本發(fā)明涉及消防安全領(lǐng)域，尤其涉及一種消防員體征監(jiān)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著火災(zāi)的規(guī)模和發(fā)生頻率逐年增長(zhǎng)，越來(lái)越多的消防員由于來(lái)不及從火場(chǎng)中撤出犧牲了寶貴的生命。這種現(xiàn)象可能是由多方面的因素造成的，比如說(shuō)體力耗盡、昏迷、重傷等。雖然消防員配備的保護(hù)裝備越來(lái)越先進(jìn)，消防員在滅火任務(wù)中的犧牲率卻在逐年上升，而對(duì)于消防防護(hù)服的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，如何在防護(hù)性和輕便性之間做出平衡是一件難以抉擇的事。一方面，消防員應(yīng)該穿著重型消防服以便保護(hù)自己免于受到高溫的灼傷，但從另一方面來(lái)說(shuō)，厚重消防服會(huì)削弱消防員對(duì)危險(xiǎn)環(huán)境的感知能力。更重要的是，在繁重的滅火任務(wù)中，身著重型服裝的消防員很容易耗盡體力，以至于不能及時(shí)從火場(chǎng)中撤出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種消防員體征監(jiān)控方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中消防員由于身著重型服裝的消防員很容易耗盡體力，以至于不能及時(shí)從火場(chǎng)中撤出的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種消防員體征監(jiān)控方法，包括：

獲取消防員的生理信息，所述生理信息包括運(yùn)動(dòng)程度、軀體直立角度、心率；

根據(jù)消防員的生理信息，判斷消防員的是否出現(xiàn)生理異常；

當(dāng)消防員出現(xiàn)生理異常時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警或通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)指揮車。

一種消防員體征監(jiān)控系統(tǒng)，包括：

第一獲取模塊，用于獲取消防員的生理信息，所述生理信息包括運(yùn)動(dòng)程度、軀體直立角度、心率；

判斷模塊，用于根據(jù)消防員的生理信息，判斷消防員的是否出現(xiàn)生理異常；

報(bào)警模塊，用于當(dāng)消防員出現(xiàn)生理異常時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警或通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)指揮車。

本發(fā)明提供一種消防員體征監(jiān)控方法及系統(tǒng)，通過(guò)獲取消防員的生理信息，所述生理信息包括運(yùn)動(dòng)程度、軀體直立角度、心率；根據(jù)消防員的生理信息，判斷消防員的是否出現(xiàn)生理異常；當(dāng)消防員出現(xiàn)生理異常時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警或通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)指揮車。能夠根據(jù)生理傳感器采集的消防員生理指標(biāo)，評(píng)估消防員的生理健康狀態(tài)，并及時(shí)進(jìn)行預(yù)警。通過(guò)收集火場(chǎng)中的環(huán)境信息，比如空氣溫度、二氧化碳(有毒氣體)濃度，來(lái)預(yù)測(cè)火場(chǎng)中的消防員所面臨的危險(xiǎn)程度并提前預(yù)警。有效保障了消防員的生命安全，降低了事故發(fā)生率。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種消防員體征監(jiān)控方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的判斷消防員的是否出現(xiàn)生理異常的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的一種消防員體征監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1所示，為一種消防員體征監(jiān)控方法，包括：

步驟101、獲取消防員的生理信息，所述生理信息包括運(yùn)動(dòng)程度、軀體直立角度、心率；

步驟102、根據(jù)消防員的生理信息，判斷消防員的是否出現(xiàn)生理異常；

步驟103、當(dāng)消防員出現(xiàn)生理異常時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警或通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)指揮車。

其中，步驟103之后還可以包括：

步驟103-1通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)確定最鄰近消防員；向所述最鄰近消防員發(fā)出求助信息。

步驟102之前還可以包括：

獲取環(huán)境信息，并將環(huán)境信息通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)指揮車。環(huán)境信息包括環(huán)境溫度、煙霧濃度、氧氣量等。

