一种消防智能服装

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本发明涉及一种消防智能服装，至少包括消防服装主体和安全预警系统，其特征在于，所述安全预警系统包括设置在所述消防服装主体上的环境监测装置(10)、生理监测装置(20)、安全评估模块(70)和安全预警模块(80)，其中所述安全评估模块(70)基于所述环境监测装置(10)监测的环境参数和所述生理监测装置(20)监测的生理参数评估消防人员的安全等级，所述安全预警模块(80)基于所述安全评估模块(70)评估的安全等级向消防人员以逐渐变化颜色和/或逐渐变化频率的方式向消防人员进行安全预警。本发明能够更准确的预测消防人员的安全情况，从而向消防人员准确预警，保障消防人员的安全。

1.一种消防智能服装，至少包括消防服装主体和安全预警系统，其特征在于，所述安全预警系统包括设置在所述消防服装主体上的环境监测装置(10)、生理监测装置(20)、安全评估模块(70)和安全预警模块(80)，其中所述安全评估模块(70)基于所述环境监测装置(10)监测的环境参数和所述生理监测装置(20)监测的生理参数评估消防人员的安全等级，所述安全评估模块(70)基于所述至少一个温度传感器(21)、心率传感器(22)、平衡传感器(23)、呼吸频率传感器(24)和/或血压传感器(25)的输出数据来调整由所述安全评估模块(70)评估的消防人员安全等级，所述安全预警模块(80)基于所述安全评估模块(70)评估的安全等级向消防人员以逐渐变化颜色和/或逐渐变化频率的方式向消防人员进行安全预警。 2.如权利要求1所述的消防智能服装，其特征在于，所述安全评估模块(70)基于所述环境参数变量的安全度值P、权值Q和生理参数变量的安全度值P、权值Q评估消防人员的安全等级，所述安全评估模块(70)的安全评估模型为：S=Σi=1mPiQi·Σj=1nPjQj,其中，安全度值为P(0.1≤P≤1)，P(0.1≤P≤1),权值为Q(0≤Q≤1)，Q(0≤Q≤1),m为环境参数种类的数量，n为生理参数种类的数量。 3.如权利要求2所述的消防智能服装，其特征在于，所述安全预警模块(80)包括设置有可伸缩和可变色的反光板的消防头灯，所述反光板基于所述安全评估模块(70)评估的安全等级显示与所述安全等级对应的渐变颜色，从而使消防人员根据所述反光板反射的灯光颜色接收安全预警信息。 4.如权利要求3所述的消防智能服装，其特征在于，所述安全预警模块(80)设置在所述消防服主体的头部、手背部位、手臂部位和/或双腿的外侧部位，其中，所述安全预警模块(80)包括可变色呼吸面罩，所述可变色呼吸面罩基于所述安全评估模块(70)评估的安全等级变化相应的颜色从而向消防人员进行安全预警。 5.如权利要求4所述的消防智能服装，其特征在于，所述安全评估模块(70)与所述安全预警模块(80)之间设置有控制模块(30)，所述控制模块(30)基于所述生理监测装置(20)监测的体温参数指示温度调节装置(40)对消防人员的体温进行调节。 6.如权利要求5所述的消防智能服装，其特征在于，所述安全评估模块(70)连接有数据处理模块(60)，所述数据处理模块(60)接收所述环境监测装置(10)监测的环境参数和所述生理监测装置(20)监测的生理参数，并且将所述环境参数和所述生理参数处理为所述安全评估模块(70)所需的关键数据。 7.如权利要求6所述的消防智能服装，其特征在于，所述环境监测装置(10)包括定位模块(11)、至少一个气温传感器(12)、至少一个红外传感器(13)、至少一个CO浓度传感器(14)、至少一个CO浓度传感器(15)和/或氧气含量传感器(16)。 8.如权利要求1至7之一所述的消防智能服装，其特征在于，所述生理监测装置(20)包括至少一个温度传感器(21)、心率传感器(22)、平衡传感器(23)、呼吸频率传感器(24)和/或血压传感器(25)，其中，在进行生理参数测量时，所述生理监测装置(20)首先记录在进入救火现场之前的一个或多个生理参数，而后在进入救火现场之后持续监控一个或多个生理参数的变化以分析确定进入救火现场之前与进入救火现场之后的参数差值，并形成对应的参数差值变化曲线，根据所述参数差值变化曲线的特征值并结合经验参数表来计算出对应的生理参数，所述安全评估模块(70)基于所述生理参数调整消防人员安全等级。 9.如权利要求8所述的消防智能服装，其特征在于，至少一个所述温度调节装置(40)设置在消防服装主题的头部、胸部、背部、左上肢、右上肢、左下肢和/或右下肢部位从而均衡调节消防人员的体温。 10.如权利要求9所述的消防智能服装，其特征在于，所述环境监测装置(10)和/或所述生理监测装置(20)将所述环境参数和/或所述生理参数通过WiFi、蓝牙、ZigBee、iBeacon的无线方式发送至所述数据处理模块(60)进行数据处理。

技术领域

本发明涉及服装领域，尤其涉及一种消防智能服装。

背景技术

随着科学技术的发展，消防服装趋于智能化。然而，目前的消防服装只能简单对消防人员进行防水、耐热的保护和地理位置定位，不能对消防员目前所处环境进行温度、氧气含量等多方面的因素进行测量，从而评估火灾环境的危险等级。

