格局狀況等相關(guān)信息參數(shù)也將自動保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，這些具體行動信息可為事后的火災(zāi)戰(zhàn)評總結(jié)工作提供數(shù)據(jù)內(nèi)容詳實的記錄情報。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)，其特征是由單兵定位導(dǎo)向識別儀 (15)、無線通訊模塊和計算機系統(tǒng)(13)組成；所述的單兵定位導(dǎo)向識別儀(15)由與僅可讀或可讀寫的無源RFID標(biāo)簽(1)對應(yīng)的 RFID讀寫器模塊O)、主控制器(3)和隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)構(gòu)成，計算機系統(tǒng)(13) 通過主無線通訊收發(fā)模塊(14)收發(fā)無線電信號，RFID讀寫器模塊(2)可通過其收發(fā)天線從無源RFID標(biāo)簽(1)感應(yīng)反饋的標(biāo)識信息傳入主控制器(3)，且主控制器C3)可依次通過 RFID讀寫器模塊(2)可無線重復(fù)改錄無源RFID標(biāo)簽(1)中芯片存儲的標(biāo)識信息，主控制器(3)將從無源RFID標(biāo)簽(1)感應(yīng)反饋的標(biāo)識信息由隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)轉(zhuǎn)換成無線電載波信號發(fā)送至主無線通訊收發(fā)模塊(14)，計算機系統(tǒng)(13)通過主無線通訊收發(fā)模塊(14)接收上述各個無源RFID標(biāo)簽(1)反饋的標(biāo)識信息并將其標(biāo)識信息轉(zhuǎn)換成無線電音頻信號，使主控制器C3)經(jīng)隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)將該無線電音頻信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與其音頻輸出端口連接的耳機以驅(qū)動該耳機(4)發(fā)出聲波信號，或者主控制器C3)直接將相應(yīng)無源RFID標(biāo)簽(1)的標(biāo)識信息轉(zhuǎn)換成音頻電流，輸出至與主控制器C3)音頻輸出端口連接的耳機以驅(qū)動該耳機(4)發(fā)出聲波信號；上述隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)、主控制器(3)、RFID讀寫器模塊( 及與主控制器C3)音頻輸出端口連接的耳機(4)構(gòu)成定位識別裝置；所述計算機系統(tǒng)(1 可無線與每套定位識別裝置進行現(xiàn)場語音通信，將現(xiàn)場語音通信的信號通過主無線通訊收發(fā)模塊(14)轉(zhuǎn)換成無線電語音信號發(fā)送至每套定位識別裝置，每套定位識別裝置中的主控制器C3)通過隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)將該無線電語音信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與主控制器C3)音頻輸出端口連接的耳機以驅(qū)動該耳機(4)發(fā)出聲波信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)，其特征是所述的主控制器C3)其信號輸入端還分別配合連接著呼吸傳感器(8)、血壓傳感器(9)、脈搏傳感器(11)和體溫傳感器(12)，主控制器C3)將呼吸傳感器(8)、血壓傳感器(9)、脈搏傳感器 (11)和體溫傳感器(1 分別測得的呼吸壓力、血壓、脈搏頻次和體溫四項生命體征參數(shù)信號通過隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)無線傳送至主無線通訊收發(fā)模塊(14)，計算機系統(tǒng)(13) 通過主無線通訊收發(fā)模塊(14)接收上述四項生命體征參數(shù)信號并將其參數(shù)信號轉(zhuǎn)換成視頻信號在其顯示器上輸出顯示，并/或使主控制器C3)經(jīng)隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)將上述參數(shù)信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與主控制器C3)音頻輸出端口連接的耳機，以驅(qū)動該耳機(4)發(fā)出聲波信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)，其特征是所述的主控制器C3)其信號輸入端口還配合連接著心率傳感器(10)，主控制器C3)將心率傳感器 (10)測得的心跳頻次信號通過隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)無線傳送至主無線通訊收發(fā)模塊(14)，計算機系統(tǒng)(1 