本实用新型专利技术涉及一种基于无线Mesh网状网架构的消防员单兵系统。该系统由无线监控主机、若干无线单兵子机和若干无线中继组成。其中无线监控主机由监控模块和无线中心节点模块组成，无线单兵子机由中央处理单元模块，定位模块、生命体征检测模块、呼救模块、环境状况检测模块、携行装具检测模块和无线终端节点模块组成。具体应用时，消防员佩带无线单兵子机进入火灾现场或其它事故现场，指挥员通过无线监控主机监测各个消防员的姿态、运动轨迹、生命体征、环境状况以及携行装具状况等信息，及时为指挥员提供指挥决策的情报支持，亦可为平时战术训练提供科学的依据。本实用新型专利技术对提高了消防指挥现代化、自动化和智能化水平，同时可有效降低消防员的战损率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于无线网络通信、检测与控制
，具体涉及一种基于无线 Mesh网状网架构的消防员单兵系统。
技术介绍
C4ISR 系统是指挥(Command)、控制(Control)、通信(Communication)、计算机 (Computer)、情报(Intelligence)、监视(Surveillance)、侦察(Reconnaissance)的首字母缩写，这是军队指挥自动化系统，该系统是一个以计算机为核心，集获取情报、传递信息、 指挥决策与战术控制为一体的高效作战指挥系统。在现代战争中，C4ISR系统是军队指挥作战的神经中枢，与电子战装备、精密制导武器一起构成了克敌制胜的三大法宝。现代高技术消防系统需要消防相关单位、各种装备之间密切联系、情报信息共享、 资源共享、协同作战；火场上情况瞬息万变，时间就是生命，需要及时准确地了解火场最前线的信息和消防战士的状况，知己知彼，迅速准确决策指挥。迫切需要将C4ISR理念引入到消防系统中，构建一支以计算机为核心，集情报获取、信息传递、指挥决策与战术控制为一体的高效消防灭火、抢险救援作战指挥系统。该系统主要由探测系统、通信系统、指挥系统和战术控制系统组成。探测系统借助精密的传感设备来探测火场前线的状况，为指挥机构提供所需要的准确情报；通信系统借助数字化、可视化技术，建立一个上至最高指挥机构， 下至基层消防单兵的通信网络，使火场上的联络、调动、指挥简单易行、快捷准确；指挥决策系统是一种自动处理信息系统，能够快速将搜集到的信息分类、比较、判定，为指挥机构提供高效率的参谋服务；战术控制系统以前三个系统为依托，能在极短的时间内将相关人员部署到特定区域，使决策指挥与现场灭火、救援几乎同步。结合消防预警卫星、消防应急通信卫星等，打造一支空天一体的现代化消防救援作战部队。在整个消防指挥过程中不仅需要有话音的沟通，更需要有图像和计算机数据(文字和图形)的交流，使指挥中心的领导和现场指挥员决策更加迅速、准确和有效，做到在119 指挥调度中心能“一目了然”看到灾害现场。同时需要将指挥调度中心计算机管理的有关数据，如化学危险品数据库中有关化学物质的特性及处置方法；处警预案数据库中关于处警调度的指导意见和命令等以文字和图形的方式传输给现场指挥员。并且在灾害现场也可以用计算机以文字或图形的方式把数据传输到消防指挥中心。而目前消防指挥系统仍处于单一的有线电话接警、调度技术系统，无法满足以通信指挥业务层、技术支撑层、网络通信层为基本技术架构，集成计算机网络、现代通信技术、信息应用软件、消防综合数据库的消防新技术要求。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本技术的目的是提供一种基于无线Mesh网状网架构的消防员单兵系统。该系统在具体应用时，消防员佩带无线单兵子机进入火灾现场或其它事故现场，指挥员通过无线监控主机监测各个消防员的姿态、运动轨迹、生命体征、环境状况以及携行装具状况等信息，及时为指挥员提供指挥决策的情报支持，亦可为平时战术训练提供科学的依据。为实现上述目的，本技术提供的基于无线Mesh网状网架构的消防员单兵系统由无线监控主机1、无线单兵子机2和无线中继3组成，其中无线单兵子机2的数量视具体情况而定，由进入火场的消防员随身佩带，并通过无线Mesh网状网与无线监控主机1通信连接，或通过无线中继3与无线监控主机1通信连接；指挥员通过无线监控主机1动态监控各个佩带有无线单兵子机2的消防员的姿态、运动轨迹、生命体征、火灾现场环境状况以及携行装具状况等信息；无线监控主机1由监控模块4和无线中心节点模块5连接组成；用于监控各个消防员的姿态、运动轨迹、生命体征、火灾现场环境状况以及携行装具状况等。