中国专利(CN 103638616)公开了一种多功能消防服装，其特征在于，包括：消防服主体、防水绝缘层、腈纶调温纺织层、热电转换层、红外辐射热传感器、GPS接收机和气压高度计，所述消防服主体由内而外依次包含有腈纶调温纺织层和热电转换层，所述防水绝缘层密封包围所述热电转换层，所述红外辐射热传感器、GPS接收机和气压高度计组合并结合相应的控制器构成定位和热反馈控制器，定位和热反馈控制器连接所述热电转换层外设的输出接口，所述红外辐射热传感器、GPS接收机和气压高度计的输出端分别连接所述定位和热反馈控制器的输入端，所述定位和热反馈控制器的输出端设置有无线通讯系统。该专利能够对消防员进行3D立体式定位；通过设置外辐射热传感器可以对消防员周围的温度进行反馈并进行警示，减少潜在的危险；通过热电转换层的设置，既能减少热量侵入人体，还能对电子器件进行供电，节能环保；通过设置腈纶调温纺织层，可以适当调节人体与衣物之间的温度，增强舒适度。但是，该专利不能对环境含氧量进行测量，从而不能使消防指挥人员对环境的危险情况进行准确判断，不利于保护消防人员的安全。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供一种消防智能服装，至少包括消防服装主体和安全预警系统，其特征在于，所述安全预警系统包括设置在所述消防服装主体上的环境监测装置、生理监测装置、安全评估模块和安全预警模块，其中

所述安全评估模块基于所述环境监测装置监测的环境参数和所述生理监测装置监测的生理参数评估消防人员的安全等级，

所述安全评估模块基于所述至少一个温度传感器、心率传感器、平衡传感器、呼吸频率传感器和/或血压传感器的输出数据来调整由所述安全评估模块评估的消防人员安全等级，

所述安全预警模块基于所述安全评估模块评估的安全等级向消防人员以逐渐变化颜色和/或逐渐变化频率的方式向消防人员进行安全预警。

根据一个优选实施方式，所述安全评估模块基于所述环境参数变量的安全度值Pi、权值Qi和生理参数变量的安全度值Pj、权值Qj评估消防人员的安全等级，所述安全评估模块的安全评估模型为：

其中，安全度值为Pi(0.1≤Pi≤1)，Pj(0.1≤Pj≤1),权值为Qi(0≤Qi≤1)，Qj(0≤Qj≤1),m为环境参数种类的数量，n为生理参数种类的数量。

根据一个优选实施方式，所述安全预警模块包括设置有可伸缩和可变色的反光板的消防头灯，所述反光板基于所述安全评估模块评估的安全等级显示与所述安全等级对应的渐变颜色，从而使消防人员根据所述反光板反射的灯光颜色接收安全预警信息。

根据一个优选实施方式，所述安全预警模块设置在所述消防服主体的头部、手背部位、手臂部位和/或双腿的外侧部位，其中，所述安全预警模块包括可变色呼吸面罩，所述可变色呼吸面罩基于所述安全评估模块评估的安全等级变化相应的颜色从而向消防人员进行安全预警。

根据一个优选实施方式，所述安全评估模块与所述安全预警模块之间设置有控制模块，所述控制模块基于所述生理监测装置监测的体温参数指示温度调节装置对消防人员的体温进行调节。

根据一个优选实施方式，所述安全评估模块连接有数据处理模块，所述数据处理模块接收所述环境监测装置监测的环境参数和所述生理监测装置监测的生理参数，并且将所述环境参数和所述生理参数处理为所述安全评估模块所需的关键数据。

根据一个优选实施方式，所述环境监测装置包括定位模块、至少一个气温传感器、至少一个红外传感器、至少一个CO浓度传感器、至少一个CO2浓度传感器和/或氧气含量传感器。

根据一个优选实施方式，生理监测装置包括：至少一个温度传感器、心率传感器、平衡传感器、呼吸频率传感器和/或血压传感器，所述生理监测装置首先记录在进入救火现场之前的一个或多个生理参数，而后在进入救火现场之后持续监控一个或多个生理参数的变化以分析确定进入救火现场之前与进入救火现场之后的参数差值，并形成对应的参数差值变化曲线，根据所述参数差值变化曲线的特征值并结合经验参数表来计算出对应的生理参数，所述安全评估模块基于所述生理参数调整消防人员安全等级。

根据一个优选实施方式，所述生理监测装置包括至少一个温度传感器、心率传感器、平衡传感器、呼吸频率传感器和/或血压传感器，其中，所述生理监测装置包括至少一个温度传感器、心率传感器、平衡传感器、呼吸频率传感器和/或血压传感器，其中，在进行温度测量时，首先记录第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器在进入救火现场之前的温度，而后在进入救火现场之后持续监控各个温度传感器的温度变化以分析确定进入救火现场之前与进入救火现场之后的温度差值，并形成温度差值变化曲线，此后，根据温度差值变化曲线的特征值并结合经验温度表来计算出该消防人员的温度参数Tj。

