一种融合室内外定位的呼救器

1.本实用新型涉及保证人身安全的呼救器技术领域，特别涉及一种融合室内外定位的呼救器。


背景技术：

2.城市火灾发生的诱因多样，火灾事故的多样性与复杂性对消防救援提出了更高的要求。
3.在消防员实施火灾救援时，现场状况是复杂而多变的，面对可能发生的突发意外情况，消防员必须第一时间用呼救器对外传递救援信息，市面上大部分呼救器不包含定位功能，一部分呼救器内部会装有北斗/gps定位模块，但是北斗/gps定位模块无法实现室内定位，在室内地形较为复杂时无法有效传递定位信息，影响救援效率。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种室内外都能实时精准定位、通讯能力强的融合室内外定位的呼救器，采用的技术方案为：
5.一种融合室内外定位的呼救器，包括底板、金属中框、主板和外壳，所述底板安装在金属中框下端，所述底板上设有电池和电池座接口，所述金属中框上端设有安装槽，所述主板安装在所述安装槽内，所述外壳安装在所述安装槽的开口处，所述主板上设有电池座，且所述电池座与所述电池座接口电连接，
6.所述外壳上安装有显示器和按键面板，所述主板上设有主控模块、sim卡槽以及分别与所述主控模块进行通信的uwb模块、蓝牙模块、lora模块、4g&gps模块和两个ahrs模块，所述显示器和按键面板与所述主控模块连接。
7.作为优选，所述外壳上还设有电源键，所述电源键与所述主控模块电连接。
8.作为优选，所述主板上还设有led，所述外壳上设有与所述led相匹配的透光部。
9.作为优选，所述主板上还设有type-c测试模块和type-c座，所述外壳上设有与所述type-c座相匹配的插口。
10.作为优选，所述蓝牙模块为蓝牙5.1模块。
11.作为优选，所述金属中框的一端安装有4g天线、uwb天线和lora天线，所述外壳一端设有分别与4g天线、uwb天线和lora天线相匹配的三个天线孔。
12.本实用新型所述呼救器支持gps室外定位，还支持aoa/aod室内定位功能、uwb室内定位功能和ahrs室内定位功能，能实现佩戴者的室内外的实时定位，定位精度高，受环境干扰因素小，且所述aoa/aod室内定位功能、uwb室内定位功能和ahrs室内定位功能可根据不同的环境选择，使用更加灵活；
13.lora模块和4g模块联用使呼救器通讯能力显著提高，抗干扰能力明显增强，满足救火现场复杂环境的情况的通信需求。
14.与现有技术相比，本实用新型的优势如下：
15.(1)精度定位高，能做到精准定位，实时追踪；
16.本实用新型专利通过融合北斗/gps、ahrs、uwb和aoa/aod多种定位技术，做到无论室内外都能实时精准定位；
17.特别的，本实用新型呼救器内嵌两个ahrs模块，采用基于互补滤波与梯度下降融合定位算法，提高定位精度的同时能够准确识别佩戴者运动状态，在佩戴者跌倒时能够第一时间识别并向指挥员发送报警信息；
18.(2)抗干扰强：不易受环境干扰；
19.lora和4g模块的融合使用，使得呼救器通讯能力显著提高，抗干扰能力明显增强，大大提高救援效率以及消防应急指挥处理的能力。
20.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
21.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1为本技术实施例所述呼救器的结构示意图；
23.图2为本技术实施例所述主板下端面的结构示意图。
24.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.本实施例所述一种融合室内外定位的呼救器包括底板1、金属中框2、主板3和外壳4，所述底板1安装在金属中框2下端，所述底板1上设有电池和电池座接口1-1，所述金属中框2上端设有安装槽，所述主板3安装在所述安装槽内，所述外壳4安装在所述安装槽的开口处，所述主板3上设有电池座3-1，且所述电池座3-1与所述电池座接口1-1电连接，
28.所述外壳4上安装有显示器5和按键面板6，所述主板3上设有主控模块7、sim卡槽26以及分别与所述主控模块7进行通信的uwb模块8、蓝牙模块9、lora模块10、4g&gps模块11和两个ahrs模块12，所述显示器5和按键面板6与所述主控模块7连接。
29.呼救器的整体器件分布如图1所示，所述底板1上设有电池，所述金属中框2上设有
与所述电池座接口1-1相匹配的通孔2-1，所述底板1安装在所述金属中框2的下端，且所述电池座接口1-1伸入所述通孔内，所述底板1上还设有用于对所述电池进行充电的充电接口1-2；
30.所述金属中框2的上端设有安装槽，所述电池底板1的上端设有与所述电池座3-1相匹配的电池座接口1-1，所述主板3下端设有电池座3-1，所述主板3安装在所述安装槽内且所述电池座3-1与所述电池座接口1-1连接从而为所述主板3提供电源；
31.所述外壳4安装在所述金属中框2的上端。
32.所述外壳4正面设有显示器5和按键面板6；
33.所述外壳4上设有三个天线孔18和电源键13，所述金属中框2的一端安装有4g天线15、uwb天线16和lora天线17并分别与4g天线座21、uwb天线座20和lora天线座19连接，4g天线15、uwb天线16和lora天线17具体为4g胶棒天线、uwb胶棒天线和lora胶棒天线，4g胶棒天线、uwb胶棒天线和lora胶棒天线分别插入三个天线孔18内，电源键13用于控制所述呼救器开机或关机；
34.所述主板3上还可以设置有led14，所述外壳4上设有与所述led14相匹配的透光部，所述呼救器开机后，所述led灯点亮，方便在黑暗环境中对携带呼救器的人员定位；
35.所述外壳4的左侧设有对讲键4-2和音量键4-3；
36.所述主板3上还设有type-c测试模块27和type-c座，所述外壳4上设有与所述type-c座相匹配的插口4-1；
37.所述主板3上端设有led14、uwb模块8、蓝牙模块9、ble天线座25、fpc连接座一23和fpc连接座二24；
38.所述主板3下端设有主控模块7、sim卡槽26、lora模块10、4g&gps集成模块11和两个ahrs模块12，还设有lora天线座19、uwb天线座20、4g天线座21和gps天线座22；
39.所述主控模块7采用stm32h750单片机；
40.所述主控模块7通过fpc连接座一23与显示器5电连接；所述主控模块7通过fpc连接座二24与按键模块电连接；
41.所述uwb模块8通过spi与主控模块7进行通信，并通过走线与主板3上的uwb天线座20相连接，当uwb模块8上电工作后，呼救器具有uwb室内定位功能；
42.所述蓝牙模块9为蓝牙5.1，蓝牙5.1模块通过串口与主控模块7进行通信，并通过走线与主板3上的ble天线座25相连接，当蓝牙5.1模块上电工作后，呼救器具有aoa/aod室内定位功能；
43.所述sim卡槽26用于插入sim卡，所述sim卡槽使用串口与主控模块7进行通信；
44.所述4g&gps集成模块通过串口与所述主控模块7进行通信，4g&gps集成模块通过所述主板3上的走线与4g天线座21和gps天线座22连接，当4g&gps集成模块上电后，呼救器具有gps定位功能以及支持2g、3g、4g、5g频段；
45.所述lora模块10通过串口与所述主控模块7进行通信，通过所述主板3上的走线与所述lora天线座19连接，当lora模块10上电工作后，呼救器支持无线通信功能，对讲按键启动后，lora模块10上电，从而实现呼救机的对讲功能和无线通信功能；lora模块10能使得呼救器能根据现场的需要和实际情况进行区域性组网，使用更加灵活，4g模块在通讯时更加稳定，通信速度快，lora模块10和4g模块联用使呼救器通讯能力显著提高，抗干扰能力明显
增强，满足救火现场复杂环境的情况的通信需求；
46.两个ahrs模块12分别通过spi与主控模块7进行通信，当两个ahrs模块12上电后，呼救器具有室内定位功能；且两个ahrs模块12采用基于互补滤波与梯度下降融合定位算法，提高定位精度的同时能够准确识别佩戴者运动状态，还可在佩戴者跌倒时将佩戴者的位置信息和运动状态信息向外发送报警信息。
47.本实施例所述呼救器支持gps室外定位，还支持aoa/aod室内定位功能、uwb室内定位功能和ahrs室内定位功能，能实现佩戴者的室内外的实时定位，定位精度高，受环境干扰因素小，且所述aoa/aod室内定位功能、uwb室内定位功能和ahrs室内定位功能可根据不同的环境选择，使用更加灵活。
48.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

