消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)，屬于消防員單兵裝備領(lǐng)域。系統(tǒng)包括生命體征信息采集終端和監(jiān)控指揮中心，生命體征信息采集終端由生命體征傳感器、信息采集傳輸裝置和頭盔顯示裝置組成；信息采集傳輸裝置與生命體征傳感器及監(jiān)控指揮中心通過無線通訊傳輸數(shù)據(jù)；信息采集傳輸裝置內(nèi)置安卓操作系統(tǒng)，并設(shè)有圖顯數(shù)據(jù)接口；頭盔顯示裝置，包括頭盔、可旋轉(zhuǎn)連接件、金屬軟管及小型顯示屏，本系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)如下：一體化生命體征傳感器佩戴舒適方便，不會影響正常的救援戰(zhàn)斗；頭盔顯示裝置可使消防員查看信息更便捷；監(jiān)控指揮中心可同時監(jiān)測多名消防員狀態(tài)，實時獲知各消防員的生命體征狀態(tài)和火場有害氣體信息。
【專利說明】消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)。屬于消防員單兵裝備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國各類致災(zāi)因素明顯增多，重特大火災(zāi)和其它各類災(zāi)害事故時有發(fā)生，災(zāi)害規(guī)模不斷擴(kuò)大，消防部隊面臨的任務(wù)更加艱巨，滅火救援官兵的生命安全受到極大的威脅。消防官兵在滅火搶險救援中，尤其是深入災(zāi)害事故現(xiàn)場執(zhí)行偵察和搜救任務(wù)時，由于過度疲勞、體力不支或身處險境等因素而不能及時自主撤離災(zāi)害事故現(xiàn)場，致使其人身安全不能得到保障。
[0003]在滅火救援戰(zhàn)斗中，現(xiàn)場指揮員可通過時刻掌握深入災(zāi)害事故現(xiàn)場的消防員體能狀況和生命體征，在保證消防戰(zhàn)斗員人身安全的前提下，做出正確的指揮決策，確保救援行動順利展開。
[0004]我國對消防員生命體征監(jiān)測的研究尚處于初級階段。近年來，出現(xiàn)了一些類似生命體征檢測的產(chǎn)品，但此類產(chǎn)品功能單一，不具有通信功能或通信能力很差，后方指揮員不能實時了解消防員生命體征狀況，并且沒有涉及體能狀態(tài)的評估功能，指揮員很難根據(jù)體征參數(shù)獲知消防員的疲勞程度，對作戰(zhàn)部署沒有切實幫助，其實用性大打折扣，更未有較為成熟的生命監(jiān)測裝備在消防部隊廣泛使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于:利用現(xiàn)有的傳感器技術(shù)、計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)設(shè)計一種消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)，著重解決活動狀態(tài)下消防員生命體征參數(shù)的采集和上傳，使監(jiān)控指揮中心能及時掌握所有參與搶險救援戰(zhàn)斗的消防員的生命體征狀況，及時發(fā)現(xiàn)生命體征異常或主動報警的消防員，并通過命令下達(dá)的形式現(xiàn)場組建救援小組展開協(xié)同救援行動，確保消防員的生命安全。
[0006]本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)，其特征在于:包括生命體征信息采集終端和監(jiān)控指揮中心，所述的生命體征信息采集終端由生命體征傳感器、信息采集傳輸裝置和頭盔顯示裝置組成；信息采集傳輸裝置與生命體征傳感器及監(jiān)控指揮中心通過無線通訊傳輸數(shù)據(jù)；
[0007]所述的信息采集傳輸裝置內(nèi)置安卓操作系統(tǒng)，并設(shè)有圖顯數(shù)據(jù)接口 ；
[0008]所述的頭盔顯示裝置，包括頭盔、可旋轉(zhuǎn)連接件、金屬軟管及小型顯示屏，金屬軟管一端與顯示屏外殼相連，另一端通過可旋轉(zhuǎn)連接件安裝于頭盔左側(cè)部，金屬軟管內(nèi)設(shè)有電源線、地線、數(shù)據(jù)線，在頭盔上設(shè)有數(shù)據(jù)接口。
[0009]所述的生命體征傳感器采用集皮膚溫度傳感器、心電傳感器、呼吸率傳感器和3軸加速度傳感器為一體的傳感器。
