消防人員三維精確定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種消防人員三維精確定位系統(tǒng)，包括佩戴在消防人員身上的嵌入式終端，以及架設(shè)在建筑物外部不同地點(diǎn)的三個以上的定位錨點(diǎn)，還包括指揮調(diào)度臺以及三維監(jiān)控中心；該嵌入式終端、定位錨點(diǎn)、指揮調(diào)度臺和三維監(jiān)控中心通過對應(yīng)的定位芯片的WIFI通信功能以及USB模塊信號相連接。該系統(tǒng)采用混合技術(shù)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)三維定位，提高了定位精度、定位的可靠性和魯棒性。
【專利說明】消防人員三維精確定位系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于無線定位【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種消防人員三維精確定位系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]對于在復(fù)雜陌生環(huán)境中實(shí)施救援工作的消防員來說，還沒有一種較為成熟的系統(tǒng)能滿足其定位需求。GPS信號難以穿透建筑物，在高樓聳立的城市和建筑物內(nèi)難以通過GPS實(shí)現(xiàn)定位。基站定位(手機(jī)定位)雖然能覆蓋到建筑物內(nèi)，但其定位精度無法滿足以上要求?，F(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)，如超聲波定位、光跟蹤定位都需要額外增加一些固定參考點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)，而W1-Fi定位、藍(lán)牙定位和ZigBee定位則因通信距離較短而應(yīng)用受限；基于慣性技術(shù)的定位方法雖然具有低成本的、高性能、魯棒性好等優(yōu)點(diǎn)，但該技術(shù)必須要有一個已知位置的起點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行位置推算，且誤差會隨運(yùn)動過程而逐漸累加，因此，除極少數(shù)特殊應(yīng)用場景外，該技術(shù)并不單獨(dú)使用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種消防人員三維精確定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)精確度高、可靠性和魯棒性好。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種消防人員三維精確定位系統(tǒng)，包括佩戴在消防人員身上的嵌入式終端，以及架設(shè)在建筑物外部不同地點(diǎn)的三個以上的定位錨點(diǎn)，還包括指揮調(diào)度臺以及三維監(jiān)控中心；
[0005]該嵌入式終端包括慣性測量單元和第一 BCM4752定位芯片，慣性測量單元和第一BCM4752定位芯片分別與第一微處理器信號連接；
[0006]該定位錨點(diǎn)包括信號相連接的第二 BCM4752定位芯片和第二微處理器；
[0007]該指揮調(diào)度臺包括依次信號`相連接的第三BCM4752定位芯片和第三微處理器，第三微處理器還通過USB模塊與三維監(jiān)控中心相連接；
[0008]其中，嵌入式終端、定位錨點(diǎn)、指揮調(diào)度臺和三維監(jiān)控中心通過對應(yīng)的定位芯片的W1-FI通信功能以及USB模塊信號相連接。
[0009]進(jìn)一步地，該嵌入式終端還包括與第一微處理器信號連接的鍵盤輸入單元和慣性測量單元，以及與第一微處理器信號連接的顯示模塊，各模塊的電源引腳與第一電源模塊相連接。
[0010]進(jìn)一步地，該定位錨點(diǎn)還包括與第二 BCM4752定位芯片、第二微處理器分別相連接的第二電源模塊。
[0011]進(jìn)一步地，該指揮調(diào)度臺還包括與第三BCM4752定位芯片、第三微處理器分別相連接的第三電源模塊。
[0012]進(jìn)一步地，該嵌入式終端為腕表式或佩戴式。
[0013]本實(shí)用新型消防人員三維精確定位系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、采用BCM4752芯片，該芯片可同時搜索4種衛(wèi)星系統(tǒng)(GPS、GL0NASS、QZSS、SBAS)的信號，提供了比GPS系統(tǒng)更為精確、更可靠的室內(nèi)三維定位。
[0015]2、利用BCM4752芯片提供的W1-Fi通信功能，在不增加成本的基礎(chǔ)上提高了定位
的可靠性。
[0016]3、將慣性單元引入定位系統(tǒng)，提高了精確度；且無需增加任何額外的基礎(chǔ)設(shè)施或網(wǎng)絡(luò)，所以成本較低。
[0017]4、嵌入式終端具有擴(kuò)展功能:空呼瓶內(nèi)氣壓、火場溫度、毒氣報(bào)警、聲光求救報(bào)警，當(dāng)消防官兵如遇突發(fā)情況或意外，通過嵌入式終端可以發(fā)送求助信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型消防人員三維精確定位系統(tǒng)的組成圖；
[0019]圖2是本系統(tǒng)中嵌入式終端硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3是本系統(tǒng)中定位錨點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4是本系統(tǒng)中指揮調(diào)度臺硬件架構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，一種消防人員三維精確定位系統(tǒng)，包括佩戴在消防人員身上的嵌入式終端1，以及架設(shè)在建筑物外部不同地點(diǎn)的三個以上的定位錨點(diǎn)2，還包括指揮調(diào)度臺3以及三維監(jiān)控中心4 ;
