一种基于无线通信的消防对讲定位系统的制作方法

本发明涉及消防通信，具体为一种基于无线通信的消防对讲定位系统。

背景技术：

1、随着城市化的快速发展，高层建筑、大型商场等复杂场所的增多，火灾救援的难度不断上升。在紧急情况下，特别是火灾现场，有效的通讯和精准的定位是保障消防员安全、提高救援效率的关键。基于无线通信的消防对讲定位系统应运而生，它结合了无线通讯技术与定位技术，为现代消防提供了强有力的技术支持。基于无线通信的消防对讲定位系统主要由对讲机、定位装置和中央控制台三部分组成。对讲机是消防队员间进行语音通讯的主要工具，采用数字无线通讯技术，具有抗干扰能力强、信号稳定、覆盖范围广等特点。定位装置通常采用gps全球定位系统或者rfid射频识别技术。gps适用于室外开阔环境的定位，而rfid则更适合于室内或信号受限的环境。定位装置能够实时追踪消防队员的位置，并将位置信息发送回中央控制台。中央控制台通过系统集成的加密算法，可以确保通讯内容的私密性和安全性。基于无线通信的消防对讲定位系统广泛应用于城市火灾救援、森林火灾扑救和特殊环境救援等场景。在高层建筑、大型商场等城市火灾现场，系统能够有效指导消防队员进行救援。在广阔的森林火灾现场，系统可以帮助指挥中心实时掌握队员位置，合理调配资源。在隧道、地下空间等特殊环境，系统能够确保救援行动的顺利进行。基于无线通信的消防对讲定位系统不仅提升了消防队员之间的通讯效率，还确保了队员的安全，并为指挥决策提供了强有力的数据支持。随着技术的不断进步，未来的消防对讲定位系统将更加智能化、集成化。

2、目前，传统基于无线通信的消防对讲定位系统无法实现实时的动态轨迹追踪，面对火场内的突发事故，消防员容易出现方向迷失和通信失联的情况，对生命安全造成了巨大威胁，严重影响了救援效率。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于无线通信的消防对讲定位系统，具备通信顺畅救援行动安全性更高、规范操作救援效率高等优点，解决了传统基于无线通信的消防对讲定位系统无法实时动态轨迹追踪，通信易失联对生命安全造成了巨大威胁的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无线通信的消防对讲定位系统，包括多维采集模块、对讲定位模块和预警管理模块；

5、所述多维采集模块包括定位捕捉单元、环境监测单元和对讲通信单元，所述定位捕捉单元通过网络连接rfid装置采集定位数据集，并传输至对讲定位模块，所述环境监测单元通过网络连接环境监测装置采集环境数据集，并传输至对讲定位模块，所述对讲通信单元通过网络连接对讲装置采集通信数据集，并传输至对讲定位模块，所述多维采集模块通过网络连接对讲定位模块；

6、所述对讲定位模块包括安全分析单元、动态追踪单元和立体建模单元，所述安全分析单元根据环境数据集和对讲数据集，计算生成风险指数，并通过网络传输至立体建模单元，所述动态追踪单元根据定位数据集，计算生成追踪轨迹，并通过网络传输至立体建模单元，所述立体建模单元根据风险指数和追踪轨迹，计算生成三维模型，所述对讲定位模块通过网络连接预警管理模块；

7、所述预警管理模块根据风险指数和追踪轨迹，判断消防员的安全状态，生成对应的警报信号后传输至对讲装置和中央控制台。

8、优选的，所述定位数据集包括rfid装置捕捉到消防员定位的时间点和位置数据，所述定位数据集表达式为，表示rfid装置捕捉到消防员定位的时间点，表示rfid装置捕捉到消防员定位的位置数据，至依次对应每个参与消防救援行动消防员的定位时间点和位置数据。

9、优选的，所述环境数据集包括环境监测装置捕捉到消防救援现场的温度和烟雾浓度数据，所述环境数据集表达式为，表示环境监测装置捕捉到消防救援现场的温度，表示环境监测装置捕捉到消防救援现场的烟雾浓度数据，至依次对应每个参与消防救援行动消防员所处环境的温度和烟雾浓度数据。