根据一个优选实施方式，至少一个所述温度调节装置设置在消防服装主题的头部、胸部、背部、左上肢、右上肢、左下肢和/或右下肢部位从而均衡调节消防人员的体温。

根据一个优选实施方式，所述环境监测装置和/或所述生理监测装置将所述环境参数和/或所述生理参数通过WiFi、蓝牙、ZigBee、iBeacon的无线方式发送至所述数据处理模块进行数据处理。

本发明的有益技术效果：

本发明通过火灾现场的消防人员位置、环境温度、环境含氧量对环境进行危险等级评估，并且向消防人员和消防指挥中心发出预警以保障消防人员的安全，便于消防指挥中心指定消防行动计划。

本发明还通过消防人员的生理信息和体动信息监测消防人员的身体状况，对身体状况不佳的消防员进行预警从而保护消防员的人身安全。

附图说明

图1是本发明的安全预警系统模块示意图；

图2是环境监测装置和生理检测装置的模块示意图；和

图3是本发明的温度调节装置的分布示意图。

附图标记列表

10：环境监测装置 20：生理监测装置 30：控制模块

40：温度调节装置 50：通讯装置 60：数据处理模块

70：安全评估模块 80：安全预警模块 11：定位模块

12：气温传感器 13：红外传感器 14：CO浓度传感器

15：CO2浓度传感器 16：氧气含量传感器 21：湿度传感器

22：心率传感器 23：平衡传感器 24：呼吸频率传感器

25：血压传感器 411：头部降温模块 412：胸部降温模块

413：左上肢降温模块 414：右上肢加热模块 415：左下肢降温模块

416：右下肢降温模块 417：左足下降温模块 418：右足下降温模块

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明提供一种消防智能服装，至少包括消防服装主体和安全预警系统，其特征在于，所述安全预警系统包括设置在所述消防服装主体上的环境监测装置10、生理监测装置20、安全评估模块70和安全预警模块80，其中所述安全评估模块70基于所述环境监测装置10监测的环境参数和所述生理监测装置20监测的生理参数评估消防人员的安全等级，

所述安全预警模块80基于所述安全评估模块70评估的安全等级向消防人员以逐渐变化颜色和/或逐渐变化频率的方式向消防人员进行安全预警。

实施例1

本发明提供一种消防智能服装，消防服主体至少包含三层结构，从外至内，包括依次复合的阻燃外层、中间层和舒适层。中间层包括依次复合的拒油耐洗层，防水透气层和隔热层。阻燃外层和舒适层通过缝合线与中间层和舒适层相连接。防水透气层和隔热层之间设置有用于放置袋装蓄冷剂的可开口的夹层。蓄冷剂为凝胶状高比热的高分子材料。在消防员执行任务时，将袋装蓄冷剂从冷冻箱或者车载保温箱中取出，放入消防服服的内置口袋内，利用蓄冷剂的“吸热”作用来降低消防员的生理热应激。

环境监测装置10用于监测消防人员的地理位置、消防人员所在火灾环境的气温、CO浓度、CO2浓度、氧气浓度等环境参数。基于环境监测装置10监测的环境状况了解环境的安全状况，向人身安全已经受到威胁的消防人员进行安全预警，使消防人员退离所在的火灾现场，保障消防人员的安全。

生理检测装置20用于监测消防人员的体温、心率、平衡度、呼吸频率、血压等生理参数。消防人员在救援的过程中，生理参数跟随火灾现场的情况变化。当监测到消防人员的身体情况下降，生理参数显示其不适宜继续进行救援活动时，向消防人员发出安全预警，提醒消防人员退离救援现场，调整身体状况，保障消防人员的安全。

安全评估模块70基于环境检测模块监测的环境参数和生理监测装置监测的生理参数，通过环境参数和生理参数的变量的权重来评估救援环境的安全等级。

具体地，安全评估模块70基于所述环境参数变量的安全度值Pi、权值Qi和生理参数变量的安全度值Pj、权值Qj评估消防人员的安全等级，所述安全评估模块70的安全评估模型为：

其中，S为安全评估值，Si为环境安全评估值，Sj为生理安全评估值。安全度值为Pi(0.1≤Pi≤1)，Pj(0.1≤Pj≤1),权值为Qi(0≤Qi≤1)，Qj(0≤Qj≤1),m为环境参数种类的数量，n为生理参数种类的数量。

根据一个优选实施方式，安全程度随安全评估值的降低而降低。例如，安全评估值范围Smin～Smax划分为五个安全等级，每一个安全等级对应一个安全评估值范围。则五级安全等级对应包括安全评估值Smin的范围，一级安全等级对应包括安全评估值Smax的范围。一级安全等级为最高安全等级。

安全预警模块80基于安全评估模块70评估的安全评估值，以逐渐变化颜色和/或逐渐变化频率的方式向消防人员进行安全预警。

根据一个优选实施方式，安全预警模块80的颜色、图形、振动频率或灯光闪烁频率随安全评估值的变化以渐变的形式变化。

颜色区间由Smax～Smin按照赤橙黄绿青蓝紫的色彩变化规律设定颜色。颜色区间的长度根据颜色总数Cnum平均划分，每个颜色区间的长度为

图形区间由Smax～Smin按照图形的大小变化规律设定图形。例如，以半径不同的同心圆表示安全评估值的区间。圆的个数为N。同心圆的半径差值为△R。则一个同心圆对应的长度为：半径越大的圆，对应的安全评估值越低。同心圆同时可以以相应的频率闪烁以表示相应的安全等级。根据一个优选实施方式，圆形可以以不同心的方式设置。

