CN104881959A - 一种检测溺水的方法和检测溺水的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种检测溺水的方法和检测溺水的装置，用于解决现有技术的溺水的危险情形无法快速、准确发出求救信号的问题。本发明提供的检测溺水的方法和检测溺水的装置，由于对溺水者穿戴的多个传感器发出的多个检测信号进行检测，实现了溺水情况的智能、快速检测；同时，提高了溺水检测的准确性。

Description

一种检测溺水的方法和检测溺水的装置
技术领域
本发明涉及智能检测技术领域，具体地，涉及一种检测溺水的方法和检测溺水的装置。
背景技术
目前现在的智能穿戴设备的主要功能集中在睡眠检测、心率、呼吸、计步等日常健康状况检测。
但是，这些检测方式的功能比较简单，对于一些特殊的环境尤其是比较危险的环境，例如，溺水等环境，没有实现智能、准确、快速的检测方法和检测装置。
发明内容
解决上述问题所采用的技术方案是一种检测溺水的方法和检测溺水的装置。
本发明提供的一种检测溺水的方法，包括：
S1：获取多个检测信号的步骤；
S2：记录所述多个检测信号，并将各个检测信号进行计算分析判断是否溺水的步骤；
S3：当各个检测信号同时判断溺水时发出溺水信号的步骤。
优选的，所述的将各个检测信号进行计算分析判断是否溺水的步骤包括：将当前采集的检测信号进行计算分析获得的结果与前一次采集的检测信号进行计算分析获得的结果进行比较的步骤。
优选的，所述多个检测信号包括温度信号、压力信号和加速度信号。
优选的，所述温度信号的处理步骤包括：
记录在时间ti时的温度信号Ti；
并将所述温度信号Ti与时间ti-1时温度信号Ti-1进行比较获得△Ti＝|Ti-Ti-1|；
若△Ti≥△T0、且△Ti+n＝0、ti+n-ti≥tT时，则判断溺水，发出溺水信号K1，其中，△T0为温度差预设值，tT为时间预设值，i,n为正整数。
优选的，所述压力信号的处理步骤包括：
记录在时间ti时的压力信号Pi；
并将所述压力信号Pi与时间ti-1时压力信号Pi-1进行比较获得△Pi＝|Pi-Pi-1|；
若△Pi>0、且Pi+n>0、△Pi+n＝0、ti+n-ti≥tP时，则判断溺水，发出溺水信号K2，其中，tP为时间预设值，i,n为正整数。
优选的，所述加速度信号的处理步骤包括：
记录加速度信号；
并计算运动方向改变的频率f，并将频率f与频率预设值f0进行比较，若f≥f0时，则判断溺水，发出溺水信号K3。
另一个目的在于提供一种检测溺水的装置，包括：
用于获取多个检测信号的信号检测单元；
用于记录所述各个检测信号，并将所述多个检测信号进行计算分析判断是否溺水的控制单元；
用于发出溺水信号的溺水信号发送单元。
优选的，所述信号检测单元包括温度信号检测子单元、压力信号检测子单元和加速度信号检测子单元。
优选的，所述控制单元包括：用于记录所述各个检测信号的信号记录子单元；用于将所述多个检测信号进行计算分析判断是否溺水的计算分析子单元。
优选的，所述信号记录子单元用于记录在时间ti时的所述温度信号检测子单元发送的温度信号Ti；
所述计算分析子单元用于将所述温度信号Ti与时间ti-1时温度信号Ti-1进行比较获得△Ti＝|Ti-Ti-1|；
若△Ti≥△T0、且△Ti+n＝0、ti+n-ti≥tT时，则判断溺水，发出溺水信号K1，其中，△T0为温度差预设值，tT为时间预设值，i,n为正整数。
优选的，所述信号记录子单元还用于记录在时间ti时的所述压力信号检测子单元发送的压力信号Pi；
所述计算分析子单元还用于将所述压力信号Pi与时间ti-1时压力信号Pi-1进行比较获得△Pi＝|Pi-Pi-1|；
若△Pi>0、且Pi+n>0、△Pi+n＝0、ti+n-ti≥tP时，则判断溺水，发出溺水信号K2，其中，tP为时间预设值，i,n为正整数。
优选的，所述信号记录子单元还用于记录加速度检测单元发送的加速度信号；
所述计算分析子单元还用于计算运动方向改变的频率f，若频率f≥f0时，其中，fP为频率预设值，则判断溺水，发出溺水信号K3。
本发明提供的检测溺水的方法和检测溺水的装置，由于对溺水者穿戴的多个传感器发出的多个检测信号进行检测，实现了溺水情况的智能、快速检测；同时，提高了溺水检测的准确性。