10、优选的，所述对讲数据集包括对讲终端输入和输出的通信内容，所述对讲数据集表达式为，表示对讲终端输入的通信内容，表示对讲终端输出的通信内容，至依次对应每个参与消防救援行动消防员通过对讲终端输入和输出的通信内容，所述定位数据集中的至、环境数据集中的至和对讲数据集中的至依次对应所有参与消防救援行动的消防员，其中，定位数据集中的、环境数据集中的和对讲数据集中的均是对应同一名参与消防救援行动的消防员。

11、优选的，所述安全分析单元根据环境数据集和对讲数据集，计算生成风险指数，其计算公式如下：，

12、公式中，表示风险指数，表示风险指数计算公式中定义安全标准的固定参数，表示将环境数据集中1至n消防员所在的环境温度、烟雾浓度数据和对讲数据集中1至n消防员通过对讲终端输出的通信内容对比固定参数，分析得到每个消防员所在环境的安全风险指数。

13、优选的，所述动态追踪单元根据定位数据集，计算生成追踪轨迹，其计算公式如下：，

14、公式中，表示追踪轨迹，表示按照时间顺序，根据定位数据集中1至n消防队员的位置数据，分析计算生成每个消防员的动态追踪轨迹。

15、优选的，所述立体建模单元根据风险指数和追踪轨迹，计算生成三维模型，其计算公式如下：

16、，

17、公式中，表示三维模型，表示将每个消防员的动态追踪轨迹结合已捕捉到的环境安全风险指数，以3d立体视角建立三维模型。

18、优选的，所述预警管理模块实时监控每个消防员的风险指数，若单个或多个消防员的风险指数超过预设值时，预警管理模块判断消防员所在位置存在生命危险，并生成危险警报信号后传输至对讲装置和中央控制台。

19、优选的，所述预警管理模块实时监控每个消防员的追踪轨迹，若单个或多个消防员的追踪轨迹与其余消防员的追踪轨迹的空间距离超过预设值时，预警管理模块判断消防员超出响应范围，并生成偏离警报信号后传输至对讲装置和中央控制台。

20、优选的，所述预警管理模块通过网络将立体模型传输至中央控制台，辅助管理人员调度消防员行动方向。

21、与现有技术相比，本发明提供了一种基于无线通信的消防对讲定位系统，具备以下有益效果：

22、1、本发明通过多维采集模块设置定位捕捉单元、环境监测单元和对讲通信单元，分别采集定位数据集、环境数据集和通信数据集，对讲定位模块设置安全分析单元、动态追踪单元和立体建模单元，安全分析单元根据环境数据集和对讲数据集，计算生成风险指数，综合性评估了消防员所在位置的环境质量和通信质量，保证通信效率的同时，时刻保障消防员的生命安全，通信顺畅救援行动安全性更高，动态追踪单元根据定位数据集，计算生成追踪轨迹，实时监控回放每个消防员的动态轨迹，紧急情况下强化安全管理，便于中央控制台灵活调整救援策略，以适应火情的变化，立体建模单元根据风险指数和追踪轨迹，计算生成三维模型，现场感知能力强，有助于快速分析起火点和起火原因，避免火势进一步扩散。

23、2、本发明通过预警管理模块根据风险指数和追踪轨迹，判断消防员的安全状态，若单个或多个消防员的风险指数超过预设值时，预警管理模块判断消防员所在位置存在生命危险，并生成危险警报信号后传输至对讲装置和中央控制台，若单个或多个消防员的追踪轨迹与其余消防员的追踪轨迹的空间距离超过预设值时，预警管理模块判断消防员超出响应范围，并生成偏离警报信号后传输至对讲装置和中央控制台，预警管理模块通过网络将立体模型传输至中央控制台，辅助管理人员调度消防员行动方向，提高救援行动的规范性和专业性，规范操作救援效率高。