步驟101具體可以包括：

步驟101-1、根據(jù)三軸加速度傳感器，實(shí)時(shí)獲取消防員的運(yùn)動(dòng)程度g；

其中，g值越高，說(shuō)明消防員活動(dòng)得越劇烈。采用gmax和gmin分別代表消防員活動(dòng)的上限和下限。例如：如果g值高于gmax，表明消防員正在進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)并且很快會(huì)精疲力盡。但是如果g值低于gmin只能表示消防員處于靜止?fàn)顟B(tài)，不能夠分辨其正在休息還是處于昏迷狀態(tài)

步驟101-2、根據(jù)三軸加速度傳感器，獲取三個(gè)向量，x、y和z，并根據(jù)公式獲得消防員軀體與地面的夾角θ作為軀體直立角度；

其中，通過(guò)加速度傳感器，可以獲取三個(gè)向量，x、y和z。當(dāng)消防員處于靜止?fàn)顟B(tài)下，可以用這三個(gè)向量分別代表三個(gè)方向上的重力加速度，由此可以獲得消防員軀體與地面的夾角θ作為其軀體的軀體直立角度，通常情況下，軀體直立角度應(yīng)該在60°和90°之間，如果其長(zhǎng)時(shí)間小于30°意味著消防員躺在地上，有昏迷的可能。

步驟101-3、根據(jù)心率傳感器，實(shí)時(shí)獲取消防員心率r。

其中，通過(guò)心率傳感器可以獲得消防員的心率信息。通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析可確定兩個(gè)臨界值，rmax和rmin，rmax表示消防員在救火行動(dòng)中通常所保持的最大心率，而rmin則代表消防員正常狀態(tài)下的最低水平，低于這個(gè)值可能代表穿戴者處于生理異常狀態(tài)。

步驟102具體可以包括：

當(dāng)運(yùn)動(dòng)程度g大于gmin，且心率小于rmin時(shí)，判斷出消防員心率偏低，其中，gmin為運(yùn)動(dòng)與靜止的運(yùn)動(dòng)程度臨界值，rmin為消防員正常狀態(tài)下的最低心率；

當(dāng)運(yùn)動(dòng)程度g大于gmax，且心率介于rmax與rmin之間時(shí)，判斷出消防員正在進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)并且很快需要休息，其中，gmax為劇烈運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)程度臨界值，rmax為消防員正常狀態(tài)下的最大心率；

當(dāng)心率r大于rmax時(shí)，判斷出消防員體力耗盡，需要及時(shí)休息；

當(dāng)心率r介于rmax與rmin之間，且運(yùn)動(dòng)程度g介于gmin與gmax之間時(shí)，判斷出消防員處于正常狀態(tài)；

當(dāng)運(yùn)動(dòng)程度g小于gmin，且心率r小于rmin時(shí)，判斷出消防員處于受傷昏迷狀態(tài)；

當(dāng)運(yùn)動(dòng)程度g小于gmin，且介于rmax與rmin之間時(shí)，計(jì)算消防員軀體直立角度θ，當(dāng)θ小于預(yù)設(shè)值，且持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間，判斷出消防員處于昏迷狀態(tài)。

為了更加清晰的說(shuō)明本方法實(shí)施例的判斷消防員的是否出現(xiàn)生理異常的方法，可以通過(guò)一張二維表來(lái)評(píng)估消防員的生理狀態(tài)，如圖2所示，。圖中的象限被四個(gè)值gmax、gmin、rmax和rmin分為九個(gè)區(qū)域。區(qū)域1和4表示消防員活動(dòng)正常但是心率偏低，這可能是心率傳感器的探頭與皮膚之間的連接不夠緊密，指揮車需要同消防員進(jìn)行無(wú)線電溝通以確認(rèn)消防員的生理和環(huán)境狀態(tài)。區(qū)域2代表消防員正在進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)并且很快需要休息。區(qū)域3，6和9代表穿戴者的體力已經(jīng)耗盡，需要馬上休息。區(qū)域5是正常狀態(tài)，通常消防員的運(yùn)動(dòng)程度和心率應(yīng)該保持在這個(gè)區(qū)域。區(qū)域7表示消防員的運(yùn)動(dòng)程度和心率都處于極低水平，可能受傷或者已經(jīng)昏迷，應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行無(wú)線電溝通并派出救援隊(duì)。區(qū)域8十分難以判斷，因?yàn)槿绻绬T處于靜止?fàn)顟B(tài)但是呼吸頻率正常，此時(shí)需要用到第三個(gè)參數(shù)軀體直立角度來(lái)判斷消防員是直立還是臥倒?fàn)顟B(tài)，如果消防員長(zhǎng)時(shí)間保持臥倒?fàn)顟B(tài)，則有可能已經(jīng)陷入昏迷，急需救援。

