消防人员三维精确定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种消防人员三维精确定位系统，包括佩戴在消防人员身上的嵌入式终端，以及架设在建筑物外部不同地点的三个以上的定位锚点，还包括指挥调度台以及三维监控中心；该嵌入式终端、定位锚点、指挥调度台和三维监控中心通过对应的定位芯片的WIFI通信功能以及USB模块信号相连接。该系统采用混合技术实现室内三维定位，提高了定位精度、定位的可靠性和鲁棒性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种消防人员三维精确定位系统，包括佩戴在消防人员身上的嵌入式终端，以及架设在建筑物外部不同地点的三个以上的定位锚点，还包括指挥调度台以及三维监控中心；该嵌入式终端、定位锚点、指挥调度台和三维监控中心通过对应的定位芯片的WIFI通信功能以及USB模块信号相连接。该系统采用混合技术实现室内三维定位，提高了定位精度、定位的可靠性和鲁棒性。【专利说明】消防人员三维精确定位系统
本技术属于无线定位
，具体涉及一种消防人员三维精确定位系统。
技术介绍
对于在复杂陌生环境中实施救援工作的消防员来说，还没有一种较为成熟的系统能满足其定位需求。GPS信号难以穿透建筑物，在高楼耸立的城市和建筑物内难以通过GPS实现定位。基站定位(手机定位)虽然能覆盖到建筑物内，但其定位精度无法满足以上要求。现有的室内定位技术，如超声波定位、光跟踪定位都需要额外增加一些固定参考点来实现，而W1-Fi定位、蓝牙定位和ZigBee定位则因通信距离较短而应用受限；基于惯性技术的定位方法虽然具有低成本的、高性能、鲁棒性好等优点，但该技术必须要有一个已知位置的起点，在此基础上进行位置推算，且误差会随运动过程而逐渐累加，因此，除极少数特殊应用场景外，该技术并不单独使用。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种消防人员三维精确定位系统，该定位系统精确度高、可靠性和鲁棒性好。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是，一种消防人员三维精确定位系统，包括佩戴在消防人员身上的嵌入式终端，以及架设在建筑物外部不同地点的三个以上的定位锚点，还包括指挥调度台以及三维监控中心；该嵌入式终端包括惯性测量单元和第一 BCM4752定位芯片，惯性测量单元和第一BCM4752定位芯片分别与第一微处理器信号连接；该定位锚点包括信号相连接的第二 BCM4752定位芯片和第二微处理器；该指挥调度台包括依次信号`相连接的第三BCM4752定位芯片和第三微处理器，第三微处理器还通过USB模块与三维监控中心相连接；其中，嵌入式终端、定位锚点、指挥调度台和三维监控中心通过对应的定位芯片的W1-FI通信功能以及USB模块信号相连接。进一步地，该嵌入式终端还包括与第一微处理器信号连接的键盘输入单元和惯性测量单元，以及与第一微处理器信号连接的显示模块，各模块的电源引脚与第一电源模块相连接。进一步地，该定位锚点还包括与第二 BCM4752定位芯片、第二微处理器分别相连接的第二电源模块。进一步地，该指挥调度台还包括与第三BCM4752定位芯片、第三微处理器分别相连接的第三电源模块。进一步地，该嵌入式终端为腕表式或佩戴式。本技术消防人员三维精确定位系统具有以下优点:1、采用BCM4752芯片，该芯片可同时搜索4种卫星系统(GPS、GL0NASS、QZSS、SBAS)的信号，提供了比GPS系统更为精确、更可靠的室内三维定位。2、利用BCM4752芯片提供的W1-Fi通信功能，在不增加成本的基础上提高了定位的可靠性。3、将惯性单元引入定位系统，提高了精确度；且无需增加任何额外的基础设施或网络，所以成本较低。4、嵌入式终端具有扩展功能:空呼瓶内气压、火场温度、毒气报警、声光求救报警，当消防官兵如遇突发情况或意外，通过嵌入式终端可以发送求助信号。【专利附图】【附图说明】图1是本技术消防人员三维精确定位系统的组成图；图2是本系统中嵌入式终端硬件结构图；图3是本系统中定位锚点硬件结构图；图4是本系统中指挥调度台硬件架构图。【具体实施方式】如图1所示，一种消防人员三维精确定位系统，包括佩戴在消防人员身上的嵌入式终端1，以及架设在建筑物外部不同地点的三个以上的定位锚点2，还包括指挥调度台3以及三维监控中心4 ;如图2所示，该嵌入式终端I包括惯性测量单元1-2和第一BCM4752定位芯片1_3，惯性测量单元1-2和第一 BCM4752定位芯片1_3分别与第一微处理器1_4信号连接；该嵌入式终端I还包括与第一微处理器1-4信号连接的键盘输入单元1-1和惯性测量单元1-2，以及与第一微处理器1-4信号连接的显不模块1-5,所述各模块的电源引脚与第一电源模块1-6相连接；该嵌入式终端I为腕表式或佩戴式。