一种搜救用智能头盔及通讯系统
技术领域
本实用新型涉及搜救设备技术领域，特别涉及一种搜救用智能头盔及通讯系统。
背景技术
井下作业者在进行井下工作的过程中，由于自然条件差，工作环境恶劣，使其工作的危险系数相对其他工作较高；因此，安全工作是井下作业目前面临的最重要、最严峻的问题；然而当事故发生时，若采用传统的搜救方式，如搜救犬和生命探测仪等，存在以下缺点：
1、对于被掩埋在较深地面下的待救援人员，难以确定其位置；
2、无法确定待救援人员的生命体征情况；
3、大面积灾难发生时，专业搜救人员的数量往往无法满足救援要求，且费时费力，影响搜救进度。
此外，井下作业者在工作过程中，都会佩戴头盔，然而现有的头盔结构相对简单，对井下作业者的生命不具备较高的保障性。
可见，现有技术还有待改进和提高。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种搜救用智能头盔及通讯系统，便于搜救人员获取待救援人员的位置信息、心率信息等，实现救援任务的有效快速进行。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种搜救用智能头盔，包括头盔本体，所述头盔本体上设置有：
用于协调和控制搜救用智能头盔整体工作的控制模块；
用于为搜救用智能头盔整体工作提供稳定电压的电源模块；
用于实现广播和对话功能的音频模块；
用于与外部设备进行通讯的无线通讯模块；
用于对待救援人员位置进行确认的定位模块；
用于感应待救援人员生命体征的生命感应模块；
用于实现照明功能的照明模块；
用于控制搜救用智能头盔开启和停止工作的开关按键；
所述电源模块、音频模块、无线通讯模块、定位模块、生命感应模块、照明模块和开关按键分别连接于控制模块。
所述的搜救用智能头盔中，所述定位模块包括双频433芯片和射频功放芯片，所述双频433芯片和射频功放芯片分别连接于控制模块。
所述的搜救用智能头盔中，所述音频模块包括设置于搜救用智能头盔上用于实现对话功能的扬声器和录音咪头、用于对音频进行降噪的音频译码芯片、用于对输出音量进行处理的音频公放芯片；所述音频模块还包括设置于搜救用智能头盔上，用于开启对话功能的对话按键；所述扬声器、录音咪头、音频译码芯片、音频公放芯片和对话按键连接于控制模块。
所述的搜救用智能头盔中，还包括用于与外部设备进行连接的接口模块；所述接口模块包括用于与外部投影设备进行连接的投影机接口和用于与外部灯光设备进行连接的灯光设备接口，所述投影机接口和灯光设备接口分别连接于控制模块。
所述的搜救用智能头盔中，所述照明模块包括设置于搜救用智能头盔前端的照明灯和用于控制照明灯开启和关闭的灯光开关按键，所述照明灯通过灯光设备接口连接于控制模块，所述灯光开关按键连接于控制模块。
所述的搜救用智能头盔中，还包括用于实现紧急报警的报警模块，所述报警模块连接于控制模块。
所述的搜救用智能头盔中，还包括用于对需搜救人员和不需搜救人员进行区分的人员排查模块，所述人员排查模块连接于控制模块。
所述的搜救用智能头盔中，还包括用于检测待救援人员受撞击程度的撞击感应模块，所述撞击感应模块连接于控制模块。
所述的搜救用智能头盔中，所述人员排查模块包括重力传感器，所述重力传感器连接于控制模块。
本实用新型还相应地提供了一种基于上述搜救用智能头盔的通讯系统，包括搜救用智能头盔及移动设备，所述搜救用智能头盔通过无线通讯模块与移动设备进行信息交换。
有益效果
与现有技术相比，本实用新型提供了一种搜救用智能头盔，其具有以下优点：
(1)通过双频433芯片和射频功放芯片的配合，搜救人员可在较远距离内获知待搜救人员的位置信息，便于救援任务的快速进行。
(2)人员排查模块可对需救援人员和不需救援人员进行区分，提高救援任务的准确度。
