本发明专利技术提供了一种可自配置的消防员定位及环境探测的方法和系统，包括：步骤1，设备处于休眠模式；步骤2，设备从休眠模式转入工作状态；步骤3，微惯性导航系统、卫星导航系统各自解算出位置数据；步骤4，中央处理机利用传感探测模块获取环境数据；步骤5，获得设备信息和消防员身份识别信息；步骤6，定位设备及消防员身份识别信息、融合定位位置数据、以及消防现场环境探测数据通过无线通信模块广播发送出去；步骤7，设备在工作模式持续智能检测配置外围传感探测模块/设备。本发明专利技术可以实现无感使用，消防员在任务现场无需手动操作各设备从而降低了工作负担，也无需对消防员做额外培训，降低了使用成本和难度。低了使用成本和难度。低了使用成本和难度。
【技术实现步骤摘要】
可自配置的消防员定位及环境探测的方法和系统
[0001]本专利技术涉及定位
，具体地，涉及一种可自配置的消防员定位及环境探测的方法和系统。
技术介绍
[0002]现代消防救援中，现场人员情况和环境状况是极其重要的信息，是决定现场指挥决策和任务分配执行必须的基本因素。具体到火灾现场，指挥员既要调度灭火、解救被困人员，也要关注消防员的安危，还要准确掌握环境及战场态势信息（比如有毒有害物质实时信息，待救援人员健康、位置信息，等等）。这对现场指挥调度提出了更高的要求，为了使现场指挥调度更加及时有效，需要对火灾现场的人员位置做到实时精确定位，对消防救援的环境信息实时探测感知。因此，消防员除了穿戴氧气瓶、对讲机等各种传统救援设备外，还需要额外穿戴单兵定位系统以实时定位消防员自身的位置，以及按需携带各种环境探测设备，并将所有这些数字化信息传送回现场指挥中心，为指挥员提供更好的实时态势感知。
[0003]目前常用的单兵定位系统一般采用多种现有设备组合，形成一套可穿戴设备系统，以提供消防员定位功能。单兵定位系统一般包含如下各独立设备，惯性导航设备、卫星导航设备、无线数据传输设备等。但是目前单兵定位系统具有如下缺点：第一，由于整个系统是多种独立设备组合完成，消防员需要穿戴挂载很多设备，且设备重量大，增加了消防员的负重负担，影响消防员的活动能力及任务执行的效率；第二，由于设备是独立的，各个设备系统都有一套独立的数据通信方式，或者需要数据转接才能完成所需的定位和数据传输，设备故障率高；第三，各分设备来自于不同厂家，维护保养排故难度大。第四，消防员每次执行任务，需要预先进行各种手动配置设置，使用起来比较复杂，容易出错导致系统不能工作；第五，需要对消防员做各种培训，才能正确使用系统，增加了使用成本和难度。
[0004]目前消防员使用的环境探测设备一般是各个功能单一的不同厂家的设备，消防员需要额外携带并手动操作获得探测数据，再通过电台用语音或者数据通信模块报告指挥中心。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种可自配置的消防员定位及环境探测的方法和系统。
[0006]根据本专利技术提供的可自配置的消防员定位及环境探测的方法，包括：步骤S101，设备处于休眠模式，只有压力传感器和中央处理机的CPU最小化功能处于活动状态，其余模块处于休眠状态；步骤S102，设备从休眠模式转入工作状态，当中央处理机通过压力传感器探测到压力值大于一个设定阈值，并且压力值持续稳定的大于设定阈值，则判定消防员已经穿着战斗靴，准备执行任务，中央处理机开始检测可配置传感探测设备，如检测到传感探测模块或设备，则自动将各设备连接并加载到系统中，并完成各传感探测设备和初始化，同时，中
央处理机完成与综合信息中心的通信连接，加入综合信息中心网络；步骤S103，微惯性导航系统INS、卫星导航系统GNSS各自解算出位置数据；步骤S104，中央处理机利用传感探测模块获取环境数据；步骤S105，获得设备信息和消防员身份识别信息；步骤S106，定位设备及消防员身份识别信息、融合定位位置数据、以及消防现场环境探测数据通过无线通信模块广播发送出去；步骤S107，设备在工作模式持续智能检测配置外围传感探测模块/设备，以实现设备即插即用功能。
[0007]优选的，所述步骤步骤S103包括：微惯性导航系统INS根据初始位置，基于自身的加速度传感器和角速度传感器的数据输出，周期性的基于固定时间间隔进行积分，从而得到单兵定位设备的实时位置、偏航角、速度信息，将微惯性导航系统实时解算出的每一时刻的定位数据，经过卡尔曼滤波处理后，得到微惯性导航系统位置和速度的最终结果；卫星导航系统GNSS获取卫星信号，实时解算每一时刻的位置信息，将实时解算出的每一时刻的定位数据，经过卡尔曼滤波处理后，得到卫星导航位置和速度的最终结果。
[0008]优选的，所述步骤步骤S103包括：卫星导航系统GNSS可同时采用多种导航系统，共同完成位置数据解算，此处的多种导航系统包括：GPS，北斗，格洛纳斯，伽利略；配置有大气压力传感器，周期性的大气压力传感器测得实时的大气压力值，将测量得到每一时刻的大气压力值，经过卡尔曼滤波处理后，得到大气压力值的最终结果；配置有温度传感器，周期性的温度传感器测得实时的大气压力值，将测量得到每一时刻的温度值，经过卡尔曼滤波处理后，得到环境温度的最终结果；配置有磁场强度传感器，周期性的磁场强度传感器测得实时的磁场强度值，将测量得到每一时刻的磁场强度值，经过卡尔曼滤波处理后，得到磁场强度的最终结果；通过大气压力传感器测得的大气压力值，根据标准大气条件下高度和气压的关系，以及实时环境温度得到的修正系数，计算出设备的实时海拔高度；通过磁场强度传感器测得的磁场强度值，根据地球磁场分布数据库以及修正系数，计算出设备的实时偏航角；利用微惯性导航系统INS、卫星导航系统GNSS数据、海拔高度数据、偏航角数据，进行融合得到融合定位数据；融合结构采用集中式融合结构，将微惯性导航系统和卫星导航系统得到的定位数据、海拔高度数据、偏航角数据，输入到同一中心融合处理器，在此完成数据对准、关联、融合功能；在某一个或多个模块出现故障后，中央处理机根据硬件情况智能化调整定位算法程序。
