[发明专利]一种多功能消防头盔

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能消防头盔，属于消防安全技术领域。

背景技术

消防员在工作期间越来越需要实时监测和协调，如监测人员的周围环境以及他们的健康状况，有效的协调相邻的小组成员之间的状况、以及与远程控制指挥中心的实时多媒体通讯，识别和跟踪人员及装备的位置，及时预警危险环境，减少消防员的伤亡情况，现有的消防头盔监控功能单一，定位精度不高，无法实现消防员在上楼过程中的定位，无法满足实际工作需求。同时，现有头盔在遇到火灾等高温条件下，消防头盔极易融化，因此急需一种耐高温、能够精确定位且集多种监控及预警功能与一身的消防头盔。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种多功能消防头盔，具有耐高温、精确定位且集多种监控及预警功能与一身的特点，采用的技术方案如下：

本发明的目的在于提供一种多功能消防头盔，包括壳体1和智能控制装置2；所述壳体1包括气凝胶层11，外壳层12，缓冲层13和内衬层14，其中：气凝胶层11包裹在外壳层12的表面，缓冲层13位于外壳层12和内衬层14之间；所述智能控制装置2包括x-IMU精确定位装置21，人体体温探测器22，烟雾传感器23，有害气体传感器24，环境温度传感器25，骨传导耳机26，摄像和语音装置27，数据处理装置28，通信装置29和电源210；所述x-IMU精确定位装置21，人体体温探测器22，烟雾传感器23，有害气体传感器24，环境温度传感器25，骨传导耳机26，摄像和语音装置27，通信装置29和电源210均与数据处理装置28连接；所述x-IMU精确定位装置21包含三轴加速度传感器，三轴陀螺仪和三轴磁场传感器。

优选地，所述内衬层11，成头骨形，与消防员的头部贴合。

优选地，所述x-IMU精确定位装置21，人体体温探测器22，烟雾传感器23，有害气体传感器24，环境温度传感器25均为无线传感器。

优选地，所述x-IMU精确定位装置21通信装置29和电源210均固定在外壳层12下方，位于头盔外壳层12和缓冲层13之间；所述人体体温探测器22位于头盔内衬层14的前部；所述骨传导耳机26位于头盔内衬层的左部或右部靠近消防员耳骨处；所述烟雾传感器23，有害气体传感器24，环境温度传感器25均位于头盔气凝胶层11外部。烟雾传感器23，有害气体传感器24，环境温度传感器25外部均设有涂有耐高温材料的保护罩。

所述骨传导耳机26与消防员耳骨接触。所述骨传导耳机26带有麦克。

优选地，所述摄像和语音装置27包括4个，分别设置在头盔的前方、后方、左方和右方，所有摄像和语音装置27检测区域角度总和为360°。

优选地，所述通信装置29，为蓝牙装置、WIFI装置、3G装置和4G装置中的一种或几种。

优选地，所述智能控制装置2还包括震动传感危险预警装置3，所述震动传感危险预警装置3与数据处理装置28相连。

更优选地，所述震动传感危险预警装置3包括超声波测距传感器31和震动警示装置32。

优选地，所述震动警示装置32包括4个，分别设置在头盔内衬层14的前方、后方、左方和右方，与消防员头部接触；所述超声波测距传感器31位于气凝胶层11外部、头盔的顶端。

优选地，所述头盔还包括与数据处理装置28连接的警报装置4。

更优选地，所述警报装置4包括智能语音提示装置或音乐提示装置。

x-IMU精确定位装置21包含三轴加速度传感器，三轴陀螺仪和三轴磁场传感器(magetometer)三个传感器，其中加速度传感器用于获取空间内平移的信息，磁场传感器获取转向信息，磁场传感器用于确定参考方向。

本发明实现高精度定位的方法：

进入火场前(室外)首先启动跟踪系统，系统利用三轴磁场传感器首先确定消防员由入口进入时的方向(以地球为参考平面的世界坐标系)。消防员进入楼体后，根据加速度传感器获取的信号，通过信号去噪，峰值检测来确定每一步的周期，并通过对每一个周期内的加速度信号进行二重积分来估测每一步的步长，然后对陀螺仪垂直于重力的角加速度分量进行二重积分来估算每一步的相对角度变化。将这些信息通过网络传回控制中心，在控制中心实时生成各个消防员由入口进入火场后所行走的路线图。