附图说明
图1为本发明实施例1中检测溺水的方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例1中检测溺水的装置的结构示意图；
其中，
1.信号检测单元；11.温度信号检测子单元；12.压力信号检测子单元；13.加速度信号检测子单元；2.控制单元；21.信号记录子单元；22.计算分析子单元；3.信号发送单元。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例提供一种检测溺水的方法，包括：
S1：获取多个检测信号的步骤；
S2：记录所述多个检测信号，并将各个检测信号进行计算分析判断是否溺水的步骤；
S3：当各个检测信号同时判断溺水时发出溺水信号的步骤。
本实施例通过对溺水者穿戴的多个传感器发出的多个检测信号进行检测，实现了溺水情况的智能、快速检测；同时，提高了溺水检测的准确性。
优选的，所述的将各个检测信号进行计算分析判断是否溺水的步骤包括：将当前采集的检测信号进行计算分析获得的结果与前一次采集的检测信号进行计算分析获得的结果进行比较的步骤。
优选的，所述多个检测信号包括温度信号、压力信号和加速度信号。
应当理解的，也可以采用其它检测参数进行检测，在此不作限定。
优选的，所述温度信号的处理步骤包括：
记录在时间ti时的温度信号Ti；
并将所述温度信号Ti与时间ti-1时温度信号Ti-1进行比较获得△Ti＝|Ti-Ti-1|；
若△Ti≥△T0、且△Ti+n＝0、ti+n-ti≥tT时，则判断溺水，发出溺水信号K1，其中，△T0为温度差预设值，tT为时间预设值，i,n为正整数。
也就是说当相邻两次温度信号的检测值之差△Ti存在突变(即大于温度差预设值△T0)，且后续的若干次检测值△Ti+n保持不变(即△Ti+n＝0，此时处于水中检测到的是水温)，这种情况持续发生一段时间ti+n-ti(大于时间预设值tT)即可初步判断溺水，发出溺水信号K1。
应当理解的是，△T0可以根据使用者经常活动的区域的气相情况进行设定，一般情况下△T0设置的越大，检出溺水的概率越高，例如，△T0可以设置为6℃；同样，持续时间越长检出的溺水的概率越高，例如，tT以设置为3min；
当然上述预定定值的设定还要兼顾检出的灵敏度，不能设置的过大。
优选的，所述压力信号的处理步骤包括：
记录在时间ti时的压力信号Pi；
并将所述压力信号Pi与时间ti-1时压力信号Pi-1进行比较获得△Pi＝|Pi-Pi-1|；
若△Pi>0、且Pi+n>0、△Pi+n＝0、ti+n-ti≥tP时，则判断溺水，发出溺水信号K2，其中，tP为时间预设值，i,n为正整数。
正常状态下，压力信号设置为P0，当溺水发生时，Pi＝ρgh+P0，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为水深；
压力传感器检测到水压，这时△Pi＝|Pi-Pi-1|>0，后续若干次检测中Pi+n>0，说明溺水者在水中，同时，△Pi+n＝0当溺水者溺水的状况持续一段时间ti+n-ti，即可初步判断溺水，发出溺水信号K2。
应当理解的是，tP可以根据具体应用情况设定持续时间越长检出的溺水的概率越高。当然tP的预定定值的设定还要兼顾检出的灵敏度，不能设置的过大，例如，tP可以设定为2min。
优选的，所述加速度信号的处理步骤包括：
记录加速度信号；
并计算运动方向改变的频率f，并将频率f与频率预设值f0进行比较，若f≥f0时，则判断溺水，发出溺水信号K3。
溺水时，需要溺水者手臂和身体多出现来回挥动，其中，摆动的频率大幅增加，记录加速度信号，通过加速度信号计算运动方向改变的频率f，并将频率f与频率预设值f0进行比较，若f≥f0时，则判断溺水，发出溺水信号K3。
应当理解的是，f0以根据具体应用情况设定值越高溺水的检出概率越高，一般可以设置为10次/s，当然f0的预设值的设定还要兼顾检出的灵敏度，不能设置的过大。