[0009]优选的，所述步骤S105包括：设备信息和编号存贮于具有掉电保存功能的模块内，包括NAND、EEROM存贮器，同时设备还可通过外部硬件按钮、拨动开关改变配置；消防员识别信息，实现方式包括RFID、NFC技术手段。
[0010]优选的，所述步骤S106包括：无线通信模块包括蓝牙、WIFI、Zigbee、Lora、自定义无线频率及协议的技术手段；通信模块间通信，具有mesh组网功能。
[0011]优选的，所述步骤S107包括：设定一个预定义的时间阈值，设备运行时间超过时间阈值则进行一轮外围传感探测模块/设备，将新探测到的外围传感探测模块/设备加载到系统中。
[0012]根据本专利技术提供的可自配置的消防员定位及环境探测的系统，包括：模块M1，信息中心无线模块接收所有定位设备的定位数据；模块M2，信息中心综合处理模块读取地图和建筑物数据库数据；模块M3，生成态势显示画面。
[0013]优选的，所述模块M1包括：信息中心提供无线通信中心节点的功能，供所有的消防员定位及探测设备连接并发送设备数据；信息中心和消防员定位及探测设备间的通信具有加密和身份识别功能，以防止现场无线数据通信收到干扰和侵入。
[0014]优选的，所述模块M2包括：信息中心综合处理模块根据当前任务的位置信息，读取数据库中的周边地图数据和建筑物数据，尤其是火灾建筑物的数据；地图数据包括离线数据库或者在线地图数据库。
[0015]优选的，所述模块M3包括：生成的态势显示画面，包含消防战斗现场的地图显示，建筑物显示，消防员实时位置数据，消防员身份识别信息；如果有建筑物和周围地图3D图形数据库，提供3D实时模拟场景显示。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可自配置的消防员定位及环境探测的方法，其特征在于，包括：步骤S101，设备处于休眠模式，只有压力传感器和中央处理机的CPU最小化功能处于活动状态，其余模块处于休眠状态；步骤S102，设备从休眠模式转入工作状态，当中央处理机通过压力传感器探测到压力值大于一个设定阈值，并且压力值持续稳定的大于设定阈值，则判定消防员已经穿着战斗靴，准备执行任务，中央处理机开始检测可配置传感探测设备，如检测到传感探测模块或设备，则自动将各设备连接并加载到系统中，并完成各传感探测设备和初始化，同时，中央处理机完成与综合信息中心的通信连接，加入综合信息中心网络；步骤S103，微惯性导航系统INS、卫星导航系统GNSS各自解算出位置数据；步骤S104，中央处理机利用传感探测模块获取环境数据；步骤S105，获得设备信息和消防员身份识别信息；步骤S106，定位设备及消防员身份识别信息、融合定位位置数据、以及消防现场环境探测数据通过无线通信模块广播发送出去；步骤S107，设备在工作模式持续智能检测配置外围传感探测模块/设备，以实现设备即插即用功能。2.根据权利要求1所述的可自配置的消防员定位及环境探测的方法，其特征在于，所述步骤步骤S103包括：微惯性导航系统INS根据初始位置，基于自身的加速度传感器和角速度传感器的数据输出，周期性的基于固定时间间隔进行积分，从而得到单兵定位设备的实时位置、偏航角、速度信息，将微惯性导航系统实时解算出的每一时刻的定位数据，经过卡尔曼滤波处理后，得到微惯性导航系统位置和速度的最终结果；卫星导航系统GNSS获取卫星信号，实时解算每一时刻的位置信息，将实时解算出的每一时刻的定位数据，经过卡尔曼滤波处理后，得到卫星导航位置和速度的最终结果。3.根据权利要求1所述的可自配置的消防员定位及环境探测的方法，其特征在于，所述步骤步骤S103包括：卫星导航系统GNSS可同时采用多种导航系统，共同完成位置数据解算，此处的多种导航系统包括：GPS，北斗，格洛纳斯，伽利略；配置有大气压力传感器，周期性的大气压力传感器测得实时的大气压力值，将测量得到每一时刻的大气压力值，经过卡尔曼滤波处理后，得到大气压力值的最终结果；配置有温度传感器，周期性的温度传感器测得实时的大气压力值，将测量得到每一时刻的温度值，经过卡尔曼滤波处理后，得到环境温度的最终结果；配置有磁场强度传感器，周期性的磁场强度传感器测得实时的磁场强度值，将测量得到每一时刻的磁场强度值，经过卡尔曼滤波处理后，得到磁场强度的最终结果；通过大气压力传感器测得的大气压力值，根据标准大气条件下高度和气压的关系，以及实时环境温度得到的修正系数，计算出设备的实时海拔高度；通过磁场强度传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹熠峰，杨勇，严磊，
申请(专利权)人：江苏德一佳安防科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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