技术特征：
1.一种融合室内外定位的呼救器，其特征在于，包括底板(1)、金属中框(2)、主板(3)和外壳(4)，所述底板(1)安装在金属中框(2)下端，所述底板(1)上设有电池和电池座接口(1-1)，所述金属中框(2)上端设有安装槽，所述主板(3)安装在所述安装槽内，所述外壳(4)安装在所述安装槽的开口处，所述主板(3)上设有电池座(3-1)，且所述电池座(3-1)与所述电池座接口(1-1)电连接，所述外壳(4)上安装有显示器(5)和按键面板(6)，所述主板(3)上设有主控模块(7)、sim卡槽以及分别与所述主控模块(7)进行通信的uwb模块(8)、蓝牙模块(9)、lora模块(10)、4g&gps模块(11)和两个ahrs模块(12)，所述显示器(5)和按键面板(6)与所述主控模块(7)连接。2.根据权利要求1所述的融合室内外定位的呼救器，其特征在于，所述外壳(4)上还设有电源键(13)，所述电源键(13)与所述主控模块(7)电连接。3.根据权利要求2所述的融合室内外定位的呼救器，其特征在于，所述主板(3)上还设有led(14)，所述外壳(4)上设有与所述led(14)相匹配的透光部。4.根据权利要求1所述的融合室内外定位的呼救器，其特征在于，所述主板(3)上还设有type-c测试模块(27)和type-c座，所述外壳(4)上设有与所述type-c座相匹配的插口(4-1)。5.根据权利要求1所述的融合室内外定位的呼救器，其特征在于，所述蓝牙模块(9)为蓝牙5.1模块。6.根据权利要求1所述的融合室内外定位的呼救器，其特征在于，所述金属中框(2)的一端安装有4g天线(15)、uwb天线(16)和lora天线(17)，所述外壳(4)一端设有分别与4g天线(15)、uwb天线(16)和lora天线(17)相匹配的三个天线孔(18)。

技术总结
本实用新型公开一种融合室内外定位的呼救器，包括底板、金属中框、主板和外壳，所述外壳上安装有显示器和按键面板，所述主板上设有主控模块、SIM卡槽以及分别与所述主控模块进行通信的UWB模块、蓝牙模块、LORA模块、4G&GPS模块和两个AHRS模块，所述显示器和按键面板与所述主控模块连接。本实用新型所述呼救器能实现佩戴者的室内外的实时定位，定位精度高，受环境干扰因素小，且所述AoA/AoD室内定位功能、UWB室内定位功能和AHRS室内定位功能可根据不同的环境选择，使用更加灵活；LORA模块和4G模块联用使呼救器通讯能力显著提高，抗干扰能力明显增强，满足救火现场复杂环境的情况的通信需求。需求。需求。


技术研发人员：邢枫 楼喜中 王浩 潘德福
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2022.09.28
技术公布日：2023/6/7