CN103149859B - 一种便携式智能电子救生圈控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式智能电子救生圈控制器，包括控制电路以及分别与控制电路连接的采样电路和执行电路；采样电路采集人体在水中所处状态包括水压、波纹干扰、人体机能、电池电量，产生采样信号；控制电路综合分析所述采样信号，做出判断然后发出相应控制信号；执行电路根据所述控制信号，将救生圈充气增大浮力以保证人员的安全，并且发出报警信号。本发明的便携式智能电子救生圈控制器结构简单、安装方便，可在现有的腰带上进行安装使用，在遇到突发状况时，可以将手动开关按下也可以电子设定触发，能在较短时间内完成充气，并可给游泳者供氧，对游泳爱好者和突发溺水事件能起到一定的救助作用。

Description

一种便携式智能电子救生圈控制器

技术领域

本发明属于救生设备技术领域，涉及一种电子救生圈控制器，尤其是一种便携式智能电子救生圈控制器。

背景技术

游泳是一种很好的大众化的水上锻炼方式，但无论对于会游泳者还是不会者，如果没有有效的保护措施，其危险系数都较大。特别是在一些边远不发达的地区，到了夏天许多游泳爱好者都会在湖泊、水库等一些自然水域游泳，这样安全系数更低。

对安全系数要求较高的除游泳还有：水上作业、水上战斗、水上跳伞、抗洪抢险等，智能电子救生圈是一种水上自救装置，当人急需时能自动或手动控制迅速充气，完成水上救生。

现有的各种游泳救生器、救生衣等救生装置，一般都是在下水前充足气体或本身已经具有一定的浮力，但由于体积太大或携带不方便，一般会游泳者不会愿意随身携带，而且无法应付一些突发事件如腿抽筋和溺水等。

针对上述在游泳时突发的一些状况，为了使人们能在尽情享受游泳带来的快乐的同时，也能保护好自己的人身安全，

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种便携式智能电子救生圈控制器，其结构简单、安装方便，可在现有的腰带上进行安装使用，在遇到突发状况时，可以将手动开关按下也可以电子设定触发，能在较短时间内完成充气，并可给游泳者供氧，对游泳爱好者和突发溺水事件能起到一定的救助作用。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种便携式智能电子救生圈控制器，其特征在于，包括控制电路以及分别与控制电路连接的采样电路和执行电路；所述采样电路采集人体在水中所处状态包括水压、波纹干扰、人体机能、电池电量，产生采样信号；所述控制电路综合分析所述采样信号，做出判断然后发出相应控制信号；执行电路根据所述控制信号，将救生圈充气增大浮力以保证人员的安全，并且发出报警信号。

上述采样电路包括水压监测电路、滤波抗干扰电路、A/D转换电路、人体机能监测模块、电池供电电路、低电量报警电路；所述水压监测电路通过滤波抗干扰电路和A/D转换电路与控制电路连接；所述人体机能监测直接与控制电路连接；所述电池供电电路通过低电量报警电路与控制电路连接。

上述控制电路以stc12c系列单片机作为其控制核心。

上述执行电路包括直接与控制电路连接的触发充气电路、报警电路；所述报警电路的输出端连接有LED和警铃。

本发明具有以下有益效果：

本发明结构简单、安装方便，可在现有的腰带上进行安装使用，在遇到突发状况时，可以将手动开关按下也可以电子设定触发，能在较短时间内完成充气，并可给游泳者供氧，对游泳爱好者和突发溺水事件能起到一定的救助作用。

附图说明

图1便携式智能电子救生圈控制器原理图；

图2控制判断流程图其中。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明的该种便携式智能电子救生圈控制器，包括控制电路2以及分别与控制电路2连接的采样电路1和执行电路3；采样电路1采集人体在水中所处状态包括水压、波纹干扰、人体机能、电池电量，产生采样信号；控制电路2综合分析所述采样信号，做出判断然后发出相应控制信号；执行电路3根据所述控制信号，将救生圈充气增大浮力以保证人员的安全，并且发出报警信号。所述控制电路2以stc12c系列单片机作为其控制核心，输入差分放大电路，内置A/D转换、LED显示及采样电路的控制电路。

所述采样电路包括水压监测电路、滤波抗干扰电路、A/D转换电路、人体机能监测、电池供电、低电量报警，所述水压监测电路，通过游泳者腰部的水深检测模块，检测游泳者所处的状态，若检测到游泳者的腰部处于危险深度以下时，传感器反馈危险信号。采集人体在水中所处状态包括水压、波纹干扰、安全体位、电池电量，产生采样信号。

所述滤波抗干扰电路，对采样的数据采取两次中值滤波，在较大程度减少偶然因素的影响，对于潜水，可将设置的最大触发充气时间大于游泳者的最大潜水时间10s以上，通常为1min左右，这样如果游泳者在最大安全时间内重新处于安全状态，计时器清零，达到防止误判断的目的。

