一種游泳遇險(xiǎn)預(yù)警救生裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種游泳遇險(xiǎn)預(yù)警救生裝置，其具體是一種基于脈搏及水中壓力檢測(cè)的游泳救生裝置，該裝置依據(jù)人體運(yùn)動(dòng)劇烈程度不同脈搏變化不同，以及游泳者所處水中不同深度周?chē)畨翰煌脑?，根?jù)檢測(cè)游泳者脈搏頻率以及水壓情況等參數(shù)進(jìn)行預(yù)警并發(fā)送信號(hào)打開(kāi)游泳救生裝置，可以對(duì)游泳初學(xué)者、水中工作人員、學(xué)生等溺水易發(fā)人群提供很好的保護(hù)，屬于游泳救生裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種游泳遇險(xiǎn)預(yù)警救生裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于救生裝置的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種游泳遇險(xiǎn)預(yù)警救生裝置，其為一種脈搏及水中環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)游泳救生裝置，該裝置依據(jù)人體運(yùn)動(dòng)不同脈搏變化劇烈程度不同，通過(guò)檢測(cè)脈搏頻率以及水中環(huán)境情況等參數(shù)進(jìn)行預(yù)警并發(fā)送信號(hào)打開(kāi)游泳救生裝置，可以對(duì)游泳初學(xué)者、水中工作人員、學(xué)生等溺水易發(fā)人群提供很好的保護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]溺水是世界各地非故意傷害死亡的第三大原因，占所有與傷害有關(guān)死亡的7%。世界各地每年溺水死亡數(shù)估計(jì)為38.8萬(wàn)例。據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)道，我國(guó)溺水是1-14歲兒童傷害死亡的主要原因，每年溺水事故頻發(fā)奪取許多人的生命，使無(wú)數(shù)家庭陷入悲傷破裂。同時(shí)，在洪澇災(zāi)害中大量災(zāi)民由于不會(huì)游泳、身體不適或者水大浪急等諸多原因難以脫險(xiǎn)，以致最終造成溺水、死亡等災(zāi)難性的后果。
[0003]引起溺水事故的主要原因:1、剛剛學(xué)習(xí)游泳的人，游泳技術(shù)不熟練，在水中容易發(fā)生問(wèn)題并且手忙腳亂，導(dǎo)致嗆水而造成溺水。2、在非游泳區(qū)游泳，由于水中可能有急流、旋渦、水草以及障礙物等，即使會(huì)游泳，也可能發(fā)生溺水事故。3、一些有慢性病的人在醫(yī)生的指導(dǎo)下是可以游泳的，但沒(méi)有醫(yī)生的指導(dǎo)是很危險(xiǎn)的。4、由于潛水憋氣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)頻會(huì)引起腦缺氧而出現(xiàn)頭痛、頭暈或出現(xiàn)休克等現(xiàn)象，很容易造成溺水。5、在水里打鬧嬉戲，特別是兒童、青少年往往會(huì)造成自己或者同伴溺水。6、游泳前未做好準(zhǔn)備活動(dòng)、身體過(guò)于疲勞、水溫過(guò)涼等原因，在游泳中都會(huì)出現(xiàn)抽筋的現(xiàn)象，如果在深水自己不會(huì)處理，就會(huì)發(fā)生溺水事故。7、有的游泳愛(ài)好者喜歡長(zhǎng)游，尤其在海邊，當(dāng)游的距離岸邊較遠(yuǎn)難以游回時(shí)，這樣往往容易發(fā)生溺水事故。8、遇到洪澇災(zāi)害時(shí)，人員被水沖走，往往難以生還。
[0004]目前，對(duì)于溺水救護(hù)的主要手段為事前預(yù)防教育，主要有:1、加強(qiáng)防溺水的宣傳力度，尤其是對(duì)兒童及青少年的宣傳教育;2、加大對(duì)非游泳區(qū)的監(jiān)管力度，對(duì)溺水應(yīng)急救助進(jìn)行培訓(xùn)，提高自我救助保護(hù)能力；3、游泳前帶游泳圈等救生設(shè)備，防止溺水事故發(fā)生。溺水事故事發(fā)突然，使人員難以有充分準(zhǔn)備的時(shí)間，往往事故當(dāng)事人情緒緊張，難以妥善處理危險(xiǎn)情況，加強(qiáng)教育培訓(xùn)工作只能降低溺水事故發(fā)生幾率，提高溺水人員搶救效率。游泳期間帶有游泳圈等救生設(shè)備，使游泳人員活動(dòng)不便，只能能玩耍，不能夠游泳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決人員在水中游泳遇險(xiǎn)救助問(wèn)題，提出了一種根據(jù)游泳者自身脈搏頻率，以及所處水中環(huán)境情況自動(dòng)判斷是否處于危險(xiǎn)情況的智能救助裝置，能夠在游泳者遇險(xiǎn)時(shí)自動(dòng)打開(kāi)充氣氣囊，增大游泳者浮力，為游泳者提供安全保障。