一种消防员室内定位装置及定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种消防员室内定位装置及定位方法，属于定位装置与通信设备开发技术领域。本发明专利技术定位装置由NB‑IoT窄带通信定位装置端、云服务器端和消防作战指挥端组成。NB‑IoT窄带通信定位装置端包括主控模块、NB‑IoT无线通讯/路由模块等部分；云服务器端包括定位算法模块、室内微地图模块等部分。定位方法首先由本发明专利技术的定位装置进行微惯导定位，并将采集到的实时室内地磁数据上传到云服务器；云服务器端将室内地磁数据匹配地磁信号指纹库，然后通过室内地磁定位算法分析模块完成定位，最后关联地磁信号与微地图的坐标实现可视化定位；消防作战指挥端实现人员的位置监控及警报。本发明专利技术的主要用途是在无电无网络条件下消防员室内救援时的定位与可视化指挥。

A firefighter indoor positioning device and positioning method

The invention discloses a fire fighter indoor positioning device and a positioning method, belonging to the technical field of positioning device and communication equipment development. The positioning device of the invention is composed of NB_IoT narrowband communication positioning device end, cloud server end and fire fighting command end. The NB_IoT narrowband communication positioning device includes the main control module, NB_IoT wireless communication/routing module, etc. The cloud server includes positioning module, indoor micro-map module and other parts. Firstly, the micro-inertial navigation positioning device of the invention is used to carry out micro-inertial positioning, and the real-time indoor geomagnetic data collected are uploaded to the cloud server; the indoor geomagnetic data is matched with the fingerprint database of geomagnetic signals at the cloud server, and then the positioning is accomplished by the indoor geomagnetic positioning algorithm analysis module, and finally the geomagnetic signals are correlated with the micro-ground. The coordinates of the map are visualized and the location of the fire fighting command is monitored and alerting. The main purpose of the present invention is to locate and visualize the fire fighter during indoor rescue under the condition of no electricity and no network.

