一種數(shù)字化單兵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種監(jiān)控設(shè)備，特別是關(guān)于一種集視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、人員定位、呼吸機氧氣倒計時、生命體征監(jiān)控于一體的數(shù)字化單兵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]單兵數(shù)字化裝備是士兵從事信息化戰(zhàn)爭，在數(shù)字化戰(zhàn)場上使用的攻擊、防護、觀察、通信、定位高度集成化和人機一體化的多功能裝備，其中單兵通訊系統(tǒng)是其主要的部分，單兵通訊系統(tǒng)包括對講機和具有全球定位功能的超微型計算機，用于無線電聯(lián)絡(luò)、方向定位和戰(zhàn)斗識別。單兵武器包括激光槍、電子-電磁武器、高靈敏度反單兵雷達等，它們裝有紅外探測器、高效瞄準(zhǔn)具，集觀察、瞄準(zhǔn)、射擊于一體，能完成晝夜監(jiān)視、跟蹤、精確射擊等任務(wù)。單兵通訊系統(tǒng)和單兵武器的有效結(jié)合能夠完成超級作戰(zhàn)任務(wù)。
[0003]但是目前的數(shù)字化單兵系統(tǒng)僅是傳統(tǒng)意義上的“經(jīng)驗式黑箱救援”方式，并不能達到全面數(shù)字化監(jiān)控的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為此本實用新型是基于無線通訊技術(shù)，提供一種集視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、人員定位、呼吸機氧氣倒計時、生命體征監(jiān)控于一體的數(shù)字化單兵系統(tǒng)，實現(xiàn)了應(yīng)急救援和作戰(zhàn)人員現(xiàn)場全過程的數(shù)字化全面監(jiān)控。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種數(shù)字化單兵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括人員定位子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、生命體征監(jiān)控子系統(tǒng)、音視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、應(yīng)急通訊子系統(tǒng)，以及與各所述子系統(tǒng)采用控制線連接的計算機和與所述計算機連接的顯示器；所述人員定位子系統(tǒng)采用慣性導(dǎo)航裝備，包括作為測量元件的3個加速度計和3個陀螺儀，所述3個陀螺儀測量運載體的轉(zhuǎn)動運動，3個加速度計測量運載體的3個平移運動的加速度；所述環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)包括氣體檢測裝置，檢測要素包括甲烷、一氧化碳、氧氣、二氧化碳、硫化氫；所述生命體征監(jiān)控子系統(tǒng)包括心率監(jiān)測儀，所述心率監(jiān)測儀包括單片機、傳感器、信號處理電路、復(fù)位電路、時鐘電路、顯示電路、藍牙電路、報警電路，通過藍牙把心跳數(shù)據(jù)傳輸給所述計算機；所述音視頻監(jiān)控子系統(tǒng)包括前端和后端，其中前端包括圖像信息采集器和語音信息采集器，圖像信息采集器采用攝像機，語音信息采集器采用原聲高保真拾音器；所述應(yīng)急通信系統(tǒng)同時包括發(fā)送器和接收器，采用雙信道數(shù)據(jù)傳輸模式。
[0006]所述慣性導(dǎo)航裝備的硬件技術(shù)指標(biāo)是:
[0007]1、水平精度<5%;
[0008]2、垂直精度彡2m;
[0009]3、連續(xù)工作時間彡5h;
[0010]4、多路處理能力彡4路；
[0011]5、延時時間< 4s;
[0012]6、工作溫度范圍-10°C?75°C。
[0013]所述音視頻監(jiān)控子系統(tǒng)后端包括一臺音視頻同步錄像機和一臺高保真音箱。
[0014]所述生命體征監(jiān)控子系統(tǒng)藍牙傳輸范圍是< 30米。
[0015]所述生命體征監(jiān)控子系統(tǒng)傳感器用光電式傳感器，報警元件用聲類或光類報警元件。
[0016]本實用新型具有的有益效果是:本實用新型以數(shù)字化模式實現(xiàn)了由傳統(tǒng)“經(jīng)驗式黑箱救援”向“數(shù)字化監(jiān)控救援”的根本性轉(zhuǎn)變，提高了救護隊員的單兵作戰(zhàn)能力，實現(xiàn)各種災(zāi)害應(yīng)急救援的數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)調(diào)度、決策指揮的信息化，為應(yīng)急救援隊伍處理各類突發(fā)事故和自然災(zāi)害提供有效手段。
【附圖說明】
[0017]圖1是系統(tǒng)總框架圖。
[0018]圖2是人員定位子系統(tǒng)框圖。
[0019]圖3是生命體征監(jiān)控子系統(tǒng)框圖。
