消防员生命体征监测系统设计与实现

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1、消防设备研究消防员生命体征监测系统设计与实现杨树峰，隋虎林，李志刚（公安部沈阳消防研究所，辽宁沈阳１１００３４）摘要：设计并开发了一种用于实时监测运动状态下消防及部署提供重要参考，进而为灭火救援行动顺利展开提员心率、呼吸率、体温、姿态和活动强度等信息的消防员生命体供有力保障。征监测系统。介绍了系统的架构、功能和特点，给出生命体征１系统总体设计信息采集终端软件和监控指挥中心软件的实现方案，并对实施１．１系统结构设计过程中的关键技术如基于三轴加速度计的运动监测和基于心消防员生命体征监测系统由生命体征信息采集终端率和呼吸率的无氧

2、阈值检测等进行说明。系统的实施可为指和监控指挥中心两部分组成。采集终端由消防员随身配挥中心确保消防员生命安全和顺利开展灭火救援行动提供决备，负责各项生命体征参数的采集和上传；监控指挥中心策支撑。接收并分析数据，最终将各项生命体征参数以文字、曲线关键词：消防员；生命体征；灭火救援；远程传输的方式实时显示，对异常生理指标给予报警提示。系统中图分类号：Ｘ９２４．４，ＴＵ９９８．１３文献标志码：Ａ结构框图如图１所示。文章编号：１００９－００２９（２０１４）０３－０３１４－０４近年来，我国重特大火灾和其他各类灾害事故时有发生，灾害规

3、模不断扩大，消防官兵在深入灾害事故现场执行侦察和搜救任务时，由于过度疲劳、体力不支或身处险境等因素而不能及时自主撤离灾害事故现场，致使其人身安全受到极大威胁。消防部队在敢于进攻、善于内攻、确保人民群众生命财产安全的同时，首先要最大限度地避免和减少消防官兵伤亡事故的发生。因此，在现代信息化战场条件下，对战斗状态下消防员生命状况的监测显得尤为重要。指挥中心要始终坚持“以人为本，科学施救”的原则，在充分掌握消防员生命状况、确保其生命安全的基础上做出科学的决策指挥，进而提高作战效能。美国、日本等发达国家针对生命体征监测技术相继展开

4、研究，开发了一系列用于数字化战场的单兵生命安图１消防员生命体征监测系统结构框图全状态追踪监视系统，作为作战装备广泛应用于军事战生命体征信息采集终端由生命体征传感器和信息采场，此类产品网络化、实用化程度强，但成本极高。我国集传输装置组成。其中，生命体征传感器采用集皮肤温对生命体征监测技术和相关产品的研究在体育、医疗等度传感器、心电传感器、呼吸率传感器和三轴加速度传感领域较为广泛，但针对消防员灭火战斗领域的研究尚处器为一体的多功能融合传感器，用于捕捉生命状态和运于初级阶段。多数产品存在便携性差、通信能力弱、报警动状态，可实现对

5、运动状态下消防员心率、呼吸率、体温、不及时等缺点，使其实用性大打折扣。更未有较为成熟静止姿态、活动度等生命体征的采集。使用时由消防员的生命监测装备在消防部队广泛使用。佩戴于胸部，采集的数据通过蓝牙与信息采集传输装置笔者综合现有的传感器技术、嵌入式技术和网络通通信。信息采集传输装置为具有低功耗特性的嵌入式终信技术，设计了一种消防员生命体征监测系统。通过该端设备，内置安卓操作系统，具有ＧＰＳ、蓝牙和强光震动系统，消防指挥中心可以实时监测消防员心率、呼吸频提示功能。传输装置通过蓝牙实时接收消防员生命体征率、体表温度、身体姿态和运

6、动状态，并可及时对异常状及运动状态等信息，并可通过ＷＩＦＩ、３Ｇ或数传电台等３态进行报警。该系统具有便携性好、实用性强、稳定性高种无线通信方式与监控指挥中心互联互通。等特点，为指挥中心确保消防员人身安全、做出合理决策监控指挥中心部署有监控软件，可与生命体征信息基金项目：公安部应用创新项目“消防员生命体征实时监测技术研究”（２０１２ＹＹＣＸＳＹＸＦ１５１）３１４ＦｉｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａｒｃｈ２０１４，Ｖｏｌ３３，Ｎｏ．３采集终端建立稳定的无线连接，实时获取所有在线消防上开发的应用程序。按照软件功

7、能和多线程设计思想，员的生命体征信息，并以文字、图表、曲线等方式实时显在初始化程序主界面后分别建立多个线程，实现蓝牙和示并存储；对于异常数据给予报警提示；能根据生命体征网络稳定连接、信息采集与上传、命令信息接收、实时信信息和作战时间通过数学模型评估体能状况，对出现疲息显示与报警等功能，进而提高程序执行效率。劳的消防员可报警提示；对报警的消防员，可统一部署附２．１蓝牙与网络连接状态监测近消防员，组建协同救援小组，并通过命令下达的形式通蓝牙与网络连接线程负责监测蓝牙与网络的连接状知小组成员展开协同救援；具有历史数据查询分析、Ｇ

8、ＰＳ态。通过不断监测生命体征传感器上传的握手信号，判定位和地图显示功能。断蓝牙的连接状态。当５ｓ内没有握手信号时，重新初始１．２系统功能设计化蓝牙，并自动完成蓝牙搜索、注册和连接。连接成功后针对灭火救援现场复杂环境和业务需求，消防员生发送时间同步命令，使传感器的时间与终端保持一致。命体征监测系统具体应实