[发明专利]一种建筑物内部火灾应急导航定位系统和方法

权利要求书

1.一种建筑物内部火灾应急导航定位系统，其特征在于，包括：被困人员和救援人员的手持式定位装置、分布在通道上的多个消防应急灯、多个第一UWB收发器和智能传感器，其中，

每个手持式定位装置具有用于发出UWB信号的UWB定位标签和第二UWB收发器；

每个消防应急灯具有显示屏、供电电源和处理器，供电电源和处理器位于消防应急灯内，显示屏显露在消防应急灯表面，显示屏和处理器分别连接供电电源，显示屏连接处理器；

智能传感器安装在每个消防应急灯内且连接处理器和供电电源，智能传感器用于采集环境数据，并将环境数据发送给处理器；

每个第一UWB收发器分别安装在对应的一个消防应急灯内，并且多个第一UWB收发器共同构成一个具有多个定位基站的建筑物内部导航系统，第一UWB收发器连接处理器和供电电源，用于在接收到UWB信号的情况下向处理器发送相应信号和自身的定位数据；

处理器用于根据每个第一UWB收发器的信号和定位数据得出手持式定位装置的定位数据，并通过第一UWB收发器向被困人员及救援人员手持式定位装置的第二UWB收发器发送被困人员的定位数据和环境数据，以及根据不同第一UWB收发器之间的RSSI的定性变化判断通道的畅通情况，并根据判断结果和环境数据控制显示屏指示逃生路线。

2.根据权利要求1所述的建筑物内部火灾应急导航定位系统，其特征在于，智能传感器包括但不限于温度传感器、湿度传感器和压力传感器。

3.根据权利要求1所述的建筑物内部火灾应急导航定位系统，其特征在于，处理器采用STM32F103芯片。

4.根据权利要求1所述的建筑物内部火灾应急导航定位系统，其特征在于，第一UWB收发器和第二UWB收发器均采用DWM1000模块。

5.根据权利要求1所述的建筑物内部火灾应急导航定位系统，其特征在于，显示屏采用LED点阵屏。

6.一种建筑物内部火灾应急导航定位方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1～5中任一项所述的建筑物内部火灾应急导航定位系统，包括如下步骤：

S1、建筑内部被困人员的手持式定位装置通过UWB定位标签发出UWB信号；

S2、位于建筑内部通道的每个消防应急灯，其内部的智能传感器采集通道的环境数据，并发送给处理器；第一UWB收发器实时检测UWB信号，并在接收到UWB信号的情况下向处理器发送相应信号和自身的定位数据；

S3、处理器根据多个第一UWB收发器的信号和定位数据得出手持式定位装置的定位数据，然后通过第一UWB收发器向被困人员及救援人员手持式定位装置的第二UWB收发器发送被困人员的定位数据和通道的环境数据，以及根据不同第一UWB收发器之间的RSSI的定性变化判断通道的畅通情况，最后根据判断结果和环境数据控制消防应急灯的显示屏指示逃生路线。

7.根据权利要求6所述的建筑物内部火灾应急导航定位方法，其特征在于，处理器采用TDOA方法得出手持式定位装置的定位数据：先计算出手持式定位装置的UWB信号到各个已知定位的第一UWB收发器的距离差，再通过TDOA方程和第一UWB收发器的定位数据，计算得到手持式定位装置的定位坐标。

8.根据权利要求6所述的建筑物内部火灾应急导航定位方法，其特征在于，处理器根据不同第一UWB收发器之间的RSSI的定性变化判断不同第一UWB收发器之间是否存在阻隔介质以及介质的类型，从而判断出通道的畅通情况：

若某两个第一UWB收发器之间的信号衰减达到60％且低于100％，则判定这两个第一UWB收发器之间存在砖混实体墙；

若某两个第一UWB收发器之间的信号衰减达到100％，则判定这两个第一UWB收发器之间存在钢板；

若某两个第一UWB收发器之间的信号衰减低于10％，则判定这两个第一UWB收发器之间存在玻璃、木板、纸板；

若某两个第一UWB收发器之间的信号基本上没有衰减，则判定这两个第一UWB收发器之间没有阻隔介质。