[0023]如圖2所示，該嵌入式終端I包括慣性測量單元1-2和第一BCM4752定位芯片1_3，慣性測量單元1-2和第一 BCM4752定位芯片1_3分別與第一微處理器1_4信號連接；該嵌入式終端I還包括與第一微處理器1-4信號連接的鍵盤輸入單元1-1和慣性測量單元1-2，以及與第一微處理器1-4信號連接的顯不模塊1-5,所述各模塊的電源引腳與第一電源模塊1-6相連接；該嵌入式終端I為腕表式或佩戴式。
[0024]如圖3所示，該定位錨點(diǎn)2包括相連接的第二 BCM4752定位芯片2_1和第二微處理器2-2 ;定位錨點(diǎn)2還包括與第二 BCM4752定位芯片2_1、第二微處理器2_2分別相連接的第二電源模塊2-3。
[0025]如圖4所示，該指揮調(diào)度臺3包括依次信號相連接的第三BCM4752定位芯片3_1和第三微處理器3-2，該第三微處理器3-2還通過USB模塊3-4與三維監(jiān)控中心4相連接；指揮調(diào)度臺3還包括與第三BCM4752定位芯片3_1、第三微處理器3_2分別相連接的第三電源模塊3-3。
[0026]當(dāng)采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)時，嵌入式終端1、指揮調(diào)度臺3和三維監(jiān)控中心4依次信號連接，嵌入式終端I中的第一 BCM4752定位芯片1_3接收衛(wèi)星信號并經(jīng)第一微處理器1_4處理后將信息傳輸?shù)斤@示模塊1-5，同時利用BCM4752定位芯片提供的W1-FI功能，信息從第一 BCM4752定位芯片1-3傳送給指揮調(diào)度臺3的第三BCM4752定位芯片3_1，指揮調(diào)度臺3再將信息傳輸?shù)饺S監(jiān)控中心4，通過其中的定位引擎處理后，在三維監(jiān)控服務(wù)平臺中實(shí)時顯示消防人員所在位置信息，并同時將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。
[0027]當(dāng)利用W1-Fi功能構(gòu)建室內(nèi)無線定位時，利用BCM4752定位芯片的W1-FI功能，第一 BCM4752定位芯片1-3與三個以上的定位錨點(diǎn)2中的第二 BCM4752定位芯片2_1以及指揮調(diào)度臺3中的第三BCM4752定位芯片3_1之間通過RSSI方式測距，并將測距信息傳送給三維監(jiān)控中心4中的定位引擎進(jìn)行處理，在三維監(jiān)控服務(wù)平臺中實(shí)時顯示消防人員所在位置信息，并同時將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。
[0028]當(dāng)采用慣性單元進(jìn)行定位時，嵌入式終端I的慣性測量單元1-2將信息傳輸?shù)降谝晃⑻幚砥?-4,并將處理后的信息傳輸?shù)斤@不模塊1-5,同時利用BCM4752定位芯片的W1-FI功能，第一 BCM4752定位芯片1_3與第三BCM4752定位芯片3_1之間實(shí)現(xiàn)無線通信，將信息傳送給三維監(jiān)控中心4進(jìn)行處理并實(shí)時顯示消防人員所在位置。
【權(quán)利要求】
1.一種消防人員三維精確定位系統(tǒng)，其特征在于，包括佩戴在消防人員身上的嵌入式終端(1)，以及架設(shè)在建筑物外部不同地點(diǎn)的三個以上的定位錨點(diǎn)(2)，還包括指揮調(diào)度臺(3)以及三維監(jiān)控中心(4)； 所述嵌入式終端(I)包括慣性測量單元(1-2)和第一 BCM4752定位芯片(1_3)，所述慣性測量單元(1-2)和第一 BCM4752定位芯片(1_3)分別與第一微處理器(1_4)信號連接； 所述定位錨點(diǎn)(2)包括信號相連接的第二 BCM4752定位芯片(2_1)和第二微處理器(2-2)； 所述指揮調(diào)度臺(3)包括信號相連接的第三BCM4752定位芯片(3_1)和第三微處理器(3-2)，所述第三微處理器(3-2)還與USB模塊(3-4)相連接； 其中，所述嵌入式終端(I)、定位錨點(diǎn)(2)、指揮調(diào)度臺(3)和三維監(jiān)控中心(4)通過對應(yīng)的第一 BCM4752定位芯片(1-3)、第二 BCM4752定位芯片(2_1)、第三BCM4752定位芯片(3-1)以及USB模塊(3-4)信號相連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的消防人員三維精確定位系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式終端(I)還包括與第一微處理器(1-4)信號連接的鍵盤輸入單元(1-1)和慣性測量單元(1-2)，以及與第一微處理器(1-4)信號連接的顯示模塊(1-5)，所述各模塊的電源引腳與第一電源模塊(1-6)相連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的消防人員三維精確定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位錨點(diǎn)(2)還包括與第二 BCM4752定位芯片(2-1)、第二微處理器(2-2)分別相連接的第二電源模塊(2-3)。
4.按照權(quán)利要求1所述的消防人員三維精確定位系統(tǒng)，其特征在于，所述指揮調(diào)度臺(3)還包括與第三BCM4752定位芯片(3_1)、第三微處理器(3_2)分別相連接的第三電源模塊(3-3)。
5.按照權(quán)利要求1所述的消防人員三維精確定位系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式終端(O為腕表式或佩戴式。
【文檔編號】G01S19/48GK203587808SQ201320780265
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】康曉非 申請人:西安科技大學(xué)