根据一个优选实施方式，安全预警模块80包括设置在消防服装主体的头部的可伸缩和/或可变色的反光板的消防头灯。

具体地，消防头灯为设置在消防人员头部的LED头灯。头灯上设置有可伸缩的反光板。当消防人员将反光板拉伸时，反光板将头灯的光线反射至消防人员的视线范围。消防人员根据反射板反射的光线的颜色判断环境安全等级。根据一个优选实施方式，可伸缩的反光板根据安全等级的变化改变颜色。设置环境安全等级对应不同的颜色。每个安全等级对应一个颜色。当安全等级发生变化，反射板的颜色随之变化为对应的颜色，反射板反射的光线也发生变化。因此，当环境安全等级变化为四级时，反射板的颜色变化为橙色，消防人员看见的反射板反射的光线为橙色的光线。消防人员根据反射光线的颜色接收预警信息，并改变相应的活动计划。

根据一个优选实施方式，在安全等级为四级时，头灯开始闪烁和振动从而发出危险的预警信息。消防人员接收到闪烁的橙色光线，并且感受到振动频率。当安全等级变化为五级时，头灯的闪烁频率增大并持续振动，反光板的颜色变化为红色。反射板反射的红色光线、红色光线闪烁频率以及振动为预警信息，提醒消防人员所在的救援环境不利于人身安全，对消防人员人身安全存在危险。

根据一个优选实施方式，反射板的形状包括圆形、矩形、扇形以及不规则的形状。例如，反射板呈扇形并设置在头灯的周围，将头灯的光线反射至消防人员的视线范围，使消防人员或消防人员的伙伴能够及时接收安全预警信息，避免陷入危险。

根据一个优选实施方式，安全预警模块80设置在消防服主体的头部、手背部位、手臂部位和/或双腿的外侧部位。其中，安全预警模块80包括可变色呼吸面罩，可变色呼吸面罩基于所述安全评估模块70评估的安全等级变化相应的颜色从而向消防人员进行安全预警。

具体地，安全预警模块80设置在消防服主体的头部、手背部位、手臂部位和/或双腿的外侧部位。安全预警模块80可以是耐高温的LED电子装置。LED电子装置的颜色跟随安全等级的变化而变化。或者，LED电子装置的颜色跟随安全评估值的变化而变化。

根据一个优选实施方式，安全预警模块80可以以警报声音或语音声音向消防人员发出安全预警。语音预警内容可以包括环境因素内容和生理因素内容。例如，安全预警模块80的声音预警可以为“环境温度超高，安全等级四级，请撤离”。警报声音的频率可以根据安全等级设置为不同的频率，并且安全评估值越低，警报频率越高。

根据一个优选实施方式，安全预警模块80可以为消防服装主体的呼吸面罩。呼吸面罩根据安全评估值的变化，其颜色依据绿色、粉色、黄色、橙色和红色的颜色顺序随安全等级变化。颜色变化可以是渐变式的，也可以是瞬间变化。在安全评估值下降到三级安全等级以下的时候，呼吸面罩开始以一定的频率轻微振动人员以对消防人员进行安全预警。安全评估值越低，呼吸面罩振动的频率越高。根据一个优选实施方式，呼吸面罩与面部贴合的部位进行振动。

根据一个优选实施方式，安全评估模块连接有数据处理模块60。数据处理模块60接收环境参数和生理参数并进行计算处理，得出安全评估模块70能直接用于评估的各参数变量的安全度值和权值。数据处理模块60同时对接收的数据进行筛选，删除误差较大的环境参数和生理参数，选择准确的数据进行计算，得出能够对环境状况和生理状况进行直接分析的关键参数。关键参数包括气温变化参数、红外变化参数、CO浓度变化参数、CO2浓度变化参数、氧气含量变化参数、心率变化参数、平衡变化参数、呼吸频率变化参数、血压变化参数等。优选地，关键参数为环境参数和生理参数中的至少一种参数出现异常时刻的环境变化参数和生理变化参数。

根据一个优选实施方式，安全评估模块70与安全预警模块80之间设置有控制模块30。控制模块30基于安全评估模块评估的安全度值控制安全预警模块以相应的颜色、图形、振动频率、灯光闪烁频率及其结合的方式向消防人员进行安全预警。控制模块30基于生理监测装置20监测的体温参数指示温度调节装置40对消防人员的体温进行调节，使消防人员的体温不会受火灾现场的温度的影响升高超出人体的正常范围，还使消防人员的体温不会受环境的温度的影响降低超出人体的正常范围。

