CN105520722B - 一种应用于泳池救生的生命体征监测装置、系统及方法 - Google Patents
一种应用于泳池救生的生命体征监测装置、系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105520722B CN105520722B CN201610037484.6A CN201610037484A CN105520722B CN 105520722 B CN105520722 B CN 105520722B CN 201610037484 A CN201610037484 A CN 201610037484A CN 105520722 B CN105520722 B CN 105520722B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rssi
- signal
- reference modes
- intelligent bracelet
- swimmer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000009182 swimming Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 15
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 18
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 7
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims description 5
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims description 5
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 206010013647 Drowning Diseases 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 208000006218 bradycardia Diseases 0.000 description 1
- 230000036471 bradycardia Effects 0.000 description 1
- 210000000748 cardiovascular system Anatomy 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 208000019622 heart disease Diseases 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008326 skin blood flow Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
- A61B5/681—Wristwatch-type devices
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
- A61B5/6825—Hand
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7225—Details of analog processing, e.g. isolation amplifier, gain or sensitivity adjustment, filtering, baseline or drift compensation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
- A61B5/746—Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Physiology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
本发明公开了一种应用于泳池救生的生命体征监测装置、系统及方法，属于物联网技术领域。所述生命体征监测装置包括：第一接收模块，用于接收佩戴在游泳者手腕上的智能手环获取的第一参数，第一参数包括游泳者的脉搏、两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI、以及两个参考节点的位置，两个参考节点为按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点中的两个参考节点；第一计算模块，用于按照基于RSSI的算法，根据两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI和参考节点的位置，计算游泳者的位置；输出模块，用于输出游泳者的位置，并在游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警。本发明有效避免人员死亡和经济损失。
Description
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种应用于泳池救生的生命体征监测装置、系统及方法。
背景技术
游泳是人们喜爱的运动项目之一，它能够改善人们的心血管系统、提高肺活量、加强皮肤血液循环以及增强抵抗力。尤其在炎炎夏日，游泳既能够锻炼身体又能够避暑降温。但是每年夏季因溺水而身亡的事故也是频繁发生，造成无法挽回的损失。
为了对溺水者实施救生，各游泳馆内通常会安排救生员，由救生员观察游泳池内的人员情况，若发现溺水者则实施救生。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
特别在大的游泳池内，游泳池内的人员众多，救生员观察的区域和实施救生的反应时间有限，加上疲劳、视野、环境等因素的影响，突发情况下难免存在疏漏，造成人员死亡和经济损失。
发明内容
为了解决现有技术疏漏溺水者造成人员死亡和经济损失的问题，本发明实施例提供了一种应用于泳池救生的生命体征监测装置、系统及方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种应用于泳池救生的生命体征监测装置，所述生命体征监测装置包括：
第一接收模块，用于接收佩戴在游泳者手腕上的智能手环获取的第一参数，所述第一参数包括所述游泳者的脉搏、两个参考节点基于所述智能手环发送信号的接收信号强度指示RSSI、以及所述两个参考节点的位置，所述两个参考节点为按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点中的两个参考节点；
第一计算模块，用于按照基于RSSI的算法，根据所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI和所述参考节点的位置，计算所述游泳者的位置；
输出模块，用于输出所述游泳者的位置，并在所述游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警；
所述生命体征监测装置还包括：
第二接收模块，用于接收所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI；
第二计算模块，用于根据所述两个参考节点之间的距离，计算所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI；
修正模块，用于根据所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI、以及所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI，修正所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI；
其中，修正后的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI等于所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI与所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI的比值与修正前的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI的乘积。
可选地，所述第一计算模块用于，
按照如下公式计算所述游泳者的位置(x，y)：
