一种基于VR的消防物联网在线实训系统平台的制作方法

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一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台
技术领域
1.本发明涉及消防物联网在线实训系统平台技术领域，具体涉及一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台。

背景技术：

2.灾害发生的形势日趋多样化、复杂化，而对相应灾害的救援难度也逐渐增大，灭火救援预案及其演练推演在消防部队的日常训练和灭火救援实训中发挥着越来越重要的作用。
3.现场实战演练实训存在场景单一，且复杂灾害无法模拟，场地受限，人力物力消耗大，培训周期长等诸多局限；传统模拟推演对三维空间位置关系的表现力不足，交互类型单一，导致无法将消防部队的日常训练和灭火救援实战的质量及效率提高到最大化。

技术实现要素：

4.为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，以解决背景技术提出的问题。
5.为实现上述目的，提供一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，包括：实训操作台、一体化vr装置、虚拟消防室，所述实训操作台通过物联网络与虚拟消防室内部的一体化vr装置连通，且虚拟消防室内部安装有摄像头、烟雾报警器、温度传感器和消防器材，虚拟消防室内部设置和一体化vr装置通过物联网络与资源服务器和同步服务器连通，且资源服务器与数据库连通，同步服务器连通数据服务器，数据服务器)和数据库)之间进行双向交互；
6.所述一体化vr装置包括万向行走平台、传感器、消防喷头、安装滑轨和消防防护设备,万向行走平台上四面均安装有传感器，且万向行走平台上方侧面设置的安装滑轨上滑动安装有消防防护设备，且万向行走平台顶部安装消防喷头，四组所述传感器对移动进行检测并将数据传递到虚拟场景中，从而实现了现实中的原地走动到虚拟空间位移的映射。
7.进一步的，所述消防防护设备包括安装架、防护层、数字传感器，且安装架内部开设有滑槽，且滑槽可滑动安装在安装滑轨上，且滑槽内侧的安装架上安装有电磁铁，安装架上方安装数字传感器，且数字传感器外侧包裹有防护层。
8.进一步的，所述一体化vr装置用于模拟vr虚拟消防人员，而顶部安装的消防喷头用于模拟消防救护设备，而侧面安装的消防防护设备用于模拟人员的自身防护设备
9.进一步的，所述虚拟消防室内部设置的烟雾报警器、温度传感器和消防器材用于模拟vr虚拟环境搭建系统，并且vr虚拟环境搭建系统还设置有室内喷淋系统、灯光模块以及烟雾生成模块。
10.进一步的，所述虚拟消防室内部还设置有vr虚拟被困人员。
11.进一步的，所述消防器材包括虚拟构建生成的灭火器、消防栓、警报器和电源开关。
12.进一步的，所述实训操作台和一体化vr装置包括接收模块和发送模块，所述接收模块和所述发送模块分别对应资源服务器和同步服务器，接收模块连接有显示屏、扬声器，发送模块连接有传感器。
13.进一步的，所述虚拟消防室内部安装的摄像头、烟雾报警器、温度传感器以及消防器材内部均设置有物联网收发模块，并且一体化vr装置上设置的传感器以及消防防护设备内部也设置有物联网收发模块。
14.进一步的，所述实训操作台内置vr客户端控制系统，实训操作台内部设置资源服务器和同步服务器，且同步服务器连通的数据服务器与移动终端通过物联网连通。
15.进一步的，所述数据服务器分析统计信息数据并将存入数据库，管理员可通过移动终端查看演练记录数据。
16.本发明的有益效果在于，本发明的一体化vr装置上设置用于检测救护人员防护的消防防护设备，可以检测在不同状态下救护人员的防护效果，同时可以通过四组传感器随着移动进行行走平台检测将数据传递到虚拟场景中，从而实现了现实中的原地走动到虚拟空间位移的映射，而且虚拟空间中的移动不受现实空间大小的限制，达到了放大空间的效果，同时采用实体转化为虚拟消防室，形成更好的三维空间模拟状态，并且内部设置不同的消防设备，适应不同的模拟场景环境。
附图说明