应当理解的是，上述3个检测信号的检测周期可以根据具体情况设定，当上述3个检测信号同时判断为溺水时，发出溺水信号K，溺水信号K可以通过信号发送单元3上传至互联网，互联网系统能够根据同时反应出来的地址信息，迅速的向有关救援机关发出求救信号，同时向溺水地范围内(100米)的佩戴者发出救助信号。
信号发送单元3包括无线通信单元、无线因特网模块、位置定位模块等，为现有技术范畴在此不再一一赘述。
实施例2：
如图2所示，本实施例提供一种检测溺水的装置，包括：
用于获取多个检测信号的信号检测单元1；
用于记录所述各个检测信号，并将所述多个检测信号进行计算分析判断是否溺水的控制单元2；
用于发出溺水信号的溺水信号发送单元3。
本实施例通过对溺水者穿戴的带有多个传感器的检测溺水的装置发出的多个检测信号进行检测，实现了溺水情况的智能、快速检测；同时，提高了溺水检测的准确性。
优选的，所述信号检测单元1包括温度信号检测子单元111、压力信号检测子单元12、和加速度信号检测子单元13。
应当理解的，也可以采用其它检测单元进行检测，在此不作限定。
优选的，所述控制单元2包括：用于记录所述各个检测信号的信号记录子单元21；用于将所述多个检测信号进行计算分析判断是否溺水的计算分析子单元22。
优选的，所述信号记录子单元21用于记录在时间ti时的所述温度信号检测子单元11发送的温度信号Ti；
所述计算分析子单元22用于将所述温度信号Ti与时间ti-1时温度信号Ti-1进行比较获得△Ti＝|Ti-Ti-1|；
若△Ti≥△T0、且△Ti+n＝0、ti+n-ti≥tT时，则判断溺水，发出溺水信号K1，其中，△T0为温度差预设值，tT为时间预设值，i,n为正整数。
也就是说当相邻两次温度信号的检测值之差△Ti存在突变(即大于温度差预设值△T0)，且后续的若干次检测值△Ti+n保持不变(即△Ti+n＝0，此时处于水中检测到的是水温)，这种情况持续发生一段时间ti+n-ti(大于时间预设值tT)即可初步判断溺水，发出溺水信号K1。
应当理解的是，△T0可以根据使用者经常活动的区域的气相情况进行设定，一般情况下△T0设置的越大，检出溺水的概率越高，例如，△T0可以设置为6℃；同样，持续时间越长检出的溺水的概率越高，例如，tT可以设置为3min；
当然上述预定定值的设定还要兼顾检出的灵敏度，不能设置的过大。
优选的，所述信号记录子单元21还用于记录在时间ti时的所述压力信号检测子单元12发送的压力信号Pi；
所述计算分析子单元22还用于将所述压力信号Pi与时间ti-1时压力信号Pi-1进行比较获得△Pi＝|Pi-Pi-1|；
若△Pi>0、且Pi+n>0、△Pi+n＝0、ti+n-ti≥tP时，则判断溺水，发出溺水信号K2，其中，tP为时间预设值，i,n为正整数。
正常状态下，压力信号设置为P0，当溺水发生时，Pi＝ρgh+P0，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为水深；
压力传感器检测到水压，这时△Pi＝|Pi-Pi-1|>0，后续若干次检测中Pi+n>0，说明溺水者在水中，同时，△Pi+n＝0当溺水者溺水持续一段时间ti+n-ti，即可初步判断溺水，发出溺水信号K2。
应当理解的是，tP可以根据具体应用情况设定持续时间越长检出的溺水的概率越高。当然tP的预定定值的设定还要兼顾检出的灵敏度，不能设置的过大，例如，tP可以设定为2min。
优选的，所述信号记录子单元21还用于记录加速度检测单元发送的加速度信号；
所述计算分析子单元22还用于计算运动方向改变的频率f，若频率f≥f0时，其中，fP为频率预设值，则判断溺水，发出溺水信号K3。
溺水时，需要溺水者手臂和身体多出现来回挥动，其中，摆动的频率大幅增加，记录加速度信号，并根据加速度信号计算运动方向改变的频率f，并将频率f与频率预设值f0进行比较，若f≥f0时，则判断溺水，发出溺水信号K3。
应当理解的是，f0以根据具体应用情况设定值越高溺水的检出概率越高，一般可以设置为10次/s，当然f0的预设值的设定还要兼顾检出的灵敏度，不能设置的过大。
应当理解的是，上述的温度信号检测子单元11、压力信号检测子单元12和加速度信号检测子单元13，可以选择市售的相应型号的传感器，在此不再具体限定。