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種游泳遇險(xiǎn)預(yù)警救生裝置，本救生裝置通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及數(shù)據(jù)處理分析設(shè)備，確定游泳者的脈搏頻率以及所處水深，通過(guò)與游泳者事先設(shè)定的報(bào)警參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)超出預(yù)設(shè)值時(shí)及時(shí)報(bào)警，若游泳者在預(yù)設(shè)報(bào)警解除時(shí)間內(nèi)未解除報(bào)警，則打開(kāi)游泳救生裝置。
[0007]具體的，本救生裝置包括中央控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、功率放大模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、遇險(xiǎn)報(bào)警模塊、遇險(xiǎn)保護(hù)裝置、用戶(hù)交互模塊、充電電池模塊以及電源適配器。
[0008]其中，中央控制模塊由嵌入式處理器及帶斷電保護(hù)的存儲(chǔ)器組成。在其上運(yùn)行有嵌入式操作系統(tǒng)和游泳者自身狀況及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境檢測(cè)分析處理程序。中央控制模塊負(fù)責(zé)控制救生裝置的運(yùn)行，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。
[0009]數(shù)據(jù)采集模塊在中央控制模塊的控制下，對(duì)游泳者自身脈搏情況以及所處水中壓力等參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0010]功率放大模塊根據(jù)中央控制模塊設(shè)定的增益，將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的游泳者相關(guān)信息進(jìn)行功率放大。
[0011]信號(hào)調(diào)理模塊在中央控制模塊的控制下，將由傳感器經(jīng)數(shù)據(jù)采集和功率放大模塊傳送來(lái)的電信號(hào)進(jìn)行限幅、濾波和放大。
[0012]遇險(xiǎn)報(bào)警模塊在中央控制模塊的控制下，當(dāng)中央控制器分析結(jié)果發(fā)出遇險(xiǎn)報(bào)警指令時(shí)，遇險(xiǎn)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的報(bào)警停止時(shí)間，當(dāng)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的報(bào)警停止時(shí)間時(shí)，向中央控制模塊發(fā)出啟動(dòng)遇險(xiǎn)保護(hù)裝置信號(hào)。
[0013]遇險(xiǎn)保護(hù)裝置在中央控制模塊的控制下，啟動(dòng)遇險(xiǎn)保護(hù)裝置，打開(kāi)充氣氣囊，增大游泳者浮力，為游泳者提供安全保障。
[0014]用戶(hù)交互模塊負(fù)責(zé)提供輸入輸出交互界面，用戶(hù)通過(guò)該模塊輸入檢測(cè)參數(shù)閥值，為報(bào)警提供依據(jù)，減少誤報(bào)情況，并通過(guò)該模塊對(duì)救生裝置進(jìn)行操作。
[0015]充電電池模塊為整個(gè)儀器供電。
[0016]電源適配器為充電電池充電。
[0017]各組成部分的連接關(guān)系為:
[0018]中央控制模塊與數(shù)據(jù)采集模塊、功率放大模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、遇險(xiǎn)報(bào)警模塊、遇險(xiǎn)保護(hù)裝置、用戶(hù)交互模塊、充電電池模塊相連。
[0019]數(shù)據(jù)采集模塊與中央控制模塊、功率放大模塊、充電電池模塊相連；
[0020]功率放大模塊與中央控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、充電電池模塊相連；
[0021]信號(hào)調(diào)理模塊與中央控制模塊、功率放大模塊、充電電池模塊相連；
[0022 ]遇險(xiǎn)報(bào)警模塊與中央控制模塊、充電電池模塊相連；