17.图1为本发明实施例的结构示意图；
18.图2为本发明实施例一体化vr装置示意图；
19.图3为本发明实施例消防防护设备示意图；
20.图4为本发明实施例的控制流程图；
21.图5为本发明实施例的场景演化流程图；
22.图6为本发明实施例的救护模拟流程图。
23.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
24.图中：1、实训操作台；2、一体化vr装置；21、万向行走平台；22、传感器；23、消防喷头；24、安装滑轨；25、消防防护设备；251、滑槽；252、安装架；253、电磁铁；254、防护层；255、数字传感器；3、虚拟消防室；31、摄像头；32、烟雾报警器；33、温度传感器；34、消防器材。
具体实施方式
25.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
26.实施例1
27.参照图1至图5所示，本发明提供了一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，包括：实训操作台1、一体化vr装置2、虚拟消防室3，实训操作台1通过物联网络与虚拟消防室3内部的一体化vr装置2连通，且虚拟消防室3内部安装有摄像头31、烟雾报警器32、温度传感器33和消防器材34，虚拟消防室3内部设置和一体化vr装置2通过物联网络与资源服务
器和同步服务器连通，且资源服务器与数据库连通，同步服务器连通数据服务器，数据服务器实训操作台1和数据库4之间进行双向交互；
28.摄像头用于采集图像，利用图像处理技术进行运行线路规划
29.资源服务器负责场景数据的上传分发，物联网的高传输低延时特性保证了大体量场景资源的高速上下载，各应用终端可以方便快捷地获取到最新的实训场景数据；
30.同步服务器为多用户多角协作提供信息的同步与控制，使多人应急演练可以稳定实时地进行；
31.数据服务器提供实训结果的查询统计，方便后期数据管理；同时可以进行安全实训理论知识课件的管理与分发；
32.vr客户端是实训用户的直接入口，用户通过vr设备进入虚拟事故场景进行角扮演、协同作业、抢救伤员、处理灾变等实训；
33.用户可以通过移动终端应用查看实训统计数据，从而对实训结果进行分析、总结。
34.一体化vr装置2包括万向行走平台21、传感器22、消防喷头23、安装滑轨24和消防防护设备25,万向行走平台21上四面均安装有传感器22，且万向行走平台21上方侧面设置的安装滑轨24上滑动安装有消防防护设备25，且万向行走平台21顶部安装消防喷头23，四组传感器22对移动进行检测并将数据传递到虚拟场景中，从而实现了现实中的原地走动到虚拟空间位移的映射。
35.万向行走平台21通过在平台底部安装传感器，对人的脚步移动进行检测并将数据传递到虚拟场景中，从而实现了现实中的原地走动到虚拟空间位移的映射，而且虚拟空间中的移动不受现实空间大小的限制，达到了放大空间的效果。
36.虚拟火灾场景的沉浸性、仿真消防装备交互的真实性，基于hdr的渲染模式使场景环境、物体材质更真实；在真实消防设备之上改造的虚拟仿真设备进行实训时的使用交互感、力度反馈体验等基本与实物一致。
37.实施例2
38.与实施例1的区别技术特征在于：消防防护设备25包括安装架252、防护层254、数字传感器255，且安装架252内部开设有滑槽251，且滑槽251可滑动安装在安装滑轨24上，且滑槽251内侧的安装架252上安装有电磁铁253，安装架252上方安装数字传感器255，且数字传感器255外侧包裹有防护层254。
39.消防防护设备25可以拆卸更换，更换后电磁铁253通电开关启动，避免消防防护设备25脱落，同时外侧设置的防护层254可采用消防服或者消防面罩，并且内部设置的数字传感器255可选用温度传感器或者烟雾传感器，检测防护效果。一体化vr装置2用于模拟vr虚拟消防人员，而顶部安装的消防喷头23用于模拟消防救护设备，而侧面安装的消防防护设备25用于模拟人员的自身防护设备。
40.虚拟消防室3内部设置的烟雾报警器32、温度传感器33和消防器材34用于模拟vr虚拟环境搭建系统，并且vr虚拟环境搭建系统还设置有室内喷淋系统、灯光模块以及烟雾生成模块。
