随着经济的发展,城市建筑越来越多,越来越拥挤,这给消防带来很大的挑战,尤其是进入火场救援,浓烟和复杂建筑结构会使救援人员迷失方向,不但无法开展救援工作,自身的安全也受到威胁。目前的做法是在消防员腰间绑绳索,由于绳索不防火,并且长度有限,因此这种方法受到很大的限制。如果能够设计一种装置,能够对消防员实施精确定位,既能引导消防员进行救援又能确保消防员安全撤出。在此背景下,受企业委托,开发一款消防员单兵定位系统。该系统要具备的功能:1)绘制消防员的实时行走路线;2)显示消防员目前所处楼层;3)显示消防员姿态(站立、行走、跑步、上下楼);4)消防员单兵装置可以通过无线通讯和4G通讯和监控后台通信。针对项目要求,本文设计了一套解决方案,整个单兵定位系统分成三个部分,足部定位模块、腰部通讯模块、中继模块、后台指挥终端。主要内容包括两个方面:硬件电路设计与软件设计。硬件部分,采用陀螺仪、加速度传感器以及地磁传感器采集消防员的运动和姿态信息,通过ARM处理器LPC1768进行数据处理,得出人员的三维坐标和姿态,433无线通讯模块以及4G将信息传输到监控后台。软件部分,利用C语言编写了传感器读取函数、数据处理函数、无线通讯函数等等。硬件和软件的功能测试完毕后,经过大量测试,各项指标均满足设计要求,目前已通过企业验收,投放市场后反映良好。