[0023]遇險(xiǎn)保護(hù)裝置與中央控制模塊、充電電池模塊相連；
[0024]用戶(hù)交互模塊與中央控制模塊、充電電池模塊相連；
[0025]充電電池模塊與中央控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、功率放大模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、遇險(xiǎn)報(bào)警模塊、遇險(xiǎn)保護(hù)裝置、用戶(hù)交互模塊相連。
[0026]本游泳遇險(xiǎn)報(bào)警救生裝置的具體工作過(guò)程是:
[0027]首先，啟動(dòng)游泳遇險(xiǎn)救生裝置，通過(guò)充電電池模塊為游泳遇險(xiǎn)救生裝置供電；
[0028]之后，進(jìn)行檢測(cè)參數(shù)設(shè)定。根據(jù)用戶(hù)自身以及游泳現(xiàn)場(chǎng)情況，通過(guò)用戶(hù)交互模塊設(shè)定遇險(xiǎn)報(bào)警參數(shù)。
[0029]然后，佩戴好游泳遇險(xiǎn)救生裝置，游泳者就可以進(jìn)行游泳活動(dòng)。當(dāng)佩戴游泳遇險(xiǎn)救生裝置的游泳者在水中游泳時(shí)，該裝置會(huì)通過(guò)中央控制模塊控制數(shù)據(jù)采集模塊時(shí)時(shí)采集游泳者自身的脈搏變化情況以及游泳者所處的水中環(huán)境；中央控制模塊通過(guò)分析經(jīng)過(guò)功率放大模塊和信號(hào)調(diào)理模塊處理過(guò)的數(shù)據(jù)，與游泳者遇先設(shè)定的遇險(xiǎn)參數(shù)進(jìn)行判斷是否游泳者處于危險(xiǎn)情況。
[0030]當(dāng)中央控制模塊判斷游泳者處于危險(xiǎn)情況時(shí)，中央控制模塊向遇險(xiǎn)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警指令，遇險(xiǎn)報(bào)警模塊開(kāi)始報(bào)警;如果游泳者自身感覺(jué)未處于危險(xiǎn)狀態(tài)，可以在預(yù)先設(shè)置的報(bào)警時(shí)間內(nèi)，手動(dòng)將警報(bào)解除；如果超過(guò)預(yù)設(shè)報(bào)警時(shí)間，遇險(xiǎn)報(bào)警模塊將想中央控制模塊發(fā)出超出報(bào)警時(shí)間的信息。
[0031]當(dāng)中央控制模塊接到遇險(xiǎn)報(bào)警模塊超出報(bào)警時(shí)間的信息后，中央控制模塊將向遇險(xiǎn)保護(hù)裝置發(fā)出指令，遇險(xiǎn)保護(hù)裝置接到指令后立即打開(kāi)，向充氣氣囊中充氣，增大游泳者浮力，為游泳者提供安全保障。
[0032]本發(fā)明有益效果為:
[0033]本發(fā)明提出的游泳遇險(xiǎn)救生裝置，采用脈搏與所處水中環(huán)境綜合判斷游泳者是否處于危險(xiǎn)情況中，根據(jù)游泳者預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，當(dāng)游泳者處于危險(xiǎn)情況中時(shí)，首先進(jìn)行報(bào)警，如果游泳者未解除報(bào)警，該裝置將自動(dòng)打開(kāi)救生裝置，增大游泳者浮力，使游泳者盡快浮出水面，為游泳者提供一定的安全保障。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0036]本發(fā)明的游泳遇險(xiǎn)救生裝置結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。
[0037]包括中央控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、功率放大模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、遇險(xiǎn)報(bào)警模塊、遇險(xiǎn)保護(hù)裝置、用戶(hù)交互模塊、充電電池模塊以及電源適配器。
[0038]當(dāng)游泳者游泳時(shí)，首先，啟動(dòng)游泳遇險(xiǎn)救生裝置，通過(guò)充電電池模塊為游泳遇險(xiǎn)救生裝置供電；
[0039]之后，進(jìn)行檢測(cè)參數(shù)設(shè)定。根據(jù)用戶(hù)自身以及游泳現(xiàn)場(chǎng)情況，通過(guò)用戶(hù)交互模塊設(shè)定遇險(xiǎn)報(bào)警參數(shù)。
[0040]由于人群不同其脈搏頻率也不相同，設(shè)置參數(shù)主要根據(jù)游泳者自身情況，如:運(yùn)動(dòng)員、兒童、青年、老人等;游泳地點(diǎn)，如:游泳館、海邊游泳場(chǎng)、漂流、野外活動(dòng)等。