41.灾害事故动态模拟功能通过载入灾害模型和人员行为数据，能够动态模拟灾害事故的发生、蔓延、消灭的过程，更真实的模拟和呈现救援时的灾害场景、环境变化(如温度、瓦斯、co、co2、o2浓度变化等)、气流变化(如火灾发生引起的气流变化)以及各类突发事件
等，同时提供了人员行为与灾害模型的互动，人员行为能够动态的影响事故的发展，实现真正意义上的灾害事故模拟的动态化、互动化、可视化。
42.实施例3
43.与实施例1的区别技术特征在于：
44.虚拟消防室3内部还设置有vr虚拟被困人员，同时虚拟消防室上设置过应急通道和安全出口，用于环境的真实模拟状态。
45.消防器材34包括虚拟构建生成的灭火器、消防栓、警报器和电源开关。
46.虚拟消防室3内部安装的摄像头31、烟雾报警器32、温度传感器33以及消防器材34内部均设置有物联网收发模块，并且一体化vr装置2上设置的传感器22以及消防防护设备25内部也设置有物联网收发模块，用于设置之间的相互网络连接。
47.实训操作台1和一体化vr装置2包括接收模块和发送模块，接收模块和发送模块分别对应资源服务器和同步服务器，接收模块连接有显示屏、扬声器，发送模块连接有传感器；方便进行数据的传输。
48.实训操作台1内置vr客户端控制系统，实训操作台1内部设置资源服务器和同步服务器，且同步服务器连通的数据服务器与移动终端通过物联网连通，
49.vr客户端架构设计分为五层，各层次的说明如下:
50.1、平台层：客户端平台包括windows7(10)操作系统、htc vive设备、vr一体机(android系统)以及移动终端(android系统)；服务端平台为windows server以及提供数据库服务的sql server。
51.2、引擎层：unity引擎主要提供运行时的音频、动画、特效、渲染服务，steamvr和vrtk插件提供与头盔手柄等设备的交互接口，opengl与direct3d提供底层图形库，apache与tomcat提供服务器功能。
52.3、数据层：对网络同步数据支撑的网络层服务，以及对各种资源、配置文件的数据io服务。
53.4、框架层：为软件提供模块化管理，音频管理提供音频的播放、停止、混响、释放等功能服务；ui管理提供界面的初始化、打开与关闭、内容更新功能；玩家管理实现了体验场景时相关的事件触发是的处理逻辑；场景管理控制体验的开始与结束，以及不同体验场景之间的切换、事故的发生时机。
54.5、功能层：形成不同的模拟环境，适应团体集成实战训练、单兵技能模拟训练、单兵器材装备模拟训练、火灾事故应急救援演练系统。
55.数据服务器分析统计信息数据并将存入数据库，管理员可通过移动终端查看演练记录数据。
56.实施例4
57.与实施例1的区别技术特征在于：虚拟消防室内部的虚拟环境运气，控制器接收命令，环境状态模拟设备运行，烟雾生成模块产生烟雾，烟雾报警器32进行报警处理，形成声音环境氛围，并且烟雾产生视觉环境模拟，并且消防防护设备25内部的喷雾装置进行自动的消防启动，实训操作台控制一体化vr装置2运行进入到虚拟消防室3内部，形成模拟救护人员，之后通过传感器进行数据的采集，通过底部的传感器属于原地走动到虚拟空间位移的映射以及行走状态环境的映射，同时采用救护设备内部的不同传感器进行救护服和防护
面罩在救护过程中不同时间下属于的变化，使得模拟情况更加真实。
58.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，包括：实训操作台(1)、一体化vr装置(2)、虚拟消防室(3)，其特征在于，所述实训操作台(1)通过物联网络与虚拟消防室(3)内部的一体化vr装置(2)连通，且虚拟消防室(3)内部安装有摄像头(31)、烟雾报警器(32)、温度传感器(33)和消防器材(34)，虚拟消防室(3)内部设置和一体化vr装置(2)通过物联网络与资源服务器和同步服务器连通，且资源服务器与数据库连通，同步服务器连通数据服务器，数据服务器(实训操作台(1))和数据库((4))之间进行双向交互；所述一体化vr装置(2)包括万向行走平台(21)、传感器(22)、消防喷头(23)、安装滑轨(24)和消防防护设备(25),万向行走平台(21)上四面均安装有传感器(22)，且万向行走平台(21)上方侧面设置的安装滑轨(24)上滑动安装有消防防护设备(25)，且万向行走平台(21)顶部安装消防喷头(23)，四组所述传感器(22)对移动进行检测并将数据传递到虚拟场景中，从而实现了现实中的原地走动到虚拟空间位移的映射。