无线单兵子机2由定位模块6、生命体征检测模块7、呼救模块8、中央处理单元模块9、环境状况检测模块10、携行装具检测模块11和无线终端节点模块12组成，中央处理单元模块9分别与定位模块6、生命体征检测模块7、呼救模块8、环境状况检测模块10、携行装具检测模块11和无线终端节点模块12连接，用于将消防员的姿态、运动轨迹、生命体征、火灾现场环境状况以及携行装具状况等信息动态传送定位数据到无线Mesh网状网络中，直接或经由其它无线单兵子机、无线中继路由汇集到无线监控主机，从而完成数据采集和动态上传的功能；定位模块6、生命体征检测模块7、呼救模块8、环境状况检测模块10和携行装具检测模块11分别连接中央处理单元模块9。本技术中，监控模块4可以是计算机，也可以是其它嵌入式系统组成，在监控模块中，由定位模块发来消防员的定位信息，通过信息融合和三维成像技术，将消防员的运动轨迹在二维或三维坐标系中进行动态实时显示，将消防员的姿态以动画方式显示，并在消防员倒地或高空坠落时报警，为火灾现场指挥官提供指挥决策的情报信息支持，从而最大限度的保护消防员的人身安全，消防员在遇险时，可自行打开亦或由无线监控主机远程打开消防员无线单兵子机上的呼救模块，进行声光报警，便于搜救人员及时准确定位发现； 监控由生命体征检测模块发来消防员的心率、血压、体表温度、呼吸等生命体征信息，实时了解消防员身体状况；监控由环境状况检测模块发来的火灾现场的视频图像、温度、湿度、 风速、空气成分等信息；监控由携行装具检测模块发来的空呼器压力、电池电量等信息；同时，监控模块还可以对数据进行存储和回放，作为消防官兵的日常战术训练评估，制定科学的训练计划。本技术中，无线监控主机1、无线单兵子机2和无线中继3构建成无线Mesh网状网。无线中心节点模块5具有发送网络信标、建立Mesh网络、管理Mesh网络节点、存储 Mesh网络节点信息、路由查找及数据收发功能。本技术中，所述无线中继3具有路由功能，用于在远距离定位通信或地铁等环境中，对定位数据信号的多跳路由通信，扩展通信距离和拓宽应用场景。本技术中，所述无线终端节点模块12具有路由功能及数据收发功能，即既能接收直接从无线中心节点发来或者是通过其它无线单兵子机、无线中继路由发来的无线中心节点的信息，亦能直接或者通过其它无线单兵子机、无线中继路由向无线中心节点发送信息，同时具有路由功能，为其它无线单兵子机或无线中继提供信息的路由转发。本技术中，所述定位模块6是由惯性导航系统或卫星定位系统中一至多种组成。本技术中，所述环境状况检测模块10是由温度传感器、湿度传感器、空气成份传感器、风速传感器或视频摄像机中一至多种组成。本技术中，所述携行装具检测模块11采用空呼压力传感器或电池电量检测传感器。本技术中，所述呼救模块8采用高分贝声音报警器或闪光报警器。本技术中，所述生命体征检测模块7采用体表温度传感器、心率传感器、血压传感器或呼吸传感器中一至多种。本技术通过多个无线单兵子机和中继节点构成无线通信网络并实时采集数据信息，无线传输到达无线监控主机，通过信息融合技术，指挥员可以及时的了解消防员的姿态、运动轨迹、生命体征、火灾现场环境状况以及携行装具状况等信息，为指挥决策提供情报支持。本技术的有益效果体现在a.实现现代化消防灭火、抢险救援作战指挥系统消防单兵装备的集成化、标准化、 模块化、智能化。集成化多种功能的集成，小型化，增强可操作性。进入火场前，消防员只需将无线单兵本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于无线Ｍｅｓｈ网状网架构的消防员单兵系统，由无线监控主机（１）、无线单兵子机（２）和无线中继（３）组成，其特征在于无线单兵子机（２）的数量视具体情况而定，由进入火场的消防员随身佩带，并通过无线Ｍｅｓｈ网状网与无线监控主机（１）通信连接，或通过无线中继（３）与无线监控主机（１）通信连接；指挥员通过无线监控主机（１）动态监控各个佩带有无线单兵子机（２）的消防员的姿态、运动轨迹、生命体征、火灾现场环境状况以及携行装具状况信息；无线监控主机（１）由监控模块（４）和无线中心节点模块（５）连接组成；无线单兵子机（２）由定位模块（６）、生命体征检测模块（７）、呼救模块（８）、中央处理单元模块（９）、环境状况检测模块（１０）、携行装具检测模块（１１）和无线终端节点模块（１２）组成，中央处理单元模块（９）分别与定位模块（６）、生命体征检测模块（７）、呼救模块（８）、环境状况检测模块（１０）、携行装具检测模块（１１）和无线终端节点模块（１２）连接，定位模块（６）、生命体征检测模块（７）、呼救模块（８）、环境状况检测模块（１０）和携行装具检测模块（１１）分别连接中央处理单元模块（９）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：洪赢政，薛林，李震，杨昀，陈伟，
申请(专利权)人：公安部上海消防研究所，
类型：实用新型
国别省市：31
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