[0041]遇險(xiǎn)報(bào)警參數(shù)設(shè)定好以后，就可以佩戴游泳救生裝置進(jìn)行游泳了。當(dāng)佩戴游泳遇險(xiǎn)救生裝置的游泳者在水中游泳時(shí)，該裝置會(huì)通過(guò)中央控制模塊控制數(shù)據(jù)采集模塊時(shí)時(shí)采集游泳者自身的脈搏變化情況以及游泳者所處的水中環(huán)境參數(shù)；中央控制模塊通過(guò)分析經(jīng)過(guò)功率放大模塊和信號(hào)調(diào)理模塊處理過(guò)的數(shù)據(jù)，確定游泳者的脈搏頻率，入水深度等參數(shù)，并與游泳者遇先設(shè)定的遇險(xiǎn)參數(shù)進(jìn)行判斷是否游泳者處于危險(xiǎn)情況。
[0042]入水深度:h= p/pg
[0043]其中，h為入水深度，P為測(cè)試壓力，P是水的密度，g是重力加速度。
[0044]當(dāng)中央控制模塊判斷游泳者處于危險(xiǎn)情況時(shí)，中央控制模塊向遇險(xiǎn)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警指令，遇險(xiǎn)報(bào)警模塊開(kāi)始報(bào)警;如果游泳者自身感覺(jué)未處于危險(xiǎn)狀態(tài)，可以在預(yù)先設(shè)置的報(bào)警時(shí)間內(nèi)，手動(dòng)將警報(bào)解除；如果超過(guò)預(yù)設(shè)報(bào)警時(shí)間，遇險(xiǎn)報(bào)警模塊將想中央控制模塊發(fā)出超出報(bào)警時(shí)間的信息。
[0045]當(dāng)中央控制模塊接到遇險(xiǎn)報(bào)警模塊超出報(bào)警時(shí)間的信息后，中央控制模塊將向遇險(xiǎn)保護(hù)裝置發(fā)出指令，遇險(xiǎn)保護(hù)裝置接到指令后立即打開(kāi)，向充氣氣囊中充氣，增大游泳者浮力，為游泳者提供一定的安全保障。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種游泳遇險(xiǎn)預(yù)警救生裝置，其特征在于:通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備以及數(shù)據(jù)處理分析設(shè)備，確定游泳者的脈搏頻率以及所處水深，通過(guò)與游泳者事先設(shè)定的報(bào)警參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)超出預(yù)設(shè)值時(shí)及時(shí)報(bào)警，若游泳者在預(yù)設(shè)報(bào)警解除時(shí)間內(nèi)未解除報(bào)警，則打開(kāi)游泳救生裝置。2.如權(quán)利要求1所述的一種游泳遇險(xiǎn)預(yù)警救生裝置，其特征在于:該裝置具體結(jié)構(gòu)為: 該游泳遇險(xiǎn)預(yù)警救生裝置由中央控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、功率放大模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、遇險(xiǎn)報(bào)警模塊、遇險(xiǎn)保護(hù)模塊、用戶(hù)交互模塊、充電電池模塊以及電源適配器組成；其中: 所述的中央控制模塊由嵌入式處理器及帶斷電保護(hù)的存儲(chǔ)器組成，在其上運(yùn)行有嵌入式操作系統(tǒng)和游泳者自身狀況及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境檢測(cè)分析處理程序，中央控制模塊負(fù)責(zé)控制救生裝置的運(yùn)行，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)； 所述的數(shù)據(jù)采集模塊在中央控制模塊的控制下，對(duì)游泳者自身脈搏情況以及所處水中壓力參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集； 所述的功率放大模塊根據(jù)中央控制模塊設(shè)定的增益，將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的游泳者相關(guān)信息進(jìn)行功率放大； 所述的信號(hào)調(diào)理模塊在中央控制模塊的控制下，將由傳感器經(jīng)數(shù)據(jù)采集和功率放大模塊傳送來(lái)的電信號(hào)進(jìn)行限幅、濾波和放大； 所述的遇險(xiǎn)報(bào)警模塊在中央控制模塊的控制下，當(dāng)中央控制器分析結(jié)果發(fā)出遇險(xiǎn)報(bào)警指令時(shí)，遇險(xiǎn)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的報(bào)警停止時(shí)間，當(dāng)超過(guò)預(yù)先設(shè)定的報(bào)警停止時(shí)間時(shí)，向中央控制模塊發(fā)出啟動(dòng)遇險(xiǎn)保護(hù)裝置信號(hào)； 