一種智能防溺水裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無線網絡技術領域，尤其涉及一種智能防溺水裝置。
【背景技術】
[0002]隨著水上游樂項目興起，其安全問題受到越來越多人的重視。水上娛樂活動的安全問題主要集中在游客溺水等方面，而目前的安全措施主要為救生員繞場巡視，這種方式主要依賴于救生員的經驗和責任心，無法真正意義上保障游客的安全，溺水事件仍然時有發(fā)生。1、潘曉勇等人申請的“一種人體溺水監(jiān)測方法及防溺水輔助裝置”(申請?zhí)?201410673591.9)發(fā)明專利，公開了一種利用心率傳感器監(jiān)控人體心率變化量作為溺水判定依據(jù)的裝置，并且在人員發(fā)生溺水時能夠彈出浮標發(fā)出警報，同時彈出氣囊實施救生。該發(fā)明一方面僅使用心率變化作為判斷溺水的依據(jù)，勢必造成嚴重的漏警和虛警，因為人在水下運動時本身心率就會呈現(xiàn)異常狀態(tài)；另一方面，該發(fā)明采用彈出警示浮標的方式發(fā)出警報，在人員密集或者水面情況復雜(例如水面放置中大型充氣玩具等)時，這種報警方式很容易被忽略，產生。2、陸建江等人申請的“無線防溺水警報系統(tǒng)”(申請?zhí)?201510073484.7)發(fā)明專利，公開了一種使用RFID芯片結合布設在泳池上方的RFID讀卡器陣列實現(xiàn)溺水報警。該發(fā)明認為當溺水發(fā)生時，安置在人員身體上的RFID芯片會沒入水中，此時上方的讀卡器將讀不到該芯片ID(電磁波在水中傳播距離極短)，該發(fā)明即通過判斷RFID讀卡器是否能夠讀到RFID芯片為溺水判定依據(jù)。這種方法只有在RFID感應線圈與讀卡器平行時才能工作，否則RFID芯片無法獲得足夠的能量向讀卡器發(fā)出反饋，而在水中要時刻保持這種水平狀態(tài)幾乎不可能。此外，僅采用與讀卡器單一通信的方式，勢必造成漏警概率很高，降低發(fā)明的實用性。
[0003]已有的電子防溺水技術普遍存在溺水判定條件單一，漏警和虛警概率高，報警信號傳輸不可靠等缺點。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種智能防溺水裝置，通過在游泳人員上佩戴多種傳感器，在傳感器之間、傳感器與信標節(jié)點之間建立起自組織網絡，保證身體綜合狀態(tài)信息實時收集到核心服務器，并在核心服務器進行集中處理，通過固定網絡和無線自組織網絡把處理結果連同人員位置上報給救生系統(tǒng)，協(xié)助救生員實施救援，解決現(xiàn)有的電子防溺水技術普遍存在溺水判定條件單一，漏警和虛警概率高，報警信號傳輸不可靠的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種智能防溺水裝置，所述智能防溺水裝置包括:
[0006]狀態(tài)監(jiān)控模塊，用于實時監(jiān)控心率、呼吸、血氧飽和度、以及肢體運動與人體健康狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)；
[0007]信標接收器陣列模塊，用來接收狀態(tài)監(jiān)控模塊發(fā)送的網絡信息和人員狀態(tài)信息，并將該信息上傳給核心服務器；
[0008]核心服務器，用于負責處理狀態(tài)監(jiān)控模塊上報的人員狀態(tài)信息和信標接收器發(fā)送的位置信息，通過集中處理，判斷人員當前健康狀態(tài)等級，并將該等級連同該人員當前位置發(fā)送至救生終端；
[0009]救生終端，用于負責接收核心服務器發(fā)來的人員位置及狀態(tài)信息，在人員狀態(tài)等級判定為溺水時，向救生員發(fā)出警報。
[0010]進一步，所述狀態(tài)監(jiān)控模塊進一步包括:
[0011]主控模塊，用于負責管理傳感器子系統(tǒng)、自組網通信模塊、網絡傳輸模塊、第一UI模塊和第一儲能組件；