如图3所示，该定位锚点2包括相连接的第二 BCM4752定位芯片2_1和第二微处理器2-2 ;定位锚点2还包括与第二 BCM4752定位芯片2_1、第二微处理器2_2分别相连接的第二电源模块2-3。如图4所示，该指挥调度台3包括依次信号相连接的第三BCM4752定位芯片3_1和第三微处理器3-2，该第三微处理器3-2还通过USB模块3-4与三维监控中心4相连接；指挥调度台3还包括与第三BCM4752定位芯片3_1、第三微处理器3_2分别相连接的第三电源模块3-3。当采用卫星定位系统时，嵌入式终端1、指挥调度台3和三维监控中心4依次信号连接，嵌入式终端I中的第一 BCM4752定位芯片1_3接收卫星信号并经第一微处理器1_4处理后将信息传输到显示模块1-5，同时利用BCM4752定位芯片提供的W1-FI功能，信息从第一 BCM4752定位芯片1-3传送给指挥调度台3的第三BCM4752定位芯片3_1，指挥调度台3再将信息传输到三维监控中心4，通过其中的定位引擎处理后，在三维监控服务平台中实时显示消防人员所在位置信息，并同时将数据存入数据库。当利用W1-Fi功能构建室内无线定位时，利用BCM4752定位芯片的W1-FI功能，第一 BCM4752定位芯片1-3与三个以上的定位锚点2中的第二 BCM4752定位芯片2_1以及指挥调度台3中的第三BCM4752定位芯片3_1之间通过RSSI方式测距，并将测距信息传送给三维监控中心4中的定位引擎进行处理，在三维监控服务平台中实时显示消防人员所在位置信息，并同时将数据存入数据库。当采用惯性单元进行定位时，嵌入式终端I的惯性测量单元1-2将信息传输到第一微处理器1-4,并将处理后的信息传输到显不模块1-5,同时利用BCM4752定位芯片的W1-FI功能，第一 BCM4752定位芯片1_3与第三BCM4752定位芯片3_1之间实现无线通信，将信息传送给三维监控中心4进行处理并实时显示消防人员所在位置。【权利要求】1.一种消防人员三维精确定位系统，其特征在于，包括佩戴在消防人员身上的嵌入式终端(1)，以及架设在建筑物外部不同地点的三个以上的定位锚点(2)，还包括指挥调度台(3)以及三维监控中心(4)； 所述嵌入式终端(I)包括惯性测量单元(1-2)和第一 BCM4752定位芯片(1_3)，所述惯性测量单元(1-2)和第一 BCM4752定位芯片(1_3)分别与第一微处理器(1_4)信号连接； 所述定位锚点(2)包括信号相连接的第二 BCM4752定位芯片(2_1)和第二微处理器(2-2)； 所述指挥调度台(3)包括信号相连接的第三BCM4752定位芯片(3_1)和第三微处理器(3-2)，所述第三微处理器(3-2)还与USB模块(3-4)相连接； 其中，所述嵌入式终端(I)、定位锚点(2)、指挥调度台(3)和三维监控中心(4)通过对应的第一 BCM4752定位芯片(1-3)、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消防人员三维精确定位系统，其特征在于，包括佩戴在消防人员身上的嵌入式终端（1），以及架设在建筑物外部不同地点的三个以上的定位锚点（2），还包括指挥调度台（3）以及三维监控中心（4）；所述嵌入式终端（1）包括惯性测量单元（1?2）和第一BCM4752定位芯片（1?3），所述惯性测量单元（1?2）和第一BCM4752定位芯片（1?3）分别与第一微处理器（1?4）信号连接；所述定位锚点（2）包括信号相连接的第二BCM4752定位芯片（2?1）和第二微处理器（2?2）；所述指挥调度台（3）包括信号相连接的第三BCM4752定位芯片（3?1）和第三微处理器（3?2），所述第三微处理器（3?2）还与USB模块（3?4）相连接；其中，所述嵌入式终端（1）、定位锚点（2）、指挥调度台（3）和三维监控中心（4）通过对应的第一BCM4752定位芯片（1?3）、第二BCM4752定位芯片（2?1）、第三BCM4752定位芯片（3?1）以及USB模块（3?4）信号相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康晓非，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：实用新型
国别省市：