消防人員三維精確定位系統的製作方法

2023-05-11 19:14:01

消防人員三維精確定位系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種消防人員三維精確定位系統，包括佩戴在消防人員身上的嵌入式終端，以及架設在建築物外部不同地點的三個以上的定位錨點，還包括指揮調度臺以及三維監控中心；該嵌入式終端、定位錨點、指揮調度臺和三維監控中心通過對應的定位晶片的WIFI通信功能以及USB模塊信號相連接。該系統採用混合技術實現室內三維定位，提高了定位精度、定位的可靠性和魯棒性。
【專利說明】消防人員三維精確定位系統【技術領域】
[0001]本實用新型屬於無線定位【技術領域】，具體涉及一種消防人員三維精確定位系統。【背景技術】
[0002]對於在複雜陌生環境中實施救援工作的消防員來說，還沒有一種較為成熟的系統能滿足其定位需求。GPS信號難以穿透建築物，在高樓聳立的城市和建築物內難以通過GPS實現定位。基站定位(手機定位)雖然能覆蓋到建築物內，但其定位精度無法滿足以上要求。現有的室內定位技術，如超聲波定位、光跟蹤定位都需要額外增加一些固定參考點來實現，而W1-Fi定位、藍牙定位和ZigBee定位則因通信距離較短而應用受限；基於慣性技術的定位方法雖然具有低成本的、高性能、魯棒性好等優點，但該技術必須要有一個已知位置的起點，在此基礎上進行位置推算，且誤差會隨運動過程而逐漸累加，因此，除極少數特殊應用場景外，該技術並不單獨使用。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術的不足，提供一種消防人員三維精確定位系統，該定位系統精確度高、可靠性和魯棒性好。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是，一種消防人員三維精確定位系統，包括佩戴在消防人員身上的嵌入式終端，以及架設在建築物外部不同地點的三個以上的定位錨點，還包括指揮調度臺以及三維監控中心；
[0005]該嵌入式終端包括慣性測量單元和第一 BCM4752定位晶片，慣性測量單元和第一BCM4752定位晶片分別與第一微處理器信號連接；
[0006]該定位錨點包括信號相連接的第二 BCM4752定位晶片和第二微處理器；
[0007]該指揮調度臺包括依次信號`相連接的第三BCM4752定位晶片和第三微處理器，第三微處理器還通過USB模塊與三維監控中心相連接；
[0008]其中，嵌入式終端、定位錨點、指揮調度臺和三維監控中心通過對應的定位晶片的W1-FI通信功能以及USB模塊信號相連接。
[0009]進一步地，該嵌入式終端還包括與第一微處理器信號連接的鍵盤輸入單元和慣性測量單元，以及與第一微處理器信號連接的顯示模塊，各模塊的電源引腳與第一電源模塊相連接。
[0010]進一步地，該定位錨點還包括與第二 BCM4752定位晶片、第二微處理器分別相連接的第二電源模塊。
[0011]進一步地，該指揮調度臺還包括與第三BCM4752定位晶片、第三微處理器分別相連接的第三電源模塊。
[0012]進一步地，該嵌入式終端為腕錶式或佩戴式。
[0013]本實用新型消防人員三維精確定位系統具有以下優點:
[0014]1、採用BCM4752晶片，該晶片可同時搜索4種衛星系統(GPS、GL0NASS、QZSS、SBAS)的信號，提供了比GPS系統更為精確、更可靠的室內三維定位。
[0015]2、利用BCM4752晶片提供的W1-Fi通信功能，在不增加成本的基礎上提高了定位
的可靠性。
[0016]3、將慣性單元引入定位系統，提高了精確度；且無需增加任何額外的基礎設施或網絡，所以成本較低。
[0017]4、嵌入式終端具有擴展功能:空呼瓶內氣壓、火場溫度、毒氣報警、聲光求救報警，當消防官兵如遇突發情況或意外，通過嵌入式終端可以發送求助信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型消防人員三維精確定位系統的組成圖；
[0019]圖2是本系統中嵌入式終端硬體結構圖；
[0020]圖3是本系統中定位錨點硬體結構圖；
[0021]圖4是本系統中指揮調度臺硬體架構圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，一種消防人員三維精確定位系統，包括佩戴在消防人員身上的嵌入式終端1，以及架設在建築物外部不同地點的三個以上的定位錨點2，還包括指揮調度臺3以及三維監控中心4 ;
