一種用于消防救援現(xiàn)場(chǎng)的智能頭盔及系統(tǒng)應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于消防救援現(xiàn)場(chǎng)的智能頭盔以及由其組成的系統(tǒng)應(yīng)用，屬于智能消防裝備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]消防救援現(xiàn)場(chǎng)的突發(fā)情況隨時(shí)威脅消防戰(zhàn)斗員的人身安全，全球每年發(fā)生眾多的消防戰(zhàn)斗員傷亡事故，加強(qiáng)消防戰(zhàn)斗員的個(gè)人防護(hù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)尤為重要。在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，若能實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息和消防戰(zhàn)斗員自身信息，則消防戰(zhàn)斗員即能對(duì)潛在危險(xiǎn)做出及時(shí)有效的判斷，避免自身的傷亡事故。消防指揮員也能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)信息，作出及時(shí)有效的決策，優(yōu)化調(diào)度現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，更好的指令消防戰(zhàn)斗員；在保障消防戰(zhàn)斗員自身安全的前提下，使其盡可能在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中挽救生命和保全財(cái)產(chǎn)。
[0003]傳統(tǒng)的消防頭盔還停留在被動(dòng)防護(hù)功能的層面上，缺乏信息感知和無(wú)線傳輸?shù)男畔⒒椭悄芑δ?。在?dāng)今互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)蓬勃發(fā)展的時(shí)代，智能消防裝備已成為消防行業(yè)裝備的發(fā)展趨勢(shì)，消防現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)對(duì)智能化的信息感知和指揮調(diào)度有著強(qiáng)烈需求。消防裝備的革新?lián)Q代將促進(jìn)其由功能型裝備向智能型裝備演化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種在消防救援現(xiàn)場(chǎng)能夠感知現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息和消防戰(zhàn)斗員自身信息，并將數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)傳遞給車(chē)載服務(wù)器和遠(yuǎn)程服務(wù)器，使得消防指揮員能夠作出及時(shí)有效的決策，實(shí)現(xiàn)智能信息交互功能的智能消防頭盔。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種由上述智能消防頭盔組成的系統(tǒng)應(yīng)用。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種用于消防救援的智能頭盔，包括頭盔本體，其特征在于，在頭盔本體設(shè)有頂部緩沖層和中部緩沖層，頭盔本體位于頂部緩沖層與中部緩沖層之間的區(qū)域?yàn)殡娮友b置安裝區(qū)域，在電子裝置安裝區(qū)域內(nèi)設(shè)有主控制器、傳感器與執(zhí)行器模塊、電源模塊以及短距無(wú)線通信模塊，傳感器與執(zhí)行器模塊、電源模塊以及短距無(wú)線通信模塊均與主控制器相連，在頭盔本體位于中部緩沖層的前下方區(qū)域上裝有與主控制器相連的近紅外攝像頭及近紅外發(fā)光二極管(LED)照明模塊，主控制器還與消防戰(zhàn)斗員頭部佩戴的耳道氣壓傳感器，以及消防戰(zhàn)斗員佩戴腕帶內(nèi)置的有機(jī)發(fā)光二極管(0LED)顯示模塊建立數(shù)據(jù)通信。
[0006]優(yōu)選地，所述傳感器與執(zhí)行器模塊包括近紅外攝像頭、近紅外LED照明模塊、溫濕度傳感器、紅外熱輻射傳感器、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)接收機(jī)、氣壓高度計(jì)、3軸加速度傳感器、耳道氣壓傳感器。
[0007]優(yōu)選地，所述0LED顯示模塊通過(guò)彈簧數(shù)據(jù)線與所述主控制器相連，在數(shù)據(jù)線外包裹有防火絕緣繩。
[0008]優(yōu)選地，所述短距無(wú)線通信模塊采用5GHz頻段的W1-Fi模塊。
[0009]優(yōu)選地，在消防戰(zhàn)斗員佩戴腕帶，所述0LED顯示模塊使用0LED微顯示屏，0LED微顯示屏嵌入在腕帶上。
[0010]本發(fā)明技術(shù)方案的另一個(gè)內(nèi)容是提供一種如上述的用于消防救援現(xiàn)場(chǎng)的智能頭盔的系統(tǒng)應(yīng)用，其特征在于:多個(gè)上述的智能頭盔通過(guò)內(nèi)嵌的5GHz頻段的W1-Fi模塊，與現(xiàn)場(chǎng)按需布設(shè)5GHz頻段的W1-Fi無(wú)線接入點(diǎn)，以及消防車(chē)的車(chē)載5GHz頻段的Wi_Fi路由器建立本地?zé)o線通信鏈路，從而組成現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的內(nèi)網(wǎng)；