[0020]圖4是音視頻監(jiān)控子系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細(xì)的描述。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，以下實施例并不是對本實用新型技術(shù)方案作的唯一限定，凡是在本實用新型技術(shù)方案精神實質(zhì)下所做的任何等同變換或改動，均應(yīng)視為屬于本實用新型的保護范圍。
[0022]本實用新型包括如下幾方面的子系統(tǒng):人員定位子系統(tǒng)1，環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)2，生命體征監(jiān)控子系統(tǒng)3，音視頻監(jiān)控子系統(tǒng)4，應(yīng)急通訊子系統(tǒng)5，各系統(tǒng)都受控于核心計算機6，并通過顯示器7顯示，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0023]一、人員定位子系統(tǒng)
[0024]在人員定位子系統(tǒng)建設(shè)方面，本實用新型采用慣性導(dǎo)航技術(shù)，實現(xiàn)應(yīng)急救援人員在災(zāi)害環(huán)境中的位置定位以及跟蹤。在災(zāi)害性的環(huán)境中，需要實現(xiàn)人員的應(yīng)急定位、位置跟蹤，為指揮人員指揮布控、調(diào)度協(xié)調(diào)，隊友協(xié)調(diào)作戰(zhàn)提供空間依據(jù)。
[0025]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要由慣性測量元件、計算機、顯示器等組成。如圖2所示，慣性測量元件包括3個加速度計11?13，和3個陀螺儀14?16，3個自由度陀螺儀用來測量運載體的3個轉(zhuǎn)動運動，3個加速度計用來測量運載體的3個平移運動的加速度。單兵系統(tǒng)核心計算機6能夠根據(jù)測得的加速度信號采用常規(guī)方法計算出運載體的速度和位置數(shù)據(jù)。顯示器7能夠?qū)θS模型實現(xiàn)縮放、平移、旋轉(zhuǎn)定位，從而達到對場景不同部分可視化漫游瀏覽。本實用新型采用捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，慣性測量元件直接安裝在人體上。利用慣性元件(加速度計)來測量運載體本身的加速度，經(jīng)過積分和運算得到速度和位置，從而達到對運載體導(dǎo)航定位的目的。采用慣性導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)點是，組成系統(tǒng)的設(shè)備都安裝在運載體內(nèi)，工作時不依賴外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到干擾。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)能夠采集現(xiàn)場三維參數(shù)，采回來的三維參數(shù)能夠在三維場景中實現(xiàn)人員行走軌跡實時動態(tài)模擬，每個的救援人員行走的軌跡可以采用一種顏色表現(xiàn)，便于實時監(jiān)控每個人員的位置。監(jiān)控人員可以第一時間查看現(xiàn)場人員內(nèi)部分布，同時如果各個人員有其編號，每個編號均對應(yīng)相關(guān)人員的基本信息等，則更便于指揮現(xiàn)場調(diào)度和調(diào)控；同時還可準(zhǔn)確查看場地內(nèi)部的設(shè)備分布，每個設(shè)備的基本信息及狀態(tài)信息等，便于指揮救援人員在救援過程中及時啟用，可視化程度高。該子系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)人員在臥倒、行走、跑步、靜止等姿態(tài)的監(jiān)控；靜止超時、臣卜倒等情況下的應(yīng)急報警。
[0026]該慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的各硬件部分技術(shù)指標(biāo)是:
[0027]1、水平精度<5%;
[0028]2、垂直精度彡2m;
[0029]3、連續(xù)工作時間彡5h;
[0030]4、多路處理能力彡4路；
[0031]5、延時時間< 4s;
[0032]6、工作溫度范圍-10°C?75°C。
[0033]二、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)
[0034]環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)包括氣體檢測裝置，主要完成現(xiàn)場環(huán)境中各種氣體要素的實時監(jiān)測，為救援人員提供保障，同時環(huán)境要素實時參數(shù)需要通過應(yīng)急通信系統(tǒng)傳輸?shù)胶髨霰O(jiān)控系統(tǒng)，為指揮人員指揮決策提供參考。本環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)要實現(xiàn)的是對井氫、粉下一氧化碳、二氧化碳、氧氣、甲烷、硫化氫的實時監(jiān)控，保障井下救援人員的生命安全。監(jiān)測要素包括甲烷、一氧化碳、氧氣、二氧化碳、硫化氫(二氧化硫)、溫濕度、氣壓。對各檢測要素的檢測要求是:
[0035]1.共性檢測指標(biāo)
[0036](1)工作溫濕