(3)待救援人员之间可通过搜救用智能头盔实现通讯，在一定程度上，可帮助待救援人员实现自救。
附图说明
图1为本实用新型所提供的搜救用智能头盔的结构示意图；
图2为本实用新型所提供的搜救用智能头盔的系统结构示意图；
图3为本实用新型提供的定位模块的系统结构图；
图4为本实用新型提供的音频模块的系统结构图；
图5为本实用新型提供的接口模块的系统结构图；
图6为本实用新型所提供的通讯系统的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种搜救用智能头盔及通讯系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前端”等指示的方位或位置关系为本实用新型基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述。
请参阅图1和图2，本实用新型提供了一种搜救用智能头盔，包括头盔本体1，所述头盔本体1上设置有：
控制模块，所述控制模块用于协调和控制搜救用智能头盔的整体工作；在本实施例中，所述控制模块可以但不限于是MCU微控制单元。
电源模块，所述电源模块用于为搜救用智能头盔的整体工作提供稳定电压，所述电源模块连接于控制模块；在本实施例中，所述电源模块可以但不限于是蓄电池；所述蓄电池通过卡扣可拆卸地设置于头盔本体上，便于进行蓄电池的更换。
音频模块，所述音频模块帮助用户实现广播和对话功能，所述音频模块连接于控制模块。
无线通讯模块，所述无线通讯模块使搜救用智能头盔可与外部设备，如移动手机等进行通讯，也可实现搜救用智能头盔之间的通讯，所述无线通讯模块连接于控制模块；在本实施例中，所述无线通讯模块包括WIFI芯片和蓝牙芯片。
定位模块，所述定位模块方便搜救人员对待救援人员的位置进行确认，所述定位模块连接于控制模块。
生命感应模块，所述生命感应模块用于感应待救援人员的生命体征信息，所述生命感应模块连接于控制模块；在本实施例中，所述生命感应模块包括设置在头盔本体上的心率传感器，所述心率传感器连接于控制模块；心率传感器收集待救援人员的心率信息，心率信息经过LDO线性稳压后传递至控制模块。
照明模块，所述照明模块用于实现照明功能，便于待救援人员在等待救援的过程中开展自救活动，所述照明模块连接于控制模块。
开关按键11，所述开关按键用于控制搜救用智能头盔开启和停止工作，所述开关按键连接于控制模块；在本实施例中，开关按键11为物理键，当需要使用搜救用智能头盔时，按下开关按键，搜救用智能头盔进入正常工作状态；当使用完毕时，再次按下开关按键，搜救用智能头盔停止工作。
进一步地，请参阅图3，所述定位模块包括双频433芯片和射频功放芯片，所述双频433芯片和射频功放芯片分别连接于控制模块；在本实施例中，所述定位模块还包括GPS定位模块和北斗定位模块；当GPS定位模块失效时，定位以RSSI算法为基础标准，双频433 芯片发出定位信息，再配合射频功放芯片把讯号放大，外部设备可在较远距离获得搜救用智能头盔的位置信息；当搜救人员与搜救用智能头盔的位置较近时(50米范围内)，采用 WIFI定位技术可计算出更精准的搜救用智能头盔所在的圆周范围；当搜救人员与搜救用智能头盔的位置进一步靠近时(10米范围内)，采用Ibeacon蓝牙技术实现近距离高精度定位。
433芯片具有定位、绕行和穿透等功能，除了金属材料的影响外，433芯片能穿过任意材料的物品且不降低其读取距离，即通过433芯片，搜救人员能准确抓取深埋于瓦砾下的搜救用智能头盔所发出的定位讯号；而使用双频433芯片、WIFI芯片和Ibeacon蓝牙芯片是为了确保每个芯片具备标签讯号，配合RSSI算法及距离信号计算，增加了定位的精准度和稳定性。