所述A/D转换电路，将采集的实时变化的模拟信号转换为控制电路识别的数字信号，通过高低电平的输入判断，更直接有效的发出控制指令。

所述的人体机能监测模块具有人体机能监测功能，监测游泳者发生溺水时的一些共同点，如游泳者会惊慌失措，用力挣扎，在2-3min钟内上下浮动，但是头部露出水面能呼吸的时间不会超过5s，游泳者正常游泳时，腰部会比直立在水中时的水位要浅，将人淹没时的腰部水深作为危险深度。根据监测系统监测信号实时传输到控制电路。

所述电池供电、低电量报警，智能电子救生圈控制器的电源系统，提供各控制模块工作电压，保证系统安全运行。

所述控制电路，分析所述水压检测电路传输监测信号，判断人体所处状态，主控电路判断危险，并使计时单元开始计时，可设置触发充气时间。如果游泳者溺水时，腰部达到危险深度，模块内计时单元开始计时，如果计时单元到设置触发延迟时间，则腰带充气，实现自动救助功能。如果游泳者的腰部处于安全深度以上超过5秒表明游泳者目前处于安全状态，则将内部计时单元清零。综合分析所述采样信号，做出一定的判断然后发出相应控制信号及报警信号。

所述执行电路包括触发充气电路、报警电路，根据所述控制信号，当使用者处于危险水深范围的时间超过设定时间范围，执行电路会打开阀门，将高压气瓶中的气体充入安全气囊之内，增大浮力以保证人员的安全，并且点亮红色LED使其发光闪烁，发出救援声音以便救援人员及时发现。

本发明的工作原理如下：

利用传感器测量水压，游泳者正常游泳时，腰部会比直立在水中时的水位要浅，将人淹没时的腰部水深作为危险深度。当水深超过腰部与下颚的距离（即临界水深）时，计数器开始计时，当超过所设定的时间（即临界时间）时，就会触发气体发生装置，并使红色LED发光闪烁，以便救援人员及时发现

抗干扰分析，游泳时水深检测模块周围的水在扰动，会对水压传感器产生一定的干扰，游泳者发生溺水时都会有一些共同点，如游泳者会惊慌失措，用力挣扎，在2-3min钟内上下浮动，但是头部露出水面能呼吸的时间不会超过5s，对采样的数据采取两次中值滤波，在较大程度减少偶然因素的影响，对于潜水，可将设置的最大触发充气时间大于游泳者的最大潜水时间10s以上，通常为1min左右，这样如果游泳者在最大安全时间内重新处于安全状态，计时器清零，达到防止误判断的目的；

图2所示为控制判断流程图，分析采样传输监测信号，判断人体所处状态，如果游泳者溺水时，水深超过腰部与下颚的距离（即临界水深）时，计数器开始计时，设置触发充气时间，当超过所设定的时间（即临界时间）时，如果计时单元到设置触发延迟时间，则腰带就会触发气体发生装置充气，并使红色LED发光闪烁，实现自动救助功能；如果游泳者的腰部处于安全深度以上超过5秒表明游泳者目前处于安全状态，则将内部计时单元清零。

Claims (2)

1.一种便携式智能电子救生圈控制器，其特征在于，包括控制电路(2)以及分别与控制电路(2)连接的采样电路(1)和执行电路(3)；所述采样电路(1)采集人体在水中所处状态包括水压、波纹干扰、人体机能、电池电量，产生采样信号；所述控制电路(2)综合分析所述采样信号，做出判断然后发出相应控制信号；执行电路(3)根据所述控制信号，将救生圈充气增大浮力以保证人员的安全，并且发出报警信号；所述采样电路包括水压监测电路、滤波抗干扰电路、A/D转换电路、人体机能监测模块、电池供电电路、低电量报警电路；所述水压监测电路通过滤波抗干扰电路和A/D转换电路与控制电路(2)连接；所述人体机能监测直接与控制电路(2)连接；所述电池供电电路通过低电量报警电路与控制电路(2)连接；所述控制电路(2)以stc12c系列单片机作为其控制核心，输入差分放大电路，内置A/D转换、LED显示及采样电路的控制电路；所述A/D转换电路，将采集的实时变化的模拟信号转换为控制电路识别的数字信号，通过高低电平的输入判断，更直接有效的发出控制指令；

所述的人体机能监测模块具有人体机能监测功能，监测游泳者发生溺水时的一些共同点：在2-3min钟内上下浮动，头部露出水面能呼吸的时间不超过5s；根据监测系统监测信号实时传输到控制电路。

2.根据权利要求1所述的便携式智能电子救生圈控制器，其特征在于，所述执行电路(3)包括直接与控制电路(2)连接的触发充气电路、报警电路；所述报警电路的输出端连接有LED和警铃；根据所述控制信号，当使用者处于危险水深范围的时间超过设定时间范围，执行电路会打开阀门，将高压气瓶中的气体充入安全气囊之内，增大浮力以保证人员的安全，并且点亮红色LED使其发光闪烁，发出救援声音以便救援人员及时发现。