【技术实现步骤摘要】
一种消防员室内定位装置及定位方法
本专利技术涉及定位装置与通信设备开发领域
，更具体地说，涉及一种应用在无电无网络条件下消防员室内救援时的定位与可视化指挥时使用的通信定位装置和定位方法。
技术介绍
在专利号为CN201110047495，申请日期为2011.02.28，名称为“消防员现场导航装置”专利中，该申请提供了一种用于火灾现场的，可进行三维定位，并协助消防员迅速实施灭火救援行动的消防员现场导航装置，包括：中央控制模块、三维定位模块、外部存储模块、通讯模块、输入输出模块和保护外壳几个核心模块，通过这几个核心模块的协同工作，确定消防员在火灾现场的三维位置，并以清晰直观的语音或图像模式告知消防员，同时向消防员指示各种消防设施的方位，为消防员提供导航服务。该装置可以使每个消防员在火场中都如同增强了眼、耳的功能，同时该装置结合配套的指挥系统，使得指挥员能够更清晰直观的指挥灭火救援行动，这也就在一定程度上增强了消防员在火场中的战斗力和防护力，对提高消防部队的灭火救援能力有很大的帮助。其不足之处在于使用GPS定位技术无法在室内达到定位效果，定位精度极差。在专利号为CN201110416874，申请日期为2011.12.14，名称为“一种利用室内无线定位技术的消防救援方法”，该申请公开了“一种利用室内无线定位技术的消防救援方法”，该专利技术涉及一种利用室内无线定位技术的消防救援方法。当发生火警时，每个受困人员利用手中的智能手机或保存在办公室内的配制移动终端，连通安装在大楼内的无线通信基站，通过智能手机或移动终端与无线通信基站之间的双向通讯来确定智能手机或移动终端的物理位置，然后将智能手机或移动终端的位置信息及身份信息通过无线通信基站接收并发送到监控主机，监控主机利用无线通信基站收集消防员的位置信息，监控主机同时收集布设在大楼中的所有烟雾传感器和防火门的传感器的信息，将相关信息发送到火场里的受困人员和救援人员手中。本专利技术的优点是受困人员和消防员对于火场形式双向透明，可以极大程度提高消防救援的成功率及受困人员的逃生机率。其不足之处在于未考虑失火大楼断电导致大楼内放置的通信基站无法使用的情况。在专利号为CN201210580902，申请日期为2012.12.27，名称为“一种消防员室内外3D无缝定位及姿态检测系统及方法”专利中，该申请提供了一种消防员室内外3D无缝定位及姿态检测系统及方法，包括：一基于STM32单片机的主控制电路板，一基于Sim-900的GPRS数据传输模块，一GPS定位模块，一远程监控客户端以及惯性导航模块I和惯性导航模块II；主控制电路板通过串口分别与GPRS数据传输模块、GPS定位模块以及惯性导航模块I和惯性导航模块II相连；GPRS数据传输模块利用GPRS网络与绑定的远程监控客户端连接通信。本专利技术实现了消防员室内外3D无缝定位及姿态检测，可准确的对消防员的运动状态进行识别判断，同时可以实现对消防员的室内外3D无缝定位，针对消防人员的应用场合，系统可以扩展有毒气体传感器、烟雾、温度等传感器。其不足之处在于使用GPS定位技术无法在室内达到定位效果，定位精度极差。在专利号为CN201220356804，申请日期为2012.07.20，名称为“一种智能头盔”专利中，该申请公开一种智能头盔，包括：射频标签装置、LED照明装置、微处理器、以及分别与微处理器连接的通信装置、传感器阵列模块、摄像装置、头盔显示器、麦克风、扬声器、GPS装置、存储装置以及电源装置。采用本技术的技术方案，可以实现对交警人员、公安警察、消防员以及井下采矿矿工的无线识别定位、装备跟踪，对交警人员、公安警察、消防员以及井下采矿矿工的周围环境和自身人体条件的检测、多媒体监控、无线通信、免提语音通信、实时定位以及投影显示的功能。其不足之处在于没有对消防员火场作战时的室内定位技术，对消防员的生命安全的保障不够全面。在专利号为CN201420586359，申请日期为2014.10.11，名称为“消防员呼救通讯头盔”专利中，该申请提供了一个消防员呼救通讯头盔，解决现有消防头盔不具备呼救功能，使用不方便和不易被发现的问题，包括：头盔体、语音通讯主板、呼救模块、方位信号灯和防爆电池，所述语音通讯主板与呼救模块联接，呼救模块与方位信号灯联接，防爆电池依次与语音通讯主板、呼救模块和方位信号灯联接；本技术结构新颖独特，消防员呼救通讯头盔具有语音通话、及时呼救和快速定位的功能，使用方便。其不足之处在于使用的通讯技术与传统的对讲机使用的技术及频段相同，通信信号极易受高温浓烟的影响，导致信号不稳定，消防员的生命安全依旧得不到保障。在专利号为CN201510241697，申请日期为2015.05.13，名称为“消防员智能战斗头盔”专利中，该申请提供消防员智能战斗头盔，解决了抗干扰能力差、操作复杂和佩戴不便的问题，包括：头盔，所述头盔采用新型复合材料一体化模压成型；所述头盔左侧安装有电路板和开关，头盔右侧安装有防爆电源，头盔的顶部安装有骨传导装置，头盔内部有连接线，用来连接电路板、开关、防爆电源和骨传导装置；头盔重量减轻60％，坚硬度增加；智能战斗头盔集群呼、收听、对讲、调频和视频多种功能为一体，穿戴方便，操作简便；利用骨振动传声技术有效的利用消防员说话时，头骨的振动来替代传统利用声音高低频率传送的传话器，抗干扰性强；可将火灾现场情况及时反馈到指挥中心，从而指挥中心可及时有效的做出应对突变救灾方案。其不足之处在于使用的通讯技术与传统的对讲机使用的技术及频段相同，通信信号极易受高温浓烟的影响，导致信号不稳定。在专利号为CN204374427U，申请日期为2015.01.30，名称为“一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置”专利中，该申请提供了一种基于复合定位系统的消防员室内定位装置，包括：中央处理模块、卫星收发模块、基站收发模块、wifi收发模块、高度传感模块、存储模块及电源模块:所述中央处理模块分别与所述电源模块及所述存储模块联接；所述卫星收发模块、基站收发模块、wifi收发模块及高度传感模块分别与所述中央处理模块联接。本技术通过获取定位系统内各模块的定位信息进行综合分析处理，在消防员进入室内扑救时能够实时精准的定位到其位置；同时卫星定位信息的各维度的数据以毫秒为单位进行有效存储，使得外部的数据服务中心能够实时的监测到消防员在室内扑救工作的轨迹。其不足之处在于在浓烟环境下GPRS无法使用时，采用WIFI模块回传数据，其没有考虑到火场断电情况，一旦断电WIFI将无法接入网络，则无法将数据回传。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中不足，提供一种不依赖于物理的定位基础设施的消防员用定位装置和定位方法。本专利技术解决了火灾时，建筑物无电、无网络的环境下，通过一种具有高可穿透性通信方式的定位装置和定位方法实现远距离将消防员室内位置发送给后场指挥人员的问题。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种消防员室内定位装置，由NB-IoT窄带通信定位装置端、云服务器端和消防作战指挥端组成，其中，NB-IoT窄带通信定位装置端的主要功能是实现对当前位置的室内地磁信号的采集，并通过NB-IoT通信模块将数据发送到到云服务器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消防员室内定位装置，其特征在于，由NB‑IoT窄带通信定位装置端、云服务器端和消防作战指挥端组成。

【技术特征摘要】
1.一种消防员室内定位装置，其特征在于，由NB-IoT窄带通信定位装置端、云服务器端和消防作战指挥端组成。2.根据权利要求1所述的消防员室内定位装置，其特征在于：所述的NB-IoT窄带通信定位装置端包括主控模块、NB-IoT无线通讯/路由模块、内置天线、室内地磁定位模块、微惯导定位模块、内置电源、蜂鸣器、输入输出模块、防爆保护电路、外部存储模块组成。3.根据权利要求2所述的消防员室内定位装置，其特征在于，所述主控模块包括MCU和RAM。4.根据权利要求2所述的消防员室内定位装置，其特征在于，所述NB-IoT无线通讯/路由模块和内置天线嵌入到所述主控模块中。5.根据权利要求2所述的消防员室内定位装置，其特征在于，所述内置电源为内置锂电池。6.根据权利要求2所述的消防员室内定位装置，其特征在于，所述蜂鸣器具有多种声音频率。7.根据权利要求2所述的消防员室内定位装置，其特征在于，所述防爆保护电路为熔断式电容保护电路。8.根据权利要求2所述的消防员室内定位装置，其特征在于，所述输入输出模块为串口方式。9.根据权利要求1所述的消防员室内定位装置，其特征在于，所述云服务器端包括定位算法模块、室内微地图模块和地磁信号指纹库。10.一种消防员室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，定位装置NB-IoT窄带通信定位装置进行微惯导定位，并实时的将采集的到的室内地磁数据上传到定位装置云服务器；步骤2，定位装置云服务器端首先将上传的室内地磁数据匹配地磁信号指纹库，然后通过室内地磁定位算法分析模块完成定位，最后将位置关联到室内微地图的坐标，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，陈桂林，沈益民，
申请(专利权)人：滁州学院，成都工业学院，成都边界元科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34