一種具有室內定位功能的警用肩燈裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種具有室內定位功能的警用肩燈裝置，包括電源控制模塊、控制器模塊、LED驅動模塊以及無線定位模塊，其中，所述控制器模塊包括狀態(tài)判斷模塊，所述狀態(tài)判斷模塊至少包括基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器；所述LED驅動模塊與LED燈組連接；所述控制器模塊控制所述無線定位模塊信號的收發(fā)、對狀態(tài)判斷模塊中多個傳感器數據進行計算以及控制所述LED燈組的閃爍模式。本實用新型在警用肩燈中嵌入無線定位模塊，采用基于ZigBee的無線室內定位技術，結合多個傳感器實現對民警姿態(tài)的九自由度監(jiān)測，計算得到民警執(zhí)勤的狀態(tài)結果，并結合指紋定位算法，實現了肩燈在安保區(qū)域、尤其是復雜的室內環(huán)境的自主定位，在向民眾提示民警位置的同時向指揮中心實時上報執(zhí)勤位置，可以有效提高突發(fā)事件發(fā)生時的快速警力調配處置能力。
【專利說明】
一種具有室內定位功能的警用肩燈裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種警用肩燈裝置，特別是涉及一種具有室內定位功能的警用肩燈裝置。
【背景技術】
[0002]警用肩燈一般用于民警執(zhí)勤、巡邏等場合，佩戴在警員肩章上，能夠起到提醒、警示的作用。而現有的警用肩燈一般功能比較單一，只具有發(fā)光功能或者很簡單的單閃、雙閃功能。現有肩燈雖然能夠起到對民眾提示民警自身所在位置作用，但安保指揮中心不能實時準確的獲取每個安保人員的具體位置及執(zhí)勤狀態(tài)，尤其是當民警處于建筑物內部時，對于民警的位置和狀態(tài)，指揮中心無法及時獲得，無法實現突發(fā)事件的快速協(xié)調指揮。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種具有室內定位功能的警用肩燈裝置，實現民警位置和狀態(tài)的實時監(jiān)控，有利于協(xié)調指揮，尤其是可應用于建筑物的室內等復雜環(huán)境。
[0004]本實用新型提供了一種具有室內定位功能的警用肩燈裝置，包括電源控制模塊、控制器模塊、LED驅動模塊以及無線定位模塊，其中，所述控制器模塊包括狀態(tài)判斷模塊，所述狀態(tài)判斷模塊至少包括基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器;所述LED驅動模塊與LED燈組連接;所述控制器模塊控制所述無線定位模塊信號的收發(fā)、對狀態(tài)判斷模塊中多個傳感器數據進行計算以及控制所述LED燈組的閃爍模式。
[0005]其中，所述電源控制模塊連接到電池，所述電池采用有線或無線方式進行充電，所述電池具有充電保護電路。
[0006]其中，所述LED燈組優(yōu)選為紅藍LED燈組；
[0007]其中，所述警用肩燈裝置包括盒體和上蓋，所述盒體和上蓋形成一容納空間。
[0008]其中，所述容納空間內包括有所述電源控制模塊、控制器模塊、LED驅動模塊以及無線定位模塊。
[0009]其中，所述無線定位模塊包括無線通信模塊和天線。
[0010]其中，所述三軸加速度傳感器采集運動的航向角、俯仰角和橫滾角，所述三軸地磁傳感器采集實時運動方向，所述三軸陀螺儀傳感器采集監(jiān)所實時角速度。
[0011]本實用新型在警用肩燈中嵌入無線定位模塊，采用基于ZigBee的無線室內定位技術，結合多個傳感器實現對民警姿態(tài)的九自由度監(jiān)測，計算得到民警執(zhí)勤的狀態(tài)結果，并通過結合指紋定位算法，實現了肩燈在安保區(qū)域、尤其是復雜的室內環(huán)境的自主定位，在向民眾提示民警位置的同時向指揮中心實時上報執(zhí)勤位置，可以有效提高突發(fā)事件發(fā)生時的快速警力調配處置能力。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的警用肩燈的組成模塊示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的警用肩燈的立體結構示意圖；
[0014]圖3為本實用新型的警用肩燈應用拓撲示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為了便于理解本實用新型，下面結合附圖對本實用新型的實施例進行說明，本領域技術人員應當理解，下述的說明只是為了便于對實用新型進行解釋，而不作為對其范圍的具體限定。
[0016]圖1為本實用新型的警用肩燈的立體結構示意圖，所述警用肩燈包括盒體I和上蓋2，所述上蓋為可透光材料制成，在盒體I和上蓋2組成的容納空間內設置有電路板3，在電路板3上設置有各種電路模塊(未圖示)，在電路板3的周邊設置有LED燈組，所述LED燈組的光通過上蓋2透出，形成點亮的警用肩燈，在所述容納空間內還包括有電池4和定位模塊5，在所述警用肩燈內還包括有未圖示的其他部件。
[0017]圖2為本實用新型的具有室內定位功能的警用肩燈的組成模塊示意圖。所述警用肩燈包括電源控制模塊，所述電源控制模塊用于為警用肩燈提供電量分配控制，所述電源控制模塊連接到電池，所述電池可采用有線或無線方式進行充電，所述電池具有充電保護電路;所述電源控制模塊分別與控制器模塊、LED驅動模塊以及無線定位模塊相連接，其中所述LED驅動模塊與LED燈組連接，用于驅動LED的點亮，其中所述LED燈組優(yōu)選為紅藍LED燈組;其中，所述控制器模塊包括狀態(tài)判斷模塊，所述狀態(tài)判斷模塊是通過采集基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器的數據計算后進行判斷的；所述無線定位模塊包括天線，優(yōu)選所述天線為2.4GHz天線。
[0018]所述控制器模塊控制所述定位模塊信號的收發(fā)、對狀態(tài)判斷模塊中多個傳感器數據進行計算以及控制肩燈LED的閃爍模式。所述控制器模塊優(yōu)選采用MCU處理器，該MCU處理器可采用低功耗性能優(yōu)越的MSP430F1210，片內6KB SDRAM，32KB FLASH，通過I2C總線控制三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器;通過UART與ZigBee無線定位模塊相連。
