出的單頻超聲信號(hào)，超聲波接收換能器通過程控放大器與接收模塊控制單元相連，接收模塊控制單元對(duì)程控放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，并控制方向指示燈和距離指示燈亮的個(gè)數(shù)，如圖4所示。
[0029]具體為:所述程控放大器對(duì)所接收到的超聲波信號(hào)進(jìn)行放大處理，接收模塊控制單元對(duì)經(jīng)程控放大器放大后的超聲波信號(hào)進(jìn)行采樣，并計(jì)算采樣后的超聲波信號(hào)的幅值，然后依據(jù)所計(jì)算的幅值對(duì)程控放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，具體為:在所述接收模塊控制單元內(nèi)設(shè)置有超聲波信號(hào)的幅值上限，當(dāng)其計(jì)算的幅值超過該上限時(shí)，對(duì)程控放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，減小其放大倍數(shù)。本實(shí)施例中每次反饋調(diào)節(jié)時(shí)將程控放大器的放大倍數(shù)縮減至原放大倍數(shù)的一半，直至所計(jì)算的超聲波信號(hào)的幅值低于所設(shè)定的幅值上限。
[0030]所述接收模塊控制單元將反饋調(diào)節(jié)后的超聲波信號(hào)的幅值作為控制參數(shù)(當(dāng)不需反饋調(diào)節(jié)時(shí)，直接將所計(jì)算的超聲波信號(hào)的幅值作為控制參數(shù))控制方向指示燈亮的個(gè)數(shù)，該控制參數(shù)越大，方向指示燈亮的個(gè)數(shù)越多，表明越接近聲源方向。原因?yàn)?由于超聲波具有束射特性，在固定位置搜尋聲源方向時(shí)，超聲波接收換能器與聲源之間的夾角越小，接收到的超聲波信號(hào)越強(qiáng)，則反饋調(diào)節(jié)后的超聲波信號(hào)的幅值越大。所述接收模塊控制單元將反饋調(diào)節(jié)后的程控放大器的放大倍數(shù)作為控制參數(shù)(當(dāng)不需反饋調(diào)節(jié)時(shí)，直接將程控放大器的原放大倍數(shù)作為控制參數(shù))控制距離指示燈亮的個(gè)數(shù)，該控制參數(shù)越小，距離指示燈亮的個(gè)數(shù)越少，表明與聲源之間的距離越小。原因?yàn)?當(dāng)沿著搜尋的方向越接近聲源時(shí)，超聲波接收換能器所接收到的超聲波信號(hào)越強(qiáng)，為保證超聲波信號(hào)的幅值低于所設(shè)定的幅值上限，則程控放大器的放大倍數(shù)越小。
[0031]該系統(tǒng)具有兩種工作方式，分別為導(dǎo)向逃生和搜尋求援，下面分別介紹其在不同工作方式下的工作原理:
[0032](1)導(dǎo)向逃生:此時(shí)超聲波發(fā)射模塊位于火災(zāi)現(xiàn)場的出口位置，并在消防人員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場后即刻打開，超聲波接收模塊由進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場的消防人員隨身攜帶。消防人員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場后，打開出口位置的超聲波發(fā)射模塊，使其發(fā)射25kHz的超聲波和三條激光射線，為消防員提供超聲波信號(hào)和激光指引。當(dāng)消防人員完成消防任務(wù)或遇到緊急情況需要撤離，而火災(zāi)現(xiàn)場受濃煙影響無法確定出口方向時(shí)，打開超聲波接收模塊，超聲波接收換能器即可接收聲源所發(fā)送的超聲波信號(hào)。消防人員首先在原地水平移動(dòng)超聲波接收模塊，使超聲波接收換能器沿不同方向搜尋聲源，此時(shí)方向指示燈亮的個(gè)數(shù)不斷改變，當(dāng)方向指示燈亮全亮?xí)r，表明此時(shí)超聲波接收換能器所對(duì)的方向與聲源方向(即出口方向)最接近。消防人員沿該方向逃生，在逃生過程中，距離指示燈亮的個(gè)數(shù)逐漸減少，提示消防人員離出口越來越近。由此使消防人員能夠以最快的速度找到出口，確保安全。
[0033](2)搜尋求援:此時(shí)超聲波發(fā)射模塊由進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場的消防人員隨身攜帶，超聲波接收模塊由火災(zāi)現(xiàn)場外的搜救人員隨身攜帶，并在消防人員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場后即刻打開。當(dāng)進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場的消防人員受傷無法逃出時(shí)，打開其隨身攜帶的超聲波發(fā)射模塊，使其發(fā)射25kHz的超聲波和激光射線作為求救信號(hào)。此時(shí)搜救人員攜帶的超聲波接收模塊即可接收到所發(fā)出的超聲波信號(hào)，表明消防人員需要救援，搜救人員進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行搜尋。搜救人員依據(jù)超聲波接收模塊上方向指示燈亮的個(gè)數(shù)判斷發(fā)出求救信號(hào)的消防人員的方位，依據(jù)距離指示燈亮的個(gè)數(shù)判斷距離發(fā)出求救信號(hào)的消防人員的遠(yuǎn)近；接近消防人員時(shí)便可直接依據(jù)激光射線確認(rèn)消防人員的位置。由此搜救人員能夠快速找到發(fā)出求救信號(hào)的消防人員，完成搜尋求援。
