基于遠(yuǎn)程通信的消防員生命狀態(tài)實時監(jiān)測.pdf

1、隨著大型建筑物的規(guī)模與復(fù)雜度迅速增加，火災(zāi)事故發(fā)生后的處置難度也不斷加大。消防員在救援現(xiàn)場難以實現(xiàn)準(zhǔn)確定位和有效的信息溝通，很容易造成嚴(yán)重的傷亡。本文依托無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)和GPRS遠(yuǎn)程通信，針對消防員生命狀態(tài)實時監(jiān)測開展研究，為保障消防員的生命安全和指揮人員實現(xiàn)協(xié)同救援提供有效的技術(shù)手段，對于提高火災(zāi)救援效率和減少人員傷亡具有積極的現(xiàn)實意義和工程價值。
　　在火災(zāi)發(fā)生后，建筑物內(nèi)通常處于電力和通信中斷的狀態(tài)，原有的通信設(shè)施

2、將無法有效使用，消防員難以從外界獲得位置信息。針對火場中準(zhǔn)確獲取消防人員位置信息的實際需求，本文將盲區(qū)推估與基于接收信號強(qiáng)度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位方法相結(jié)合，利用盲區(qū)推估模塊實現(xiàn)“信標(biāo)”消防員自定位，將其所攜帶的傳感器節(jié)點作為錨節(jié)點構(gòu)建動態(tài)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，為現(xiàn)場消防員的實時定位提供了現(xiàn)實可行的解決方案。
　　在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，信標(biāo)節(jié)點的幾何分布在很大程度上決定了目標(biāo)定位的性能。為提高室內(nèi)環(huán)境的定位精度，本文提出了一種GDOP（幾何

3、精度因子）輔助節(jié)點選擇算法，對當(dāng)前幾何分布的GDOP值進(jìn)行計算，以各節(jié)點對整體GDOP的貢獻(xiàn)值作為評價準(zhǔn)則，實時確定參與定位的錨節(jié)點子集。由于僅選擇部分錨節(jié)點參與定位運算，本文算法在保持定位精度的同時降低了系統(tǒng)能量消耗，有利于WSN節(jié)點維持較長的工作時間。
　　本文采用Android可視化終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與中轉(zhuǎn)，并開發(fā)了基于B/S架構(gòu)的遠(yuǎn)程服務(wù)器端進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。Android可視化終端可實現(xiàn)對便攜終端數(shù)據(jù)接收、盲區(qū)推估模塊數(shù)據(jù)處理

4、、體征與位置信息實時顯示及數(shù)據(jù)發(fā)送等功能。在遠(yuǎn)程服務(wù)器上，基于C/S架構(gòu)的接口程序接收并存儲消防員的實時數(shù)據(jù)。同時，基于B/S架構(gòu)的服務(wù)器端瀏覽器程序可為指揮人員提供直觀的信息界面，使其得以實時掌握火場內(nèi)消防員的體征與位置信息，以便組織協(xié)同救援活動。
　　實驗測試表明，本文設(shè)計并實現(xiàn)的消防員生命狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)ο绬T體征數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測和有效定位。該系統(tǒng)參數(shù)感知準(zhǔn)確、延遲時間小于0.2s，在室內(nèi)環(huán)境短距行進(jìn)時的人員定位誤差小