[0011]外網(wǎng)包括消防車(chē)上搭載有3G/4G等公眾通信無(wú)線路由器和車(chē)載服務(wù)器，車(chē)載服務(wù)器經(jīng)由3G/4G無(wú)線路由器接入因特網(wǎng)，同樣接入因特網(wǎng)的遠(yuǎn)程服務(wù)器獲取上述的多個(gè)智能頭盔所上傳的數(shù)據(jù)信息。
[0012]與傳統(tǒng)的消防頭盔本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)勢(shì):一、本智能消防頭盔的硬件系統(tǒng)由一個(gè)主控制器按需靈活擴(kuò)展多種傳感器與執(zhí)行器模塊，不僅能夠獲取現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息，還可獲取消防戰(zhàn)斗員自身信息，信息量大，種類(lèi)豐富；二、消防戰(zhàn)斗員佩戴內(nèi)嵌0LED微顯示屏的腕帶，0LED微顯示屏不僅顯示采集的本地信息，還可接收消防指揮員發(fā)送的指令信息，尤其在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)講機(jī)音效不佳時(shí)，確保將指令有效發(fā)送給消防戰(zhàn)斗員；三、更重要的是，本智能消防頭盔還有完整的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)和軟件界面，車(chē)載服務(wù)器和遠(yuǎn)程服務(wù)器監(jiān)控作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)狀況和消防戰(zhàn)斗員的自身信息，采用5GHz頻段的W1-Fi模塊組建現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的內(nèi)網(wǎng)，數(shù)據(jù)帶寬寬，覆蓋范圍廣，抗干擾性強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潇`活。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為智能消防頭盔的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的拓?fù)鋱D；
[0014]圖2為智能消防頭盔的硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3為智能消防頭盔的實(shí)物布局圖；
[0016]圖4為智能消防頭盔系統(tǒng)的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0018]如圖1所示，為本發(fā)明提供的智能消防頭盔的作業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的拓?fù)鋱D。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)組成:內(nèi)網(wǎng)是在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)按需布設(shè)多個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)，所有的智能消防頭盔內(nèi)嵌的5GHz頻段的W1-Fi模塊均都可與5GHz頻段的Wi_Fi無(wú)線接入點(diǎn)，以及車(chē)載的5GHz頻段的W1-Fi路由器無(wú)線連接，將信息傳送至消防車(chē)的車(chē)載服務(wù)器。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的內(nèi)網(wǎng)按需設(shè)置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，不局限于星型，也可是Ad hoc,后者在現(xiàn)場(chǎng)使用更多，具有很強(qiáng)的抗毀性，組網(wǎng)靈活方便，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的緊急情形。外網(wǎng)是由消防車(chē)的車(chē)載服務(wù)器，3G/4G無(wú)線路由器，以及接入因特網(wǎng)的遠(yuǎn)程服務(wù)器構(gòu)成，智能消防頭盔將所有傳感器獲取的信息經(jīng)由消防車(chē)的車(chē)載服務(wù)器和3G/4G無(wú)線路由器接入因特網(wǎng)，再上傳至連接至因特網(wǎng)的遠(yuǎn)程服務(wù)器，遠(yuǎn)程服務(wù)器能夠獲取所有消防頭盔上傳的數(shù)據(jù)信息。
[0019]如圖2所示，是本發(fā)明提供的智能消防頭盔的硬件結(jié)構(gòu)圖。智能消防頭盔的硬件平臺(tái)中的模塊包括:主控制器，電源模塊，短距無(wú)線通信模塊，0LED顯示模塊，近紅外攝像頭模塊，近紅外LED照明模塊，溫濕度傳感器模塊，紅外熱輻射傳感器模塊，3軸加速度傳感器模塊，耳道氣壓傳感器模塊，GNSS接收機(jī)模塊，氣壓高度計(jì)模塊。
[0020]如圖2所示，在智能消防頭盔的硬件系統(tǒng)中，所有的傳感器與執(zhí)行器模塊均與主控制器相連。智能消防頭盔按需擴(kuò)展各種傳感器與執(zhí)行器模塊，包括獲取環(huán)境信息的紅外熱輻射傳感器和溫濕度傳感器；監(jiān)測(cè)消防戰(zhàn)斗員體征的3軸加速度傳感器和耳道氣壓傳感器；測(cè)量消防戰(zhàn)斗員位置的GNSS接收機(jī)和氣壓高度計(jì)。近紅外LED照明模塊輔助近紅外