[实用新型]一种火灾逃生导航系统

说明书

技术领域

本实用新型属于计算机应用技术领域，具体涉及到一种基于RFID的火灾逃生导航系统。 

背景技术

目前，在火灾逃生中应用最多的是设置安全出口、安全通道，并设置相关的标志。在火灾发生时，这种方法的确起到了帮助人员逃生的作用，但是，目前的方法仍有其不足之处：

（1）当前的方法需要人员熟悉室内环境，了解安全出口的具体位置，这对于一个对环境不熟悉的人来说是很不利的，他们极有可能因为找不到安全出口而错失逃生的机会。

（2）目前方法主要针对人群的疏散，对个体的考虑不足，容易在火灾时造成本可避免的伤亡。比如目前的措施中没有考虑到对浓烟、有毒有害气体的防护，对坠落物的防护等。

发明内容

为了弥补目前火灾逃生方法的不足，本实用新型设计了一种基于RFID的火灾逃生导航系统，该系统通过在室内布设定位设施，并提供集成了定位模块，防护模块的终端，从而使得人们能够在火灾中获得逃生的导航信息以及自身的防护。

本实用新型包括定位基础设施和导航、防护终端。

所述的定位基础设施由多个定位导航单元组成，定位导航单元分布在人必经的通道及拐角处，每个定位导航单元内有八个无源RFID。

所述的导航、防护终端由定位、导航模块和防护模块组成，定位、导航模块包括语音模块、射频模块、MCU、RSS读取单元；定位、导航模块负责发送射频信号以激活无源RFID，再通过RSS读取单元获得各标签的RSS值，通过MCU处理后获得人员的位置，行进速度及方向，并将人员的位置及安全出口的位置通过语音模块告诉人员；防护模块包括安全头盔、防毒口罩、护目镜。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果：

（1）提供的终端能够在一定程度上保护人员不受烟雾、坠落物的损伤；

（2）终端提供了动态的定位服务，使人员能够在不熟悉地形的情况下仍然能够找到安全出口并顺利逃生；

（3）RFID的价格低廉，系统采用RFID定位技术，在基础设施的铺设上具有价格优势；

（4）定位采用RFID阵列，在一个阵列中有一个或几个标签损坏均不会造成很大影响，系统的可靠性较高。

附图说明

图1为RFID阵列的布设方式；

图2为终端的结构图；

图3为终端示意图； 

图4为定位算法示意图；

图5为系统的布设实例。

具体实施方式

以下结合附图对该系统的布设及运作方式进行说明。

图1表示RFID的阵列布设方式，一个阵列的长宽均为2m，其中有8个无源RFID，在阵列的四个角上各有一个标签，中央还有4个标签，这四个标签关于中心对称，相互间的距离为1m。

图2为终端的结构图，如图中所示，终端包括定位、导航模块和防护模块两个部分。定位、导航模块又分为语音模块、射频模块、MCU、RSS读取单元。射频模块负责发送射频信号，用以激活RFID，RSS读取单元负责获得标签的RSS数据，并交给MCU，MCU处理数据后获得定位导航信息，通过语音模块为人员提供导航服务。防护模块包括安全头盔、防毒口罩、护目镜三个部分。安全头盔用以保护人员不被坠落物砸伤，防护口罩和护目镜则用来使人员免受烟雾的伤害。

图3为终端的示意图，主体为一个安全头盔，其中的1为射频模块和RSS感知单元；2为MCU,3为语音模块，这三者之间通过线路连接；4和5分别为护目镜和防毒口罩。

图4为定位算法的示意图，RFID阵列定位算法具体是：该算法利用RFID返回信号的RSS值随距离增加而下降的原理实现定位。当导航模块的射频信号覆盖到RFID阵列中的标签时，这些标签被激活，并发射出相应的射频信号，此时RSS读取单元获得收到的标签信号的RSS值。根据之前所标定的RSS值与距离的对应关系，以每个标签为圆心，标签到终端的距离为半径画圆，这样每两个圆都有两个交点，当RSS单元是第一次读取到该标签时，则选取距离阵列中心较远的点作为可能位置，在这之后的选点则根据收到的RSS的标签数的多少来决定那个点是可能位置，比如当收到的标签较少时选取离阵列中心较远的点，反之选取里阵列中心较近的点，之后将所有可能位置的坐标取平均值，即为当前终端的位置。之后每间隔0.5秒测量一次RSS值，取得终端的位置信息，并绘出终端的运动轨迹，从而得出运动的方向及速度。