根据一个优选实施方式，生理监测装置中的至少一个温度传感器21设置在消防智能服装的头部、胸部、背部、四肢部位和/或双足部位。消防人员在火灾现场受到高温环境的影响，体温上升。当体温超出人体的承受范围，消防人员会感受到身体不适，出现生命危险。或者，冬季的环境气温较低，在灭火的过程中消防人员的消防服装不可避免的被水打湿。寒冷的气温使消防服装迅速结冰从而降低消防人员的体温，消防人员身体麻木从而降低活动能力。至少一个温度传感器21监测消防人员的至少一个身体部位的体温。温度传感器21将消防人员的体温参数以无线方式发送至安全评估模块70。安全评估模块70对体温参数进行评估后向控制模块30发送控制指令。控制模块30接收指令并指示温度调节装置40对消防人员的体温进行升温调节或降温调节。温度调节装置40包括至少一个温度调节模块。

以在低温环境中对消防人员进行升温调节为例进行说明。如图3所示，温度调节装置40包括至少一个温度调节模块。温度调节模块设置的位置包括头部、胸背部、左上肢、右上肢、左下肢和/或右下肢。

设置在头部的头部温度调节模块411设计成帽子形状并形成在消防服装的头部内层。设置在胸背部的温度调节模块以任意形状形成在消防服的胸背部内层。例如，胸部温度调节模块412以矩形的形状设置在消防服装的胸部内层。左上肢温度调节模块413、右上肢温度调节模块414分别以袖筒形状形成在消防服装的小手臂内层。设置在左下肢、右下肢的左下肢温度调节模块415、右下肢温度调节模块416分别设置在左腿部的左腘窝(膝后区的菱形凹陷)和右腿部的右腘窝(膝后区的菱形凹陷)。左下肢和右下肢的温度调节模块设置方式能够使得消防人员腘窝部位和足底部位等最需要被加热的部位得到加热，在方便消防员下肢的活动的前提下，同时可以减小左下肢温度调节模块和右下肢温度调节模块的尺寸，从而可以减少加热过程中的能耗。温度调节模块采用保温方式进行加热。

由于人体的体表温度通常在18℃～24℃，因而本发明中，温度调节模块的目标温度设定在18℃～24℃。22℃为人体最为舒适的体表温度，本发明优选地将目标温度设定为22℃。

根据一个优选实施方式，环境监测装置10包括定位模块11、至少一个气温传感器12、至少一个红外传感器13、至少一个CO浓度传感器14、至少一个CO2浓度传感器15和/或氧气含量传感器16，如图2所示。

定位模块用于确定消防人员的地理位置。定位模块包括GPS定位装置、iBeacon定位置、Enocean定位装置等无线定位装置。定位单元设置在消防服的衣领部、上衣部、衣袖部、腿部等不影响消防员活动的位置。定位单元将消防人员的地理位置信息发送至数据预处理单元。确定消防人员的地理位置有利于在救援现场对处于危险状况的消防人员进行救助，保障消防人员的生命安全。

气温传感器用于监测消防人员所在环境的气温。当气温超出安全的范围，对消防人员的身体产生不利影响。红外传感器用于监测消防人员所在环境的红外辐射。

CO浓度传感器用于监测环境中CO的浓度。空气中的一氧化碳浓度达到50ppm时，健康成年人可以承受8小时。空气中的一氧化碳浓度达到200ppm时，健康成年人2-3小时后，轻微头痛、乏力。空气中的一氧化碳浓度达到400ppm时，健康成年人1-2小时内前额痛，3小时后威胁生命

CO2浓度传感器用于监测环境中CO2的浓度。低浓度时CO2为生理性吸吸兴奋药。当空气中CO2含量超过正常(0.03％)时，能使呼吸加深加快；如含量为1％时，能使正常人呼吸量增加25％；含量为3％时，使呼吸量增加2倍。但当含量为25％时，则可使呼吸中枢麻痹，并引起酸中毒，故吸入浓度不宜超过10％(正常氧气含量下)。

空气中的CO和CO2对火灾现场人员的身体存在极大的危害，甚至会造成CO中毒。因此，监测空气中CO和CO2的浓度至关重要。

氧气含量传感器用于监测消防人员携带的氧气的含量。若氧气含量偏低，消防人员呼吸困难，消防人员会产生危险。在氧气含量偏低的情况下，安全预警模块会向消防人员发出安全预警，提醒消防人员退离救援现场。

根据一个优选实施方式，生理监测装置20包括至少一个温度传感器21、心率传感器22、平衡传感器23、呼吸频率传感器24和/或血压传感器25。

温度传感器用于监测消防人员的体温变化。优选地，温度传感器21可以设置于消防人员的体表和温度调节模块之间。其中温度传感器用于感测温度的部分面朝向体表，以便于温度传感器感测温度调节模块对应位置的体表温度。

根据一个优选实施方式，温度传感器21还可以设置在消防人员的腋下部位和腰部两侧。

以消防人员在低温环境的体温降低为例进行说明。例如，温度传感器16监测消防人员的左下肢部位的温度为TA和TB。控制模块30接收温度参数TA和TB，取TA和TB的平均值TC为消防人员的左下肢的体表温度。控制模块30设定的目标温度为TD，设定温度调节模块最大加热速度VM和最大温差为△TM，设定目标温度TD与体表温度TC的实时温差为△TR。实时温差为△TR和最大温差为△TM的比值f(f＝ΔTR/ΔTM)作为速度系数。以速度系数f与最大加热速度VM的乘积作为实时加热速度VR进行加热，即VR＝f×VM。即控制模块30向左下肢的温度调节模块发送指令，指示左下肢的温度调节模块以VR＝f×VM＝VMΔTR/ΔTM的加速度进行加热。本发明其它位置的温度调节模块也以与本实施例相同的方法进行加热。