[0010]所述的信息采集傳輸裝置設(shè)有數(shù)據(jù)接口，用于連接環(huán)境氣體探測器。[0011]本實用新型的有益效果:本消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)，可實現(xiàn)以下功能:1.在消防員運(yùn)動狀態(tài)下進(jìn)行心率、呼吸率、皮膚溫度、靜止姿態(tài)、活動度的采集，當(dāng)生命體征參數(shù)出現(xiàn)異常時，可進(jìn)行報警提示。2.具有一鍵呼救功能，伴有聲光提示。當(dāng)自身處于險境時，可啟動一鍵呼救功能，可將自身位置和生命體征信息上傳至監(jiān)控指揮中心。3.可以檢測火場環(huán)境下特定有害氣體濃度。如C0、S02等，可根據(jù)數(shù)據(jù)接口靈活選擇特定有害氣體探測傳感器。4.信息采集終端可接收命令，并以震動提示。同時，命令信息可在頭盔顯示裝置顯示，并提供GPS位置和地圖顯示。4.監(jiān)控指揮中心可接收采集終端上報的各類信息，并根據(jù)即時消息的重要程度，針對性給予答復(fù)。5.監(jiān)控指揮中心可顯示所有消防員的生命體征信息、通信狀態(tài)、持續(xù)工作時間，并對異常生命體征給予報警提示。6.監(jiān)控指揮中心可統(tǒng)一部署參戰(zhàn)消防員，組建協(xié)同救援小組，并通過命令下達(dá)的形式通知小組成員展開協(xié)同救援，確保消防人員的生命安全。7.監(jiān)控指揮中心提供地圖功能，所有聯(lián)網(wǎng)人員的位置信息可在地圖顯示。8.監(jiān)控指揮中心可根據(jù)對活動量進(jìn)行數(shù)學(xué)模型分析，評估消防員的體能狀況。9.監(jiān)控指揮中心軟件可對所有消防員信息進(jìn)行編輯，可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢分析。該系統(tǒng)與普通的監(jiān)測系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)勢:一體化生命體征傳感器佩戴舒適方便，不會影響正常的救援戰(zhàn)斗；頭盔顯示裝置可使消防員查看信息更便捷；監(jiān)控指揮中心可同時監(jiān)測多名消防員狀態(tài)，實時獲知各消防員的生命體征狀態(tài)和火場有害氣體信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2是信息采集傳輸裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖3是頭盔顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0015]消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)，是實現(xiàn)戰(zhàn)斗狀態(tài)下消防員生命體征信息實時采集與上傳的系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，系統(tǒng)包括監(jiān)控指揮中心I及若干個生命體征信息采集終端2。
[0016]生命體征信息采集終端2由生命體征傳感器21、信息采集傳輸裝置22和頭盔顯示裝置23組成；
[0017]其中生命體征傳感器21采用集皮膚溫度傳感器、心電傳感器、呼吸率傳感器和3軸加速度傳感器為一體的傳感器，用于捕捉生命狀態(tài)和運(yùn)動狀態(tài)，可實現(xiàn)運(yùn)動狀態(tài)下消防員心率、呼吸率、體溫、靜止姿態(tài)、活動度等生命體征的采集。采集的靜止姿態(tài)包括直立、仰臣卜、俯臥，采集的活動度包括靜止、行走、奔跑。使用時由消防員佩戴于胸部，采集的數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙方式與信息采集傳輸裝置22通信。
[0018]信息采集傳輸裝置22為具有低功耗特點(diǎn)的嵌入式終端設(shè)備，內(nèi)置安卓操作系統(tǒng)，對外具有圖顯接口，與頭盔顯示裝置23連接；還具有GPS、藍(lán)牙和強(qiáng)光震動提示功能；對外提供WIF1、3G及數(shù)傳電臺三種通信方式，可根據(jù)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)環(huán)境切換相應(yīng)的通信模式；用于實時接收消防員生命體征信息，最終通過無線網(wǎng)絡(luò)將生命體征及運(yùn)動狀態(tài)等信息上傳至監(jiān)控指揮中心。還可接收監(jiān)控指揮中心命令信息，并通過圖顯接口推送至頭盔顯示裝置。信息采集傳輸裝置22具備10、AD、差分AD和RS232等數(shù)據(jù)接口，可配備相應(yīng)有害氣體探測器，實現(xiàn)火場特定有害氣體濃度測量；具有一鍵報警功能，可實現(xiàn)手動報警。