[0034]綜上所述，以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.聲納導(dǎo)向逃生救援系統(tǒng)，其特征在于，包括:超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊；所述超聲波發(fā)射模塊作為聲源，用于發(fā)射超聲波信號(hào)；所述超聲波接收模塊用于接收超聲波發(fā)射模塊所發(fā)出的超聲波信號(hào)，并指示聲源的方向； 所述超聲波發(fā)射模塊包括:發(fā)射模塊控制單元、超聲波發(fā)射換能器、發(fā)射模塊信號(hào)處理單元和電源，所述電源為發(fā)射模塊控制單元和發(fā)射模塊信號(hào)處理單元供電；所述發(fā)射模塊信號(hào)處理單元包括:信號(hào)發(fā)生器、功率放大器和匹配變壓器；所述信號(hào)發(fā)生器在發(fā)射模塊控制單元的控制下產(chǎn)生設(shè)定頻率的超聲波信號(hào)，該超聲波信號(hào)通過功率放大器和匹配變壓器放大后，輸入至超聲波換能器，使所述超聲波換能器發(fā)出超聲波信號(hào)； 所述超聲波接收模塊包括:超聲波接收換能器、接收模塊控制單元、程控放大器、電源和兩個(gè)以上方向指示燈；所述電源為接收模塊控制單元、程控放大器和方向指示燈供電；所述超聲波接收換能器用于接收超聲波發(fā)射模塊所發(fā)出的超聲波信號(hào)，并發(fā)送給程控放大器；所述程控放大器用于對(duì)所接收到的超聲波信號(hào)進(jìn)行放大處理；所述接收模塊控制單元對(duì)經(jīng)程控放大器放大后的超聲波信號(hào)進(jìn)行采樣，并計(jì)算采樣后的超聲波信號(hào)的幅值，依據(jù)所計(jì)算的超聲波信號(hào)的幅值對(duì)程控放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行反饋調(diào)節(jié):當(dāng)接收模塊控制單元所計(jì)算的超聲波信號(hào)的幅值超過其內(nèi)部設(shè)定的幅值上限時(shí)，減小程控放大器的放大倍數(shù)，使反饋調(diào)節(jié)后超聲波信號(hào)的幅值低于設(shè)定的幅值上限；否則，不改變程控放大器的放大倍數(shù)； 所述接收模塊控制單元將反饋調(diào)節(jié)后的超聲波信號(hào)的幅值作為控制參數(shù)控制方向指示燈亮的個(gè)數(shù)，該控制參數(shù)越大，方向指示燈亮的個(gè)數(shù)越多。2.如權(quán)利要求1所述的聲納導(dǎo)向逃生救援系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)射模塊中包括兩個(gè)以上超聲波發(fā)射換能器；所述超聲波發(fā)射模塊中用于安裝超聲波發(fā)射換能器的端面為圓弧面，兩個(gè)以上所述超聲波發(fā)射換能器沿該圓弧面的軸向和周向間隔分布形成超聲波發(fā)射換能器陣。3.如權(quán)利要求1或2所述的聲納導(dǎo)向逃生救援系統(tǒng)，其特征在于，在所述超聲波發(fā)射模塊中還設(shè)置有一個(gè)以上用于發(fā)射激光射線的激光發(fā)射器。4.如權(quán)利要求1或2所述的聲納導(dǎo)向逃生救援系統(tǒng)，其特征在于，在所述超聲波接收模塊中還設(shè)置有兩個(gè)以上距離指示燈；所述接收模塊控制單元將反饋調(diào)節(jié)后的程控放大器的放大倍數(shù)作為控制參數(shù)控制距離指示燈亮的個(gè)數(shù)，該控制參數(shù)越小，距離指示燈亮的個(gè)數(shù)越少。5.如權(quán)利要求1所述的聲納導(dǎo)向逃生救援系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊中的電源均采用可充電電池，所述發(fā)射模塊控制單元實(shí)時(shí)采集超聲波發(fā)射模塊中電池的剩余電量，當(dāng)電池的剩余電量低于其內(nèi)部設(shè)定的閾值時(shí)，發(fā)出低電量警報(bào)；所述接收模塊控制單元實(shí)時(shí)采集超聲波接收模塊中電池的剩余電量，當(dāng)電池的剩余電量低于其內(nèi)部設(shè)定的閾值時(shí)，發(fā)出低電量警報(bào)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種聲納導(dǎo)向逃生救援系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊，其中超聲波發(fā)射模塊作為聲源用于發(fā)射單頻超聲信號(hào)以及激光射線，超聲波接收模塊用于接收超聲波發(fā)射模塊所發(fā)出的超聲信號(hào)，并指示聲源所在的方向和距離。由此可實(shí)現(xiàn)在火災(zāi)現(xiàn)場對(duì)消防人員的引導(dǎo)逃生及搜尋救援。該系統(tǒng)將聲納技術(shù)應(yīng)用于消防員火災(zāi)現(xiàn)場的導(dǎo)向逃生，安全可靠，便于攜帶，受環(huán)境影響??；采用該系統(tǒng)消防人員能夠快速準(zhǔn)確的找到逃生出口，保障消防人員的安全。
【IPC分類】G01C15/00, G01S11/14, G01S3/803
【公開號(hào)】CN205139358
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520778543
【發(fā)明人】彭永剛, 楊翰卿, 蔡大可, 馬占平, 宋凱
【申請(qǐng)人】北京長城電子裝備有限責(zé)任公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月9日