心率传感器22用于监测消防人员的心率。平衡传感器23用于监测消防人员的身体平衡程度。呼吸频率传感器24用于监测消防人员的呼吸频率。血压传感器25用于监测消防人员的血压情况。

根据一个优选实施方式，环境监测装置中的气温传感器12、红外传感器13、CO浓度传感器14、CO2浓度传感器15和/或氧气含量传感器和生理检测装置中的温度传感器21、心率传感器22、平衡传感器23、呼吸频率传感器24和/或血压传感器25均设置有Enocean无线模块。Enocean无线模块能够将环境中的热能转化为电能，从而为各个模块提供能源。

根据一个优选实施方式，环境监测装置10和/或生理监测装置(20)将环境参数和/或生理参数通过WiFi、蓝牙、ZigBee、Ibeacon的无线方式发送至数据处理模块60进行数据处理。

由于消防人员需要穿消防服装的环境是充满危险的火灾现场，有线的数据传输方式不适合消防人员的救援活动。因此，无线方式是是数据传输的最佳方式。环境监测装置10和/或生理监测装置(20)将环境参数和/或生理参数以无线方式发送至数据处理模块60进行数据处理。无线方式包括WiFi数据传输、蓝牙数据传输、ZigBee数据传输、Ibeacon数据传输。优选地，环境监测装置10和/或生理监测装置(20)将环境参数和/或生理参数通过Ibeacon数据传输的无线方式发送至数据处理模块60进行数据处理。

实施例2

本实施例是对实施例1的进一步详细说明。

环境监测装置10中的气温传感器12、红外传感器13、CO浓度传感器14、CO2浓度传感器15和氧气含量传感器16分别采集的气温参数为TAi，红外参数为Hi，CO浓度参数为C1i，CO2浓度参数为C2i，氧气含量参数为Xi。

生理监测装置中的温度传感器21、心率传感器22、平衡传感器23、呼吸频率传感器24分别采集的温度参数为Tj，心率参数为Bj，平衡参数为Cj，呼吸频率参数为Dj，血压参数为收缩压Hg1，舒张压Hg2。

数据处理模块70设置有环境参数和生理参数的标准值，参数变量的安全度值Pi(0.1≤Pi≤1)，Pj(0.1≤Pj≤1)和权值Qi(0≤Qi≤1)，Qj(0≤Qj≤1)。部分参数变量的安全度值和权值的数据如列表1所示：

列表1

数据处理模块70筛选采集的参数，并且删除误差较大，不准确的参数。数据处理模块70根据同一时刻的准确的环境参数和生理参数计算各个参数种类的参数变量范围，并且将与参数变量范围对应的安全度值和权值发送至安全评估模块80。

安全评估模块80根据安全评估模型：评估消防人员的安全评估值，确定消防人员的安全等级。

其中，S为安全评估值，Si为环境安全评估值，Sj为生理安全评估值。安全度值为Pi(0.1≤Pi≤1)，Pj(0.1≤Pj≤1),权值为Qi(0≤Qi≤1)，Qj(0≤Qj≤1),m为环境参数种类的数量，n为生理参数种类的数量。若消防人员的环境安全评估值Si和生理安全评估值Sj的其中一项为零，消防人员的安全评估值即为零，预示消防人员的生命受到严重的威胁。Smax＝5，Smin＝0。第一安全等级的安全品估值范围为5～4。第二安全等级的安全品估值范围为4～3。第三安全等级的安全品估值范围为3～2。第四安全等级的安全品估值范围为2～1。第一安全等级的安全品估值范围为1～0。

列表2示出数据处理模块60接收到的环境监测模块10和生理监测模块20监测消防人员的某一时刻的参数为：

列表2

参数种类 参数 气温参数Fi 20℃ CO浓度参数C1i 60ppm CO2浓度参数C2i 18％ 氧气浓度参数Xi 13％ 温度参数Tj 17℃ 心率参数Bj 80 平衡参数Cj， 8 呼吸频率参数Dj 12次/min

结合列表1和列表2的数据，消防人员的安全评估值为：

S＝(0.8*0.3+0.8*0.6+0.5*0.8+0.8*0.8)·(0.6*0.4+1*1+0.8*0.2+0.8*0.9)＝1.76·2.12＝3.7312

即消防人员的安全度评估值为S＝3.7312。根据列表2所示的环境参数和生理参数，消防人员的安全情况为二级安全等级，属于比较安全的情况。

控制模块30根据安全评估模块80发送的安全评估值或安全等级。控制模块30控制安全预警模块90以颜色、图形、振动频率、灯光闪烁频率显示安全评估值，向消防人员进行安全预警。