2.根据权利要求1所述的一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，其特征在于：所述消防防护设备(25)包括安装架(252)、防护层(254)、数字传感器(255)，且安装架(252)内部开设有滑槽(251)，且滑槽(251)可滑动安装在安装滑轨(24)上，且滑槽(251)内侧的安装架(252)上安装有电磁铁(253)，安装架(252)上方安装数字传感器(255)，且数字传感器(255)外侧包裹有防护层(254)。3.根据权利要求1所述的一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，其特征在于：所述一体化vr装置(2)用于模拟vr虚拟消防人员，而顶部安装的消防喷头(23)用于模拟消防救护设备，而侧面安装的消防防护设备(25)用于模拟人员的自身防护设备。4.根据权利要求1所述的一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，其特征在于：所述虚拟消防室(3)内部设置的烟雾报警器(32)、温度传感器(33)和消防器材(34)用于模拟vr虚拟环境搭建系统，并且vr虚拟环境搭建系统还设置有室内喷淋系统、灯光模块以及烟雾生成模块。5.根据权利要求1所述的一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，其特征在于，所述虚拟消防室(3)内部还设置有vr虚拟被困人员。6.根据权利要求1所述的一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，其特征在于，所述消防器材(34)包括虚拟构建生成的灭火器、消防栓、警报器和电源开关。7.根据权利要求2所述的一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，其特征在于，所述实训操作台(1)和一体化vr装置(2)包括接收模块和发送模块，所述接收模块和所述发送模块分别对应资源服务器和同步服务器，接收模块连接有显示屏、扬声器，发送模块连接有传感器。8.根据权利要求1所述的一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，其特征在于，所述虚拟消防室(3)内部安装的摄像头(31)、烟雾报警器(32)、温度传感器(33)以及消防器材(34)内部均设置有物联网收发模块，并且一体化vr装置(2)上设置的传感器(22)以及消防防护设备(25)内部也设置有物联网收发模块。9.根据权利要求1所述的一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，其特征在于，所述实训操作台(1)内置vr客户端控制系统，实训操作台(1)内部设置资源服务器和同步服务器，且同步服务器连通的数据服务器与移动终端通过物联网连通。10.根据权利要求1所述的一种基于vr的消防物联网在线实训系统平台，其特征在于，
所述数据服务器分析统计信息数据并将存入数据库，管理员可通过移动终端查看演练记录数据。

技术总结

本发明提供了一种基于VR的消防物联网在线实训系统平台，包括：数包括：实训操作台、一体化VR装置、虚拟消防室，所述实训操作台通过物联网络与虚拟消防室内部的一体化VR装置连通，所述一体化VR装置包括万向行走平台、传感器、消防喷头、安装滑轨和消防防护设备,万向行走平台上四面均安装有传感器，且万向行走平台上方侧面设置的安装滑轨上滑动安装有消防防护设备。本发明一体化VR装置上设置用于检测救护人员防护的消防防护设备，可以检测在不同状态下救护人员的防护效果，同时采用实体转化为虚拟消防室，形成更好的三维空间模拟状态，并且内部设置不同的消防设备，适应不同的模拟场景环境。景环境。景环境。