基于多源信息融合的智能消防头盔关键技术研究

摘要

传统消防头盔只是停留在功能层面，无法满足应急指挥对现场实时信息的迫切需求。随着消防器械的升级，消防头盔的智能化势在必行。以网络技术和微机电技术(MEMS)为核心技术，在功能消防头盔中嵌入集成多种创新信息技术，实时感知消防现场环境信息和消防员的实时信息，并传输到消防车指挥系统。
　　本论文设计研究了一种用于消防救援的智能头盔系统，该系统是一个完整的智能信息系统，在传统消防头盔的物理基础上，添加硬件平台：硬件平台以主控制器为核心，此外还有传感器、摄像头、短距通信(WIFI)模块、电源模块等。传感器采集的信息由主控制器显示到智能头盔的有机发光二极管(OLED)微显示器上，同时还可以与摄像头拍摄的消防现场画面一起，经由主控制器通过现场网络发送到消防车指挥终端上。智能消防头盔将实现智能感知信息和传递信息，能够让消防员和指挥员之间的信息快速精准共享，提高消防指挥、判断、决策的效率与准确度，最终以达到消防的智能化，更好的保障消防员的生命安全。
　　本文研究的智能消防头盔系统包含智能消防头盔的系统框架、信息感知子系统、以及多源信息融合处理研究。信息感知子系统采用红外辐射热传感器感知火源温度，采用温湿度传感器感知消防员周围环境温度和湿度；通过（GPS）接收机和气压高度计组合定位获得消防员位置信息，采用耳道气压传感器测量消防员的呼吸频率和心率,采用耳道测温传感器测量消防员体温。主控制器采用树莓派开发板，消防现场实时画面由树莓派开发板定制摄像头拍摄。短距无线通信子系统采用WIFI技术，远程控制，方便易用。
　　本文介绍了智能消防头盔的各模块功能和系统，并分别进行了测试，基本实现了智能感知环境信息和消防员自身信息，文章最后对多源数据融合算法进行了研究，运用系统所测数据对融合算法进行了验证。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 研究意义

1.4 研究目标与研究内容

1.5论文结构与章节安排

第2章 智能消防头盔系统设计

2.1智能消防头盔信息获取与处理系统总体框架

2.2系统架构的实现

2.3智能消防头盔系统信息获取与处理平台

2.4 短距无线通信平台

2.5 本章小节

第3章 智能消防头盔信息感知子系统

3.1 消防现场的火场环境信息采集

3.2 消防队员的实时位置信息采集

3.3 消防员体征信息采集

3.4 OLED微显示屏

3.5 小结

第4章 智能消防头盔系统功能测试

4.1 系统搭建与配置

4.2 系统功能测试

第5章 智能消防头盔系统多源信息融合研究

5.1 多源信息融合简述

5.2 本文信息融合

第6章 总结与展望

6.1工作总结

6.2 系统的缺陷与不足

6.3 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要成果

一、 已发表论文

二、 申请发明专利

三、 学术活动

致谢