例如，长度为2cm的条形绿色图形表示一级安全等级。当安全等级变化为二级时，绿色条形图案变化为粉色条形图案，长度延伸为3cm。当安全等级变化为三级时，粉色条形图案变化为黄色条形图案，长度延伸为4cm，当安全等级变化为三级时，粉色条形图案变化为黄色条形图案，长度延伸为4cm，同时黄色条形图案开始以限定的频率闪烁。当安全等级变化为四级时，黄条形图案变化为橙色条形图案，长度延伸为5cm，不仅橙色条形图案的闪烁频率增大，而且安全预警模块包含的振动模块使消防人员感受到具有规律的振动频率，从而提醒消防人员注意安全，准备撤离当前的火灾现场。当安全等级变化为五级时为十分危险的情况，橙条形图案变化为红色条形图案，长度不变。红色条形图案的闪烁频率和振动模块的振动频率调至最高。此时的环境条件和生理条件已经非常糟糕，消防人员需要立刻离开救援环境。

若消防人员的安全评估值偏低是由于氧气浓度参数偏低且其他参数正常的情况导致的，则安全评估模块70基于监测的氧气浓度参数指示安全预警模块80发出氧气预警信息，指示消防人员带上呼吸面罩，通过携带的氧气进行呼吸。在消防人员带上呼吸面罩后，呼吸面罩的传感器感应到消防人员的呼吸并且将消防人员吸氧的信息反馈至安全评估模块70。安全评估模块70基于氧气装置中的氧气含量参数重新对消防人员的安全评估值进行评估，然后重新向消防人员发布预警信息。

根据一个优选实施方式，消防服装的头部设置有摄像头。摄像头能够拍摄消防人员所在救援现场的图片或视频。

根据一个优选实施方式，安全评估模块70将环境监测模块监测的环境参数和安全评估值以及对应的地理位置信息、视频信息以无线的方式发送至消防指挥中心。消防指挥中心结合地理位置信息、视频信息模拟火灾现场的三维立体场景。同时，三维立体场景上显示并更新环境参数。消防指挥中心的指挥人员基于模拟的三维立体场景的状况和消防人员的生理参数对消防人员进行指挥，指挥生理状况不佳的消防人员撤离火灾现场或者调整救援位置。消防指挥中心基于地理位置信息、环境监测信息、视频信息和消防人员的生理信息制定消防方案，从而达到消防的最佳效果。

实施例3

根据一个优选实施方式，安全评估模块70基于所述至少一个温度传感器21、心率传感器22、平衡传感器23、呼吸频率传感器24和/或血压传感器25的输出数据来调整由所述安全评估模块80评估的消防人员安全等级。

具体地，温度传感器21可以是压力式温度传感器、电阻式温度传感器、双金属温度传感器、PN结温度传感器、热敏电阻传感器和温差电偶传感器中的一种或几种。温度传感器21可以以贴片的方式安装在消防人员的头盔上，用于以接触式的测量方式探测消防人员头部环境的温度。温度传感器21也可以是一组，第一温度传感器以贴片的方式安装在消防人员左臂外侧，用于探测消防人员左上肢的温度，第二温度传感器以贴片的方式安装在消防人员右臂外侧，用于探测消防人员右上肢的温度，第三温度传感器以贴片的方式安装在消防人员左大腿外侧，用于探测消防人员左下肢的温度，第四温度传感器以贴片的方式安装在消防人员右大腿外侧，用于探测消防人员右下肢的温度。第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器分别在消防人员左上肢、右上肢、左下肢、右下肢温度发生变化的条件下测量左上肢、右上肢、左下肢、右下肢温度，这些温度存储在温度传感器21中，用于分析消防人员的温度参数Tj。温度传感器21将得到的温度参数Tj发送至数据处理模块60，用于分析温度参数的安全度值Pj。数据处理模块60将温度参数的安全度值Pj发送至安全评估模块70，用于调整由安全评估模块70评估的消防人员安全等级。

根据一个优选实施方式，在进行温度测量时，首先记录第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器在进入救火现场之前的温度，而后在进入救火现场之后持续监控各个温度传感器的温度变化以分析确定进入救火现场之前与进入救火现场之后的温度差值，并形成温度差值变化曲线。此后，根据温度差值变化曲线的特征值并结合经验温度表来计算出该消防人员的温度参数Tj。而后采取此前所述的方式评估安全度值Pj。在该实施方式中，由于采取了差值变化曲线，能够更为灵敏地判断体温变化并排除因气温剧烈波动而引起的干扰，具有极佳的使用价值。

心率传感器22可以是红外脉搏传感器、心率脉搏传感器、光电脉搏传感器、腕部脉搏传感器、数字脉搏传感器、心音脉搏传感器和集成化脉搏传感器中的一种或几种。心率传感器22可以以贴片的方式紧压在消防人员的肱动脉、桡动脉、足背动脉和/或股动脉处，用于以输出同步于脉搏跳动的脉冲信号的测量方式探测消防人员的心率。这些心率存储于心率传感器22中，用于分析消防人员的心率参数Bj。心率传感器22将得到的心率参数Bj发送至数据处理模块60，用于分析心率参数的安全度值Pj。数据处理模块60将心率参数的安全度值Pj发送至安全评估模块70，用于调整由安全评估模块70评估的消防人员安全等级。