所述的遇險(xiǎn)保護(hù)模塊在中央控制模塊的控制下，啟動(dòng)遇險(xiǎn)保護(hù)裝置，打開(kāi)充氣氣囊，增大游泳者浮力，為游泳者提供安全保障； 所述的用戶(hù)交互模塊負(fù)責(zé)提供輸入輸出交互界面，用戶(hù)通過(guò)該模塊輸入檢測(cè)參數(shù)閥值，為報(bào)警提供依據(jù)，減少誤報(bào)情況，并通過(guò)該模塊對(duì)救生裝置進(jìn)行操作； 所述的充電電池模塊為整個(gè)儀器供電； 所述的電源適配器為充電電池充電； 各組成部分的連接關(guān)系為: 中央控制模塊與數(shù)據(jù)采集模塊、功率放大模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、遇險(xiǎn)報(bào)警模塊、遇險(xiǎn)保護(hù)裝置、用戶(hù)交互模塊、充電電池模塊相連； 數(shù)據(jù)采集模塊與中央控制模塊、功率放大模塊、充電電池模塊相連； 功率放大模塊與中央控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、充電電池模塊相連； 信號(hào)調(diào)理模塊與中央控制模塊、功率放大模塊、充電電池模塊相連； 遇險(xiǎn)報(bào)警模塊與中央控制模塊、充電電池模塊相連； 遇險(xiǎn)保護(hù)裝置與中央控制模塊、充電電池模塊相連； 用戶(hù)交互模塊與中央控制模塊、充電電池模塊相連； 充電電池模塊與中央控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、功率放大模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、遇險(xiǎn)報(bào)警模塊、遇險(xiǎn)保護(hù)裝置、用戶(hù)交互模塊相連。3.如權(quán)利要求1所述的一種游泳遇險(xiǎn)預(yù)警救生裝置，其特征在于:該游泳遇險(xiǎn)救生裝置的具體工作過(guò)程是: 首先，啟動(dòng)游泳遇險(xiǎn)救生裝置，通過(guò)充電電池模塊為游泳遇險(xiǎn)救生裝置供電； 之后，進(jìn)行檢測(cè)參數(shù)設(shè)定，根據(jù)用戶(hù)自身以及游泳現(xiàn)場(chǎng)情況，通過(guò)用戶(hù)交互模塊設(shè)定遇險(xiǎn)報(bào)警參數(shù)； 然后，佩戴好游泳遇險(xiǎn)救生裝置，游泳者就可以進(jìn)行游泳活動(dòng)，當(dāng)佩戴游泳遇險(xiǎn)救生裝置的游泳者在水中游泳時(shí)，該裝置會(huì)通過(guò)中央控制模塊控制數(shù)據(jù)采集模塊時(shí)時(shí)采集游泳者自身的脈搏變化情況以及游泳者所處的水域水壓；中央控制模塊通過(guò)分析經(jīng)過(guò)功率放大模塊和信號(hào)調(diào)理模塊處理過(guò)的數(shù)據(jù)，與游泳者遇先設(shè)定的遇險(xiǎn)參數(shù)進(jìn)行判斷是否游泳者處于危險(xiǎn)情況； 當(dāng)中央控制模塊判斷游泳者處于危險(xiǎn)情況時(shí)，中央控制模塊向遇險(xiǎn)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警指令，遇險(xiǎn)報(bào)警模塊開(kāi)始報(bào)警;如果游泳者自身感覺(jué)未處于危險(xiǎn)狀態(tài)，可以在預(yù)先設(shè)置的報(bào)警時(shí)間內(nèi)，手動(dòng)將警報(bào)解除;如果超過(guò)預(yù)設(shè)報(bào)警時(shí)間，遇險(xiǎn)報(bào)警模塊將想中央控制模塊發(fā)出超出報(bào)警時(shí)間的信息； 當(dāng)中央控制模塊接到遇險(xiǎn)報(bào)警模塊超出報(bào)警時(shí)間的信息后，中央控制模塊將向遇險(xiǎn)保護(hù)模塊發(fā)出打開(kāi)遇險(xiǎn)保護(hù)裝置的指令，遇險(xiǎn)保護(hù)裝置接到指令后立即打開(kāi)，向充氣氣囊中充氣，增大游泳者浮力，為游泳者提供安全保障。
【文檔編號(hào)】B63C9/20GK105836073SQ201610177763
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】趙海濤, 吳長(zhǎng)茂, 黎雷生, 魏穎
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院軟件研究所, 北京安鼎興科科技有限公司