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(shí)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(cè)、人員定位、呼吸機(jī)氧氣倒計(jì)時(shí)、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(zhēng)，在數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)上使用的攻擊、防護(hù)、觀察、通信、定位高度集成化和人機(jī)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(duì)講機(jī)和具有全球定位功能的超微型計(jì)算機(jī)，用于無(wú)線電聯(lián)絡(luò)、方向定位和戰(zhàn)斗識(shí)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(dá)等，它們裝有紅外探測(cè)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(jí)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(yàn)式黑箱救援”方式，并不能達(dá)到全面數(shù)字化監(jiān)控的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為此本實(shí)用新型是基于無(wú)線通訊技術(shù)，提供一種集視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、人員定位、呼吸機(jī)氧氣倒計(jì)時(shí)、生命體征監(jiān)控于一體的數(shù)字化單兵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急救援和作戰(zhàn)人員現(xiàn)場(chǎng)全過(guò)程的數(shù)字化全面監(jiān)控。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)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(cè)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(jì)算機(jī)和與所述計(jì)算機(jī)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(cè)量元件的3個(gè)加速度計(jì)和3個(gè)陀螺儀，所述3個(gè)陀螺儀測(cè)量運(yùn)載體的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，3個(gè)加速度計(jì)測(cè)量運(yùn)載體的3個(gè)平移運(yùn)動(dòng)的加速度；所述環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括氣體檢測(cè)裝置，檢測(cè)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(cè)儀，所述心率監(jiān)測(cè)儀包括單片機(jī)、傳感器、信號(hào)處理電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、顯示電路、藍(lán)牙電路、報(bào)警電路，通過(guò)藍(lán)牙把心跳數(shù)據(jù)傳輸給所述計(jì)算機(jī)；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(yǔ)音信息采集器，圖像信息采集器采用攝像機(jī)，語(yǔ)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(shí)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(shí)間彡5h;
[0010]4、多路處理能力彡4路；
[0011]5、延時(shí)時(shí)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(tái)音視頻同步錄像機(jī)和一臺(tái)高保真音箱。
[0014]所述生命體征監(jiān)控子系統(tǒng)藍(lán)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(bào)警元件用聲類或光類報(bào)警元件。
[0016]本實(shí)用新型具有的有益效果是:本實(shí)用新型以數(shù)字化模式實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)“經(jīng)驗(yàn)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(hù)隊(duì)員的單兵作戰(zhàn)能力，實(shí)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(duì)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(shuō)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(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)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(shí)施例并不是對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作的唯一限定，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案精神實(shí)質(zhì)下所做的任何等同變換或改動(dòng)，均應(yīng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0022]本實(shí)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(cè)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(jì)算機(jī)6，并通過(guò)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(shí)用新型采用慣性導(dǎo)航技術(shù)，實(shí)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(shí)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(duì)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(cè)量元件、計(jì)算機(jī)、顯示器等組成。如圖2所示，慣性測(cè)量元件包括3個(gè)加速度計(jì)11?13，和3個(gè)陀螺儀14?16，3個(gè)自由度陀螺儀用來(lái)測(cè)量運(yùn)載體的3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，3個(gè)加速度計(jì)用來(lái)測(cè)量運(yùn)載體的3個(gè)平移運(yùn)動(dòng)的加速度。單兵系統(tǒng)核心計(jì)算機(jī)6能夠根據(jù)測(cè)得的加速度信號(hào)采用常規(guī)方法計(jì)算出運(yùn)載體的速度和位置數(shù)據(jù)。顯示器7能夠?qū)θS模型實(shí)現(xiàn)縮放、平移、旋轉(zhuǎn)定位，從而達(dá)到對(duì)場(chǎng)景不同部分可視化漫游瀏覽。本實(shí)用新型采用捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，慣性測(cè)量元件直接安裝在人體上。利用慣性元件(加速度計(jì))來(lái)測(cè)量運(yùn)載體本身的加速度，經(jīng)過(guò)積分和運(yùn)算得到速度和位置，從而達(dá)到對(duì)運(yùn)載體導(dǎo)航定位的目的。采用慣性導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，組成系統(tǒng)的設(shè)備都安裝在運(yùn)載體內(nèi)，工作時(shí)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(chǎng)三維參數(shù)，采回來(lái)的三維參數(shù)能夠在三維場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)人員行走軌跡實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬，每個(gè)的救援人員行走的軌跡可以采用一種顏色表現(xiàn)，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)人員的位置。監(jiān)控人員可以第一時(shí)間查看現(xiàn)場(chǎng)人員內(nèi)部分布，同時(shí)如果各個(gè)人員有其編號(hào)，每個(gè)編號(hào)均對(duì)應(yīng)相關(guān)人員的基本信息等，則更便于指揮現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度和調(diào)控；同時(shí)還可準(zhǔn)確查看場(chǎng)地內(nèi)部的設(shè)備分布，每個(gè)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(guò)程中及時(shí)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(shí)、臣卜倒等情況下的應(yīng)急報(bào)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(shí)間彡5h;
[0030]4、多路處理能力彡4路；
[0031]5、延時(shí)時(shí)間< 4s;
[0032]6、工作溫度范圍-10°C?75°C。
[0033]二、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)
[0034]環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)包括氣體檢測(cè)裝置，主要完成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中各種氣體要素的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為救援人員提供保障，同時(shí)環(huán)境要素實(shí)時(shí)參數(shù)需要通過(guò)應(yīng)急通信系統(tǒng)傳輸?shù)胶髨?chǎng)監(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(cè)子系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的是對(duì)井氫、粉下一氧化碳、二氧化碳、氧氣、甲烷、硫化氫的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障井下救援人員的生命安全。監(jiān)測(cè)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(duì)各檢測(cè)要素的檢測(cè)要求是:
[0035]1.共性檢測(cè)指標(biāo)
[0036](1)工作溫濕