应当理解的是，上述3个检测信号的检测周期可以根据具体情况设定，当上述3个检测信号同时判断为溺水时，发出溺水信号K，溺水信号K可以通过信号发送单元3上传至互联网，互联网系统能够根据同时发送过来的地址信息，迅速的向有关救援机关发出求救信号；同时，向溺水地范围内(100米)的佩戴者发出救助信号。
信号发送单元3包括无线通信单元、无线因特网模块、位置定位模块等，为现有技术范畴在此不再一一赘述。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种检测溺水的方法，其特征在于，包括：
S1：获取多个检测信号的步骤；
S2：记录所述多个检测信号，并将各个检测信号进行计算分析判断是否溺水的步骤；
S3：当各个检测信号同时判断溺水时发出溺水信号的步骤。
2.如权利要求1所述一种检测溺水的方法，其特征在于，所述的将各个检测信号进行计算分析判断是否溺水的步骤包括：将当前采集的检测信号进行计算分析获得的结果与前一次采集的检测信号进行计算分析获得的结果进行比较的步骤。
3.如权利要求1所述一种检测溺水的方法，其特征在于，所述多个检测信号包括温度信号、压力信号和加速度信号。
4.如权利要求3所述一种检测溺水的方法，其特征在于，
所述温度信号的处理步骤包括：
记录在时间ti时的温度信号Ti；
并将所述温度信号Ti与时间ti-1时温度信号Ti-1进行比较获得△Ti＝|Ti-Ti-1|；
若△Ti≥△T0、且△Ti+n＝0、ti+n-ti≥tT时，则判断溺水，发出溺水信号K1，其中，△T0为温度差预设值，tT为时间预设值，i,n为正整数。
5.如权利要求3所述一种检测溺水的方法，其特征在于，
所述压力信号的处理步骤包括：
记录在时间ti时的压力信号Pi；
并将所述压力信号Pi与时间ti-1时压力信号Pi-1进行比较获得△Pi＝|Pi-Pi-1|；
若△Pi>0、且Pi+n>0、△Pi+n＝0、ti+n-ti≥tP时，则判断溺水，发出溺水信号K2，其中，tP为时间预设值，i,n为正整数。
6.如权利要求3所述一种检测溺水的方法，其特征在于，
所述加速度信号的处理步骤包括：
记录加速度信号；
并计算运动方向改变的频率f，并将频率f与频率预设值f0进行比较，若f≥f0时，则判断溺水，发出溺水信号K3。
7.一种检测溺水的装置，其特征在于，包括：
用于获取多个检测信号的信号检测单元；
用于记录所述各个检测信号，并将所述多个检测信号进行计算分析判断是否溺水的控制单元；
用于发出溺水信号的溺水信号发送单元。
8.如权利要求7所述一种检测溺水的装置，其特征在于，
所述信号检测单元包括温度信号检测子单元、压力信号检测子单元和加速度信号检测子单元。
9.如权利要求7所述一种检测溺水的装置，其特征在于，所述控制单元包括：用于记录所述各个检测信号的信号记录子单元；用于将所述多个检测信号进行计算分析判断是否溺水的计算分析子单元。
10.如权利要求9所述一种检测溺水的装置，其特征在于，
所述信号记录子单元用于记录在时间ti时的所述温度信号检测子单元发送的温度信号Ti；
所述计算分析子单元用于将所述温度信号Ti与时间ti-1时温度信号Ti-1进行比较获得△Ti＝|Ti-Ti-1|；
若△Ti≥△T0、且△Ti+n＝0、ti+n-ti≥tT时，则判断溺水，发出溺水信号K1，其中，△T0为温度差预设值，tT为时间预设值，i,n为正整数。
11.如权利要求9所述一种检测溺水的装置，其特征在于，
所述信号记录子单元还用于记录在时间ti时的所述压力信号检测子单元发送的压力信号Pi；
所述计算分析子单元还用于将所述压力信号Pi与时间ti-1时压力信号Pi-1进行比较获得△Pi＝|Pi-Pi-1|；
若△Pi>0、且Pi+n>0、△Pi+n＝0、ti+n-ti≥tP时，则判断溺水，发出溺水信号K2，其中，tP为时间预设值，i,n为正整数。
12.如权利要求9所述一种检测溺水的装置，其特征在于，
所述信号记录子单元还用于记录加速度检测单元发送的加速度信号；
所述计算分析子单元还用于计算运动方向改变的频率f，若频率f≥f0时，其中，fP为频率预设值，则判断溺水，发出溺水信号K3。
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