[0019]頭盔顯示裝置23，包括頭盔231、可旋轉(zhuǎn)連接件232、金屬軟管233及小型顯示屏234，金屬軟管233 —端與顯示屏234外殼相連，另一端通過可旋轉(zhuǎn)連接件232安裝于頭盔231左側(cè)部，金屬軟管233內(nèi)設(shè)有電源線、地線、數(shù)據(jù)線，在頭盔231上設(shè)有數(shù)據(jù)接口。通常情況下，頭盔顯示屏顯示空氣中常見有害氣體成分及含量，當(dāng)有命令信息或協(xié)同救援指令時，自動跳轉(zhuǎn)至命令信息顯示界面，方便消防員查看信息。
[0020]監(jiān)控指揮中心I內(nèi)部署有監(jiān)控軟件，可與生命體征信息采集終端2建立穩(wěn)定的無線連接，實時獲取所有消防人員的生命體征信息、有害氣體濃度信息，并以文字、圖表、曲線等方式實時顯示并存儲；對于異常數(shù)據(jù)給予報警提示；能根據(jù)生命體征信息和作戰(zhàn)時間通過數(shù)學(xué)模型評估體能狀況，對出現(xiàn)疲勞的消防員可報警提示；對報警的消防員，可統(tǒng)一部署附近消防員，組建協(xié)同救援小組，并通過命令下達(dá)的形式通知小組成員展開協(xié)同救援；還具有歷史數(shù)據(jù)查詢分析和GPS定位和地圖顯示功能。
[0021]本實用新型的工作原理:生命體征傳感器采集終端2由消防員攜帶，其中生命體征傳感器21由消防員佩戴，可實現(xiàn)戰(zhàn)斗狀態(tài)下消防員心率、呼吸率、體溫、靜止姿態(tài)、活動度等生命體征的采集，采集傳輸裝置通過藍(lán)牙與傳感器建立穩(wěn)定連接，并以查詢方式實時獲取傳感器采集的各項數(shù)據(jù)，分析處理后可通過WIF1、3G或數(shù)傳電臺等無線通信方式上傳至監(jiān)控指揮中心I。監(jiān)控指揮中心I能根據(jù)生命體征信息和作戰(zhàn)時間通過數(shù)學(xué)模型評估體能狀況，對出現(xiàn)疲勞的消防員可下發(fā)撤退命令。
[0022]對于身體異常狀況根據(jù)嚴(yán)重程度啟動報警功能或上傳至監(jiān)控指揮中心1，如跌倒、心動停止、呼吸停止。當(dāng)身處險境不能自主逃離時，還可通過手動報警方式告知監(jiān)控指揮中心I;監(jiān)控指揮中心I根據(jù)上報信息可定位消防員位置，統(tǒng)一部署附近消防員，形成協(xié)同救援方案，并通過命令下達(dá)的形式通知小組成員展開協(xié)同救援，確保消防人員的生命安全。
[0023]消防員在收到命令后，信息采集傳輸裝置可進(jìn)行震動提示，同時頭盔顯示裝置23自動顯示，使消防員在不影響救援戰(zhàn)斗的情況下獲知命令內(nèi)容；對于含有經(jīng)緯度信息的命令，頭盔顯示裝置23還可以地圖定位形式顯示；另外，信息采集終端還可上傳特定的有害氣體濃度信息至監(jiān)控指揮中心1，為指揮員全面了解戰(zhàn)場環(huán)境提供數(shù)據(jù)支撐。
【權(quán)利要求】
1.消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)，其特征在于:包括生命體征信息采集終端和監(jiān)控指揮中心，所述的生命體征信息采集終端由生命體征傳感器、信息采集傳輸裝置和頭盔顯示裝置組成；信息采集傳輸裝置與生命體征傳感器及監(jiān)控指揮中心通過無線通訊傳輸數(shù)據(jù)； 所述的信息采集傳輸裝置內(nèi)置安卓操作系統(tǒng)，并設(shè)有圖顯數(shù)據(jù)接口 ； 所述的頭盔顯示裝置，包括頭盔、可旋轉(zhuǎn)連接件、金屬軟管及小型顯示屏，金屬軟管一端與顯示屏外殼相連，另一端通過可旋轉(zhuǎn)連接件安裝于頭盔左側(cè)部，金屬軟管內(nèi)設(shè)有電源線、地線、數(shù)據(jù)線，在頭盔上設(shè)有數(shù)據(jù)接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)，其特征在于:所述的生命體征傳感器采用集皮膚溫度傳感器、心電傳感器、呼吸率傳感器和3軸加速度傳感器為一體的傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消防員生命體征監(jiān)測及協(xié)同救援系統(tǒng)，其特征在于:所述的信息采集傳輸裝置設(shè)有數(shù)據(jù)接口，用于連接環(huán)境氣體探測器。
【文檔編號】A61B5/08GK203468597SQ201320590077
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】楊樹峰, 隋虎林, 李志剛, 王軍, 馬青波, 范玉峰, 張迪, 劉濛 申請人:公安部沈陽消防研究所