进一步地，请参阅图1和图4，所述音频模块包括设置于搜救用智能头盔上的、用于实现对话功能的扬声器21和录音咪头22、用于对所输出的音频进行降噪的音频译码芯片、用于对所输出音频的音量进行处理的音频公放芯片；所述音频模块还包括设置于搜救用智能头盔上，用于开启对话功能的对话按键23；扬声器21、录音咪头22、音频译码芯片、音频公放芯片和对话按键23连接于控制模块；在本实施例中，所述对话按键为物理键；当待救援人员按下对话按键时，搜救用智能头盔的对话功能开启，待救援人员可通过录音咪头和扬声器实现对话功能，音频信息先经过音频译码芯片进行降噪，再传输至控制模块，控制模块通过双频433芯片和蓝牙芯片将音频信息转发，与另一位待救援人员之间实现对话功能，另一位待救援人员接受到音频信息后，音频信息再经过音频公放芯片对音量进行调整后，通过扬声器进行音频信息的播放。
进一步地，请参阅图1和图5，所述头盔本体上还设置有用于与外部设备进行连接的接口模块；所述接口模块包括用于与外部投影设备进行连接的投影机接口31和用于与外部灯光设备进行连接的灯光设备接口，投影机接口31和灯光设备接口分别连接于控制模块；在其他实施例中，可在头盔本体上设置微型摄像机和录像按键32，录像按键32和微型摄像机分别连接于控制模块，录像按键32为物理键；按下录像按键，微型摄像机对事故现场进行拍摄；当待救援人员被救出后，外部人员可通过投影机接口连接投影机，可重现出现事故发生现场，对事故发生原因作进一步了解。
进一步地，请参阅图1，所述照明模块包括设置于搜救用智能头盔前端的照明灯(图中未示出)和用于控制照明灯开启和关闭的灯光开关按键41，所述照明灯通过灯光设备接口连接于控制模块，灯光开关按键41连接于控制模块；在本实施例中，所述照明灯可以但不限于是LED灯，所述灯光开关按键为物理键。
进一步地，所述头盔本体上还设置有用于实现紧急报警的报警模块，所述报警模块连接于控制模块；在本实施例中，所述报警模块为设置于头盔本体1上的报警按键51，报警按键51为物理键。
进一步地，所述头盔本体上还设置有用于对需搜救人员和不需搜救人员进行区分的人员排查模块，所述人员排查模块连接于控制模块。
进一步地，请参阅图2，所述头盔本体上还设置有用于检测待救援人员受撞击程度的撞击感应模块，所述撞击感应模块连接于控制模块；在本实施例中，所述撞击感应模块包括均匀地、周向地设置于头盔本体外边沿上的薄膜式压力传感器；当头盔感受到撞击时，各个薄膜式压力传感器将所检测到达的压力值反馈至控制模块，控制模块根据所收集的信息判断待救援人员受到撞击的严重程度。
进一步地，所述人员排查模块包括重力传感器，所述重力传感器连接于控制模块；当待救援人员在瓦砾当中时，双频433芯片使用绕行及穿透两个功能，此时，重力传感器的讯号会被屏蔽，若搜救人员通过移动设备接收到的双频433定位讯号中不包括重力传感器讯号，则判定该人员为需要救援人员；若双频433定位讯号包括重力传感器讯号，则判定该人员为不需救援人员，提高搜救人员的救援速度和救援准确度，且一定程度上提高了生还率。
请参阅图6，本实用新型还相应地提供了一种基于上述搜救用智能头盔的通讯系统，包括搜救用智能头盔及移动设备，所述搜救用智能头盔通过无线通讯模块与移动设备进行信息交换；在本实施例中，所述无线通讯模块可以但不限于是蓝牙芯片；通过该通讯系统，救援人员可通过移动设备了解待救援人员的位置信息、心率信息、受撞击强度信息、重力传感器讯号等，便于搜救人员确定待救援人员的救援顺序，实现救援活动的有效快速进行；此外，在一定距离内(与双频433芯片和射频功放芯片的性能有关)，待救援人员之间可通过搜救用智能头盔实现通讯，提高自救的可能性。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有的这些替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求书的保护范围内。