[0012]傳感器子系統(tǒng)，利用低功耗數(shù)字3軸加速計、光學心率和生物電阻抗傳感器等多種類型傳感器共同組成的傳感器子系統(tǒng)，實時監(jiān)控心率、呼吸、血氧飽和度、以及肢體運動與人體健康狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)，并上報給主控模塊；
[0013]自組網通信模塊，用于負責與周圍其他狀態(tài)監(jiān)控模塊建立并維護無線自組織網絡;
[0014]網絡傳輸模塊，用于負責周期性的向建立鏈接的信標接收器發(fā)送網絡消息，同時將傳感器子系統(tǒng)上報的人員狀態(tài)數(shù)據(jù)通過自組織網絡和事先布設好的信標接收器陣列模塊上傳給核心服務器；
[0015]第一UI模塊，用于負責提供人機接口，實現(xiàn)用戶信息設置；
[0016]第一儲能組件，用于采用小體積紐扣電池為整個設備提供電能。
[0017]進一步，所述救生終端包括:
[0018]無線通信模塊，用于負責接收核心服務器發(fā)來的人員位置及狀態(tài)信息；
[0019]第二UI模塊，用于根據(jù)不同人員狀態(tài)等級和位置的不同，在顯示屏對應位置顯示相應種類的標識；
[0020]報警模塊，用于負責在人員狀態(tài)等級判定為溺水時，向救生員發(fā)出警報；
[0021]第二儲能組件，包括可充電的鋰電池組，用于采用小體積紐扣電池提供電能。
[0022]進一步，所述信標接收器陣列模塊由多個相互獨立的信標信號接收器組成，按照泳池的形狀布設在泳池頂端;每個信標接收器具有唯一的ID編號，并且ID編號與信標接收器所布設的位置對應。
[0023]本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述的智能防溺水裝置的智能防溺水方法，所述智能防溺水方法包括:
[0024]每個用戶手腕上將佩戴一個腕帶形態(tài)的狀態(tài)監(jiān)控模塊，在用戶下水時，打開設備，并通過第一UI模塊設置心跳發(fā)送周期、用戶年齡、性別、會員編號信息，之后設備進入正常工作狀態(tài)；
[0025]網絡傳輸模塊將與信道條件最好的信標接收器建立信標傳輸鏈路，自組網通信模塊開始發(fā)送建網消息，與其他狀態(tài)監(jiān)控模塊之間建立自組織網絡，同時，傳感器子系統(tǒng)按照之前設置的心跳發(fā)送周期讀取人體狀態(tài)，并同時通過信標傳輸鏈路和自組網鏈路進行獨立的發(fā)送；
[0026]當狀態(tài)監(jiān)控模塊沒入水下后，信號強度變弱，信息無法正常傳輸，所有信標接收器均通過信標接收器陣列模塊總線與核心服務器相連，與狀態(tài)監(jiān)控模塊建立鏈接的信標接收器將收到的狀態(tài)信息上傳給核心服務器，其他信標接收器將收到的狀態(tài)監(jiān)控模塊發(fā)送的信號強度及其ID號發(fā)送給核心服務器，協(xié)助核心服務器對用戶進行定位；
[0027]核心服務器根據(jù)收到的用戶狀態(tài)信息和信息傳輸情況通過集中處理判斷用戶當前狀態(tài)，用戶心率突然劇增，突然手臂進行劇烈運動，血氧含量下降，同時通過鏈路發(fā)送的狀態(tài)信息連續(xù)兩次沒有收到，則判斷用戶已經發(fā)生溺水，其安全等級為溺水;而用戶僅出現(xiàn)心率突然增加，血氧含量下降，但狀態(tài)信息全部收到，則判斷安全等級為安全;同時，核心服務器通過收到的用戶傳輸信號強度，利用多點定位原理，計算出用戶在泳池中的位置，并將該位置連同用戶安全等級發(fā)送至救援終端設備。
[0028]救援終端收到用戶安全等級和位置后，在顯示器上用不同符號顯示用戶位置及安全等級，并在用戶等級為溺水時發(fā)出聲音和振動等警報信號，提示救生員實施救援。