本發(fā)明通過(guò)獲取消防員的生理信息，所述生理信息包括運(yùn)動(dòng)程度、軀體直立角度、心率；根據(jù)消防員的生理信息，判斷消防員的是否出現(xiàn)生理異常；當(dāng)消防員出現(xiàn)生理異常時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警或通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)指揮車。能夠根據(jù)生理傳感器采集的消防員生理指標(biāo)，評(píng)估消防員的生理健康狀態(tài)，并及時(shí)進(jìn)行預(yù)警。通過(guò)收集火場(chǎng)中的環(huán)境信息，比如空氣溫度、二氧化碳(有毒氣體)濃度，來(lái)預(yù)測(cè)火場(chǎng)中的消防員所面臨的危險(xiǎn)程度并提前預(yù)警。有效保障了消防員的生命安全，降低了事故發(fā)生率。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種消防員體征監(jiān)控系統(tǒng)，如圖3所示，包括：

第一獲取模塊310，用于獲取消防員的生理信息，所述生理信息包括運(yùn)動(dòng)程度、軀體直立角度、心率；

判斷模塊320，用于根據(jù)消防員的生理信息，判斷消防員的是否出現(xiàn)生理異常；

報(bào)警模塊330，用于當(dāng)消防員出現(xiàn)生理異常時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警或通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)指揮車。

其中，報(bào)警模塊330還用于通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)確定最鄰近消防員；向所述最鄰近消防員發(fā)出求助信息。

本系統(tǒng)還包括第二獲取模塊340，所述第二獲取模塊340用于獲取環(huán)境信息，并將環(huán)境信息通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)指揮車。

所述第一獲取模塊310包括：

運(yùn)動(dòng)程度獲取單元311，用于根據(jù)三軸加速度傳感器，實(shí)時(shí)獲取消防員的運(yùn)動(dòng)程度g；

軀體直立角度獲取單元312，用于根據(jù)三軸加速度傳感器，獲取三個(gè)向量，x、y和z，并根據(jù)公式獲得消防員軀體與地面的夾角θ作為軀體直立角度；

心率獲取單元313，用于根據(jù)心率傳感器，實(shí)時(shí)獲取消防員心率r。

所述判斷模塊320包括：

第一判斷單元321，用于當(dāng)運(yùn)動(dòng)程度g大于gmin，且心率小于rmin時(shí)，判斷出消防員心率偏低，其中，gmin為運(yùn)動(dòng)與靜止的運(yùn)動(dòng)程度臨界值，rmin為消防員正常狀態(tài)下的最低心率；

第二判斷單元322，用于當(dāng)運(yùn)動(dòng)程度g大于gmax，且心率介于rmax與rmin之間時(shí)，判斷出消防員正在進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)并且很快需要休息，其中，gmax為劇烈運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)程度臨界值，rmax為消防員正常狀態(tài)下的最大心率；

第三判斷單元323，用于當(dāng)心率r大于rmax時(shí)，判斷出消防員體力耗盡，需要及時(shí)休息；

第四判斷單元324，用于當(dāng)心率r介于rmax與rmin之間，且運(yùn)動(dòng)程度g介于gmin與gmax之間時(shí)，判斷出消防員處于正常狀態(tài)；

第五判斷單元325，用于當(dāng)運(yùn)動(dòng)程度g小于gmin，且心率r小于rmin時(shí)，判斷出消防員處于受傷昏迷狀態(tài)；

第六判斷單元326，用于當(dāng)運(yùn)動(dòng)程度g小于gmin，且介于rmax與rmin之間時(shí)，計(jì)算消防員軀體直立角度θ，當(dāng)θ小于預(yù)設(shè)值，且持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間，判斷出消防員處于昏迷狀態(tài)。

通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的硬件平臺(tái)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以全部通過(guò)硬件來(lái)實(shí)施，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)背景技術(shù)做出貢獻(xiàn)的全部或者部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如rom/ram、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。

以上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。