[0019]所述無線定位模塊優(yōu)選采用NXP公司的JN5168芯片，實現ZigBee信號強度的自動測量及組網傳輸，天線采用1.5dB的小型陶瓷天線；
[0020]所述LED驅動模塊優(yōu)選采用專門用于驅動LED光源的MAX7314，采用低功耗的PffM脈寬調制方式，所述紅藍LED燈組優(yōu)選包含高亮紅藍LED各2個、4個、6個、8個或更多個，并具有多種閃亮和照明模式；
[0021 ]所述狀態(tài)判斷模塊包括基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀，其中所述三軸加速度傳感器優(yōu)選采用ADXL345，加速度測量范圍± 16g，測量精度13bit，最高分辨率4mg/LSB，通過I2C總線與MCU相連。所述三軸地磁傳感器優(yōu)選采用HoneyWell公司的HMC5883，所述三軸地磁傳感器主要用于獲得監(jiān)所民警運動的方位角，來確定其運動方向，工作時先由ADXL345測得的俯仰角和橫滾角，通過坐標變換將磁傳感器測得的磁場強度分量分解到水平方向，再計算方位角。HMC5883通過I2C總線與MCU相連接。所述三軸陀螺儀優(yōu)選采用ITG3200，通過I2C總線把采集到的實時轉動角速度上傳到MCU。
[0022]所述電源控制模塊采用3V電源輸出，具有過壓過流保護和電池充放電保護，所述電池優(yōu)選采用厚度為4mm的高能鋰電池，電量550mA，可實現累計工作時長10小時。
[0023]本實用新型采用基于ZigBee的無線室內定位技術，其中，ZigBee是一種短距離、低功耗的無線通信技術，通過無線信號的強度衰減來進行安保區(qū)域內定位?；谛盘枏姸入S傳播距離衰減的特性，將ZigBee無線通信模塊嵌入到民警佩戴的肩燈中，結合指紋定位算法進行安保區(qū)域內的民警實時定位，在實現定位的同時通過ZigBee信道進行報警數據的傳輸;將多種MEMS傳感器內嵌至肩燈，采用基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器采集民警狀態(tài)數據，三軸加速度傳感器能夠采集民警運動的航向角、俯仰角和橫滾角，三軸地磁傳感器用于采集民警的實時運動方向，三軸陀螺儀傳感器可采集監(jiān)所民警實時角速度，從而得到對執(zhí)勤狀態(tài)的總體評價，可判斷跌倒、扭打和的發(fā)生，從而實現民警姿態(tài)的九自由度監(jiān)測，通過三種數據的融合計算得到民警執(zhí)勤的狀態(tài)結果。
[0024]本實用新型在普通肩燈警示提示功能基礎上，嵌入無線定位模塊，采用基于ZigBee的無線室內定位技術，結合多個傳感器實現對民警姿態(tài)的九自由度監(jiān)測，計算得到民警執(zhí)勤的狀態(tài)結果，并通過結合指紋定位算法，實現了肩燈在安保區(qū)域、尤其是復雜的室內環(huán)境的自主定位，在向民眾提示民警位置的同時向指揮中心實時上報執(zhí)勤位置，可以有效提高突發(fā)事件發(fā)生時的快速警力調配處置能力。如圖3所示，通過在普通肩燈中嵌入狀態(tài)判斷模塊，實現指揮中心對執(zhí)勤民警行為的實時監(jiān)控，當發(fā)生異常行為時實時報警，及時處置。
[0025]可以理解的是，雖然本實用新型已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本實用新型。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本實用新型技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本實用新型技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種具有室內定位功能的警用肩燈裝置，包括電源控制模塊、控制器模塊、LED驅動模塊以及無線定位模塊，其特征在于:所述控制器模塊包括狀態(tài)判斷模塊，所述狀態(tài)判斷模塊至少包括基于MEMS的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器;所述LED驅動模塊與LED燈組連接;所述控制器模塊控制所述無線定位模塊信號的收發(fā)、對狀態(tài)判斷模塊中多個傳感器數據進行計算以及控制所述LED燈組的閃爍模式。2.如權利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述電源控制模塊連接到電池，所述電池采用有線或無線方式進行充電，所述電池具有充電保護電路。3.如權利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述LED燈組為紅藍LED燈組。4.如權利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述警用肩燈裝置包括盒體和上蓋，所述盒體和上蓋形成一容納空間。5.如權利要求4所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述容納空間內包括有所述電源控制模塊、控制器模塊、LED驅動模塊以及無線定位模塊。6.如權利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述無線定位模塊包括無線通信模塊和天線。7.如權利要求1所述的警用肩燈裝置，其特征在于:所述三軸加速度傳感器采集運動的航向角、俯仰角和橫滾角，所述三軸地磁傳感器采集實時運動方向，所述三軸陀螺儀傳感器采集監(jiān)所實時角速度。
【文檔編號】F21V33/00GK205424510SQ201620163851
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】孫健, 譚林, 李勝廣, 李莉, 張晉升, 張 杰, 許文鵬, 張穎杰
【申請人】公安部第研究所, 公安部第一研究所, 北京中盾安全技術開發(fā)公司