[0023]如圖2所示，該嵌入式終端I包括慣性測量單元1-2和第一BCM4752定位晶片1_3，慣性測量單元1-2和第一 BCM4752定位晶片1_3分別與第一微處理器1_4信號連接；該嵌入式終端I還包括與第一微處理器1-4信號連接的鍵盤輸入單元1-1和慣性測量單元1-2，以及與第一微處理器1-4信號連接的顯不模塊1-5,所述各模塊的電源引腳與第一電源模塊1-6相連接；該嵌入式終端I為腕錶式或佩戴式。
[0024]如圖3所示，該定位錨點2包括相連接的第二 BCM4752定位晶片2_1和第二微處理器2-2 ;定位錨點2還包括與第二 BCM4752定位晶片2_1、第二微處理器2_2分別相連接的第二電源模塊2-3。
[0025]如圖4所示，該指揮調度臺3包括依次信號相連接的第三BCM4752定位晶片3_1和第三微處理器3-2，該第三微處理器3-2還通過USB模塊3-4與三維監控中心4相連接；指揮調度臺3還包括與第三BCM4752定位晶片3_1、第三微處理器3_2分別相連接的第三電源模塊3-3。
[0026]當採用衛星定位系統時，嵌入式終端1、指揮調度臺3和三維監控中心4依次信號連接，嵌入式終端I中的第一 BCM4752定位晶片1_3接收衛星信號並經第一微處理器1_4處理後將信息傳輸到顯示模塊1-5，同時利用BCM4752定位晶片提供的W1-FI功能，信息從第一 BCM4752定位晶片1-3傳送給指揮調度臺3的第三BCM4752定位晶片3_1，指揮調度臺3再將信息傳輸到三維監控中心4，通過其中的定位引擎處理後，在三維監控服務平臺中實時顯示消防人員所在位置信息，並同時將數據存入資料庫。
[0027]當利用W1-Fi功能構建室內無線定位時，利用BCM4752定位晶片的W1-FI功能，第一 BCM4752定位晶片1-3與三個以上的定位錨點2中的第二 BCM4752定位晶片2_1以及指揮調度臺3中的第三BCM4752定位晶片3_1之間通過RSSI方式測距，並將測距信息傳送給三維監控中心4中的定位引擎進行處理，在三維監控服務平臺中實時顯示消防人員所在位置信息，並同時將數據存入資料庫。
[0028]當採用慣性單元進行定位時，嵌入式終端I的慣性測量單元1-2將信息傳輸到第一微處理器1-4,並將處理後的信息傳輸到顯不模塊1-5,同時利用BCM4752定位晶片的W1-FI功能，第一 BCM4752定位晶片1_3與第三BCM4752定位晶片3_1之間實現無線通信，將信息傳送給三維監控中心4進行處理並實時顯示消防人員所在位置。
【權利要求】
1.一種消防人員三維精確定位系統，其特徵在於，包括佩戴在消防人員身上的嵌入式終端(1)，以及架設在建築物外部不同地點的三個以上的定位錨點(2)，還包括指揮調度臺(3)以及三維監控中心(4)； 所述嵌入式終端(I)包括慣性測量單元(1-2)和第一 BCM4752定位晶片(1_3)，所述慣性測量單元(1-2)和第一 BCM4752定位晶片(1_3)分別與第一微處理器(1_4)信號連接； 所述定位錨點(2)包括信號相連接的第二 BCM4752定位晶片(2_1)和第二微處理器(2-2)； 所述指揮調度臺(3)包括信號相連接的第三BCM4752定位晶片(3_1)和第三微處理器(3-2)，所述第三微處理器(3-2)還與USB模塊(3-4)相連接； 其中，所述嵌入式終端(I)、定位錨點(2)、指揮調度臺(3)和三維監控中心(4)通過對應的第一 BCM4752定位晶片(1-3)、第二 BCM4752定位晶片(2_1)、第三BCM4752定位晶片(3-1)以及USB模塊(3-4)信號相連接。
2.按照權利要求1所述的消防人員三維精確定位系統，其特徵在於，所述嵌入式終端(I)還包括與第一微處理器(1-4)信號連接的鍵盤輸入單元(1-1)和慣性測量單元(1-2)，以及與第一微處理器(1-4)信號連接的顯示模塊(1-5)，所述各模塊的電源引腳與第一電源模塊(1-6)相連接。
3.按照權利要求1所述的消防人員三維精確定位系統，其特徵在於，所述定位錨點(2)還包括與第二 BCM4752定位晶片(2-1)、第二微處理器(2-2)分別相連接的第二電源模塊(2-3)。
4.按照權利要求1所述的消防人員三維精確定位系統，其特徵在於，所述指揮調度臺(3)還包括與第三BCM4752定位晶片(3_1)、第三微處理器(3_2)分別相連接的第三電源模塊(3-3)。
5.按照權利要求1所述的消防人員三維精確定位系統，其特徵在於，所述嵌入式終端(O為腕錶式或佩戴式。
【文檔編號】G01S19/48GK203587808SQ201320780265
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】康曉非 申請人:西安科技大學