通過主無線通訊收發(fā)模塊(14)接收上述心跳頻次信號，并將該心跳頻次信號轉(zhuǎn)換成視頻信號，以使其在計算機系統(tǒng)(1 的顯示器上輸出顯示，并/或使主控制器C3)經(jīng)隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)將上述心跳頻次信號無線接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至與主控制器C3)音頻輸出端口連接的耳機以驅(qū)動該耳機(4)發(fā)出聲波信號；所述的主控制器C3)其視頻信號輸出端口或I/O端口通過驅(qū)動電路還連接著視屏顯示器(5)， 主控制器C3)將呼吸傳感器(8)、血壓傳感器(9)、脈搏傳感器(11)和體溫傳感器(12)分別測得的呼吸壓力、血壓、脈搏頻次和體溫四項生命體征參數(shù)信號轉(zhuǎn)換成視頻信號，以使其在視屏顯示器(5)上輸出顯示，并/或通過隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)無線傳送至主無線通訊收發(fā)模塊(14)，計算機系統(tǒng)(1 通過主無線通訊收發(fā)模塊(14)接收上述四項生命體征參數(shù)信號，以使其轉(zhuǎn)換為視頻信號在計算機系統(tǒng)(1 顯示器上輸出顯示；所述的主控制器C3)其信號輸入端還連接有可將方向指示信號顯示在視屏顯示器( 上的方向傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)，其特征是所述的主控制器C3)其信號輸入端口還配合連接著心率傳感器(10)，主控制器C3)將心率傳感器 (10)測得的心跳頻次信號轉(zhuǎn)換成視頻信號，以使其在視屏顯示器( 上輸出顯示；主控制器(3)其音頻輸入端口還連接著可將聲能轉(zhuǎn)換成音頻電流信號的受話器(6)，主控制器(3) 將受話器(6)產(chǎn)生的音頻電流信號通過隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)傳送至主無線通訊收發(fā)模塊(14)，并由計算機系統(tǒng)(1 接收、轉(zhuǎn)換為音頻電流信號輸出至揚聲器，以驅(qū)動該揚聲器輸出聲波。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)，其特征是所述的一套定位識別裝置其主控制器( 可將經(jīng)受話器(6)輸入的人工語音信號通過隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)轉(zhuǎn)換成無線電語音信號發(fā)送至另一套定位識別裝置，在另一套定位識別裝置中，主控制器C3)通過隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)將該無線電語音信號接收、轉(zhuǎn)換成音頻電流輸出至耳機(4)以驅(qū)動該耳機(4)發(fā)出聲波信號；主無線通訊收發(fā)模塊(14)和隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)之間以及兩套定位識別裝置中各自的隨動無線通訊收發(fā)模塊(7)之間相配合連接的無線電其通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為TD-SCDMA、TD-LTE或Zigbee或WiMax ；主控制器(3) 的音頻輸出端口通過無線藍牙使耳機(4)接收聲波信號。
專利摘要本實用新型公開了一種應(yīng)用于單兵安全定位導(dǎo)向的操作系統(tǒng)，由單兵定位導(dǎo)向識別儀、無線通訊模塊和計算機系統(tǒng)組成，單兵定位導(dǎo)向識別儀由與僅可讀或可讀寫的無源RFID標(biāo)簽對應(yīng)的RFID讀寫器模塊、主控制器、隨動無線通訊收發(fā)模塊以及耳機構(gòu)成；事先需在密閉空間內(nèi)墻體和安防設(shè)施上布放無源RFID標(biāo)簽，利用GIS將標(biāo)簽編號及該密閉空間的3D虛擬數(shù)字建模數(shù)據(jù)錄入計算機系統(tǒng)和/或服務(wù)器，當(dāng)救援人員攜帶單兵定位導(dǎo)向識別儀進入密閉空間內(nèi)后，單兵定位導(dǎo)向識別儀自動讀取附近標(biāo)簽的坐標(biāo)位置信息，并無線發(fā)送至計算機系統(tǒng)和/或服務(wù)器，并將該信息通報、提示救援人員。本實用新型具備在密閉空間內(nèi)進行定位導(dǎo)向和識別安防設(shè)備的功能，提高救援效率，最大限度降低生命和財產(chǎn)損失。
文檔編號G06K17/00GK201974821SQ20112002820
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者樊桂珍, 趙悅?cè)? 趙輝, 陳銳 申請人:新疆中鉅電子科技有限公司