[0029]本發(fā)明提供的智能防溺水裝置，通過在游泳人員上佩戴多種傳感器，在傳感器之間、傳感器與信標節(jié)點之間建立起自組織網絡，保證身體綜合狀態(tài)信息實時收集到核心服務器，并在核心服務器進行集中處理，通過固定網絡和無線自組織網絡把處理結果連同人員位置上報給救生系統(tǒng)，協(xié)助救生員實施救援。本發(fā)明通過引入新的傳輸機制降低現(xiàn)有產品的漏警概率，同時通過信息的集中處理提高報警信息的可靠性，并且能夠向救生員傳遞溺水發(fā)生位置、危險等級等更為精確的信息，從而有效的減少人員溺水事件的發(fā)生，提高水中人員的安全指數(shù)。
[0030]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點:
[0031]第一，通過多種傳感器的分布式采集，核心服務器的集中處理，改善了了信息的處理效率，提高報警信息的可靠性。
[0032]第二，通過引入自組織網絡，為整個系統(tǒng)的信息傳遞提供了額外的鏈路，有效的保障了人員狀態(tài)信息的傳輸。
[0033]第三，信標接收陣列的引入，實現(xiàn)了多點協(xié)作輔助定位，降低發(fā)生溺水時的危險，保障了水上人員的安全性。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明實施例提供的智能防溺水裝置結構示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明實施例提供的狀態(tài)監(jiān)控模塊結構示意圖；
[0036]圖中:1、狀態(tài)監(jiān)控模塊;1-1、主控模塊；1-2、傳感器子系統(tǒng)；1-3、自組網通信模塊；1-4、網絡傳輸模塊；1-5、第一 UI模塊；1-6、第一儲能組件;2、信標接收器陣列模塊;3、核心服務器;4、救生終端。
【具體實施方式】
[0037]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0038]下面結合附圖對本發(fā)明的結構作詳細的描述。
[0039]如圖1所示，本發(fā)明實施例的智能防溺水裝置主要包括:狀態(tài)監(jiān)控模塊1、信標接收器陣列模塊2、核心服務器3、救生終端4。
[0040]狀態(tài)監(jiān)控模塊I，用于實時監(jiān)控心率、呼吸、血氧飽和度、以及肢體運動等與人體健康狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)。
[0041]信標接收器陣列模塊2，用來接收狀態(tài)監(jiān)控模塊I發(fā)送的網絡信息和人員狀態(tài)信息，并將該信息上傳給核心服務器3。
[0042]核心服務器3，用于負責處理狀態(tài)監(jiān)控模塊I上報的人員狀態(tài)信息和信標接收器發(fā)送的位置信息，通過集中處理，判斷人員當前健康狀態(tài)，并將該等級連同該人員當前位置發(fā)送至救生終端4。
[0043]救生終端4，用于負責接收核心服務器3發(fā)來的人員位置及狀態(tài)信息，在人員狀態(tài)等級判定為溺水時，向救生員發(fā)出警報。
[0044]如圖2所示，狀態(tài)監(jiān)控模塊I進一步包括:主控模塊1-1、傳感器子系統(tǒng)1-2、自組網通信模塊1-3、網絡傳輸模塊1-4、第一 UI模塊1-5、第一儲能組件1-6。
[0045]主控模塊1-1，用于負責管理傳感器子系統(tǒng)、自組網通信模塊、網絡傳輸模塊、第一UI模塊和第一儲能組件。
[0046]傳感器子系統(tǒng)1-2，利用低功耗數(shù)字3軸加速計、光學心率和生物電阻抗傳感器等多種類型傳感器共同組成的傳感器子系統(tǒng)，實時監(jiān)控心率、呼吸、血氧飽和度、以及肢體運動等與人體健康狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)，并上報給主控模塊I。
[0047]自組網通信模塊1-3，用于負責與周圍其他狀態(tài)監(jiān)控模塊建立并維護無線自組織網絡。
[0048]網絡傳輸模塊1-4，用于