根据一个优选实施方式，在进行心率测量时，首先记录心率传感器在进入救火现场之前探测的消防人员心率，而后在进入救火现场之后持续监控心率传感器的变化以分析确定进入救火现场之前与进入救火现场之后的心率差值，并形成心率差值变化曲线。此后，根据心率差值变化曲线的特征值并结合经验心率表来计算出该消防人员的心率参数Bj。而后采取此前所述的方式评估安全度值Pj。在该实施方式中，由于采取了差值变化曲线，能够更为灵敏地判断心率变化并排除因心率剧烈波动而引起的干扰，具有极佳的使用价值。

平衡传感器23可以是动平衡传感器、磁平衡式电压传感器、液位传感器和力平衡加速传感器中的一种或多种。平衡传感器23可以以贴片的方式安装在消防服腹部和/或背部位置，用于以实时监控消防人员重心变化的方式监测消防人员的平衡数据。这些平衡数据存储于平衡传感器23中，用于分析消防人员的平衡参数Cj。平衡传感器23将得到的平衡参数Cj发送至数据处理模块60，用于分析平衡参数的安全度值Pj。数据处理模块60将平衡参数的安全度值Pj发送至安全评估模块60，用于调整由安全评估模块70评估的消防人员安全等级。

根据一个优选实施方式，在进行平衡测量时，首先记录平衡传感器在进入救火现场之前探测的消防人员平衡数据，而后在进入救火现场之后持续监控平衡传感器的变化以分析确定进入救火现场之前与进入救火现场之后的平衡数据差值，并形成平衡数据差值变化曲线。此后，根据平衡数据差值变化曲线的特征值并结合经验平衡数据表来计算出该消防人员的平衡参数Cj。而后采取此前所述的方式评估安全度值Pj。在该实施方式中，由于采取了差值变化曲线，能够更为灵敏地判断平衡数据变化并排除因平衡数据剧烈波动而引起的干扰，具有极佳的使用价值。

呼吸频率传感器24可以是热敏电阻呼吸频率传感器、进气压力呼吸频率传感器、HKH-11Q气流式呼吸传感器中的一种或多种。呼吸频率传感器24可以以贴片的方式安装在消防呼吸器内壁位置，用于以将消防人员的呼吸频率转化为电信号的方式探测消防人员的呼吸频率。这些呼吸频率存储于呼吸频率传感器24中，用于分析消防人员的呼吸频率参数Dj。呼吸频率传感器24将得到的呼吸频率参数Dj发送至数据处理模块60，用于分析呼吸频率参数的安全度值Pj。数据处理模块60将呼吸频率参数的安全度值Pj发送至安全评估模块70，用于调整由安全评估模块70评估的消防人员安全等级。

根据一个优选实施方式，在进行呼吸频率测量时，首先记录呼吸频率传感器在进入救火现场之前探测的消防人员呼吸频率，而后在进入救火现场之后持续监控呼吸频率传感器的变化以分析确定进入救火现场之前与进入救火现场之后的呼吸频率差值，并形成呼吸频率差值变化曲线。此后，根据呼吸频率差值变化曲线的特征值并结合经验呼吸频率表来计算出该消防人员的呼吸频率参数Dj。而后采取此前所述的方式评估安全度值Pj。在该实施方式中，由于采取了差值变化曲线，能够更为灵敏地判断呼吸频率变化并排除因呼吸频率剧烈波动而引起的干扰，具有极佳的使用价值。

根据一个优选实施方式，安全评估模块70基于所述至少一个温度传感器21、心率传感器22、平衡传感器23、呼吸频率传感器24和/或血压传感器25的输出数据来调整由所述安全评估模块70评估的消防人员安全等级。优选地，安全评估模块70依据生理监测装置20采集的数据调整消防人员安全等级的方法如下：若出现温度参数的安全度值为0.6、心率参数的安全度值为0.5、平衡参数的安全度值为0.7和呼吸频率参数的安全度值为0.5中的一种或多种情形，安全评估模块70将调整安全评估模块70评估的消防人员安全等级。优选地，安全评估模块70将生理安全评估值Sj调整为0，消防人员安全等级调整为五级。换而言之，根据本发明一个优选实施方式，安全评估模块70可以自行调整消防人员的安全等级。在调整安全等级的过程中，该安全评估模块70依据数据处理模块60发送的与生理参数变量范围对应的安全度值调整安全评估模块70评估的消防人员安全等级。

下面以一个具体的例子进行说明，列表3示出数据处理模块60接收到的环境监测模块10和生理监测模块20监测消防人员的某一时刻的参数为：

列表3

参数种类 参数 气温参数Fi 23℃ CO浓度参数C1i 45ppm CO2浓度参数C2i 8％ 氧气浓度参数Xi 51％ 温度参数Tj 17℃ 心率参数Bj 48 平衡参数Cj， 8 呼吸频率参数Dj 12次/min

结合列表1和列表3的数据，消防人员的安全评估值为：

S＝(1*0.3+1*0.6+1*0.8+1*0.8)·(0.6*0.4+1*0.5+0.8*0.2+0.8*0.9)＝2.5·1.62＝4.05

即消防人员的安全度评估值为S＝4.05。根据列表3所示的环境参数和生理参数，消防人员的安全情况为一级安全等级，属于很安全的情况。但是，由于消防人员的心率参数为48，此时心率参数的安全度值为0.5，安全评估模块70将消防人员的生理安全评估值Sj调整为0，将消防人员安全等级调整为五级，此时消防人员需要立刻离开救援环境。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

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