RSSI1＝A-10*n*lgd1；
RSSI2＝A-10*n*lgd2；
(x-x1)2+(y-y1)2＝d1 2；
(x-x2)2+(y-y2)2＝d2 2；
其中，RSSI1和RSSI2为所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI，A为单位距离处的信号强度，n为信号衰减因子，A和n为设定值，d1和d2为所述两个参考节点与所述智能手环之间的距离，(x1，y1)和(x2，y2)为所述两个参考节点的位置。
另一方面，本发明实施例提供了一种应用于泳池救生的生命体征监测系统，所述生命体征监测系统包括佩戴在游泳者手腕上的智能手环、按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点、以及生命体征监测装置；
所述智能手环，用于获取并发送第一参数，所述第一参数包括所述游泳者的脉搏、两个参考节点基于所述智能手环发送信号的接收信号强度指示RSSI、以及所述两个参考节点的位置，所述两个参考节点为所述多个参考节点中的两个参考节点；
所述参考节点，用于将所述智能手环发送的第一参数转发给所述生命体征监测装置；
所述生命体征监测装置，用于接收所述第一参数；按照基于RSSI的算法，根据所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI和所述两个参考节点的位置，计算所述游泳者的位置；输出所述游泳者的位置，并在所述游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警；
所述生命体征监测装置还用于，
接收所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI；
根据所述两个参考节点之间的距离，计算所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI；
根据所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI、以及所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI，修正所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI；
其中，修正后的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI等于所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI与所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI的比值与修正前的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI的乘积。
可选地，所述生命体征监测装置用于，
按照如下公式计算所述游泳者的位置(x，y)：
RSSI1＝A-10*n*lgd1；
RSSI2＝A-10*n*lgd2；
(x-x1)2+(y-y1)2＝d1 2；
(x-x2)2+(y-y2)2＝d2 2；
其中，RSSI1和RSSI2为所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI，A为单位距离处的信号强度，n为信号衰减因子，A和n为设定值，d1和d2为所述两个参考节点与所述智能手环之间的距离，(x1，y1)和(x2，y2)为所述两个参考节点的位置。
可选地，所述智能手环还用于，向所述多个参考节点发送信号；
所述参考节点还用于，接收所述智能手环发送信号，得到所述参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI；发送所述参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI、以及所述参考节点的位置；
所述智能手环还用于，接收所述多个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI、以及所述多个参考节点的位置；将RSSI的两个最大值对应的参考节点作为所述两个参考节点。
优选地，所述智能手环包括：
脉搏传感器，用于获取所述游泳者的脉搏；
调理电路，用于对脉搏传感器获取的所述游泳者的脉搏进行放大、滤波、隔离、整形和模数转换；
紫峰ZigBee模块，用于向所述多个参考节点发送信号；接收所述多个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI、以及所述多个参考节点的位置；将RSSI的两个最大值对应的参考节点作为所述两个参考节点；发送所述调理电路处理后的所述游泳者的脉搏、所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI、以及所述两个参考节点的位置。
进一步地，所述智能手环还包括：
报警模块，用于在所述游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警。
又一方面，本发明实施例提供了一种应用于泳池救生的生命体征监测方法，适用于上述生命体征监测装置，所述生命体征监测方法包括：
获取第一参数，所述第一参数包括所述游泳者的脉搏、两个参考节点基于所述智能手环发送信号的接收信号强度指示RSSI、以及所述两个参考节点的位置，所述两个参考节点为按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点中的两个参考节点；
按照基于RSSI的算法，根据所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI和所述两个参考节点的位置，计算所述游泳者的位置；
输出所述游泳者的位置；
在所述游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警；
所述生命体征监测方法还包括:
接收所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI；
根据所述两个参考节点之间的距离，计算所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI；
根据所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI、以及所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI，修正所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI；
其中，修正后的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI等于所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI与所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI的比值与修正前的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI的乘积。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过接收佩戴在游泳者手腕上的智能手环获取的游泳者的脉搏，在游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警，同时根据智能手环获取的两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI、以及两个参考节点的位置，按照基于RSSI的算法，计算游泳者的位置并输出，从而使救生员可以及时得知有溺水者并锁定溺水者的位置进行施救，有效避免人员死亡和经济损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的应用于泳池救生的生命体征监测的应用场景图；
图2是本发明实施例一提供的一种应用于泳池救生的生命体征监测装置的结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种应用于泳池救生的生命体征监测系统的结构示意图；
图4是本发明实施例三提供的一种应用于泳池救生的生命体征监测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
下面先结合图1简单介绍一下应用于泳池救生的生命体征监测的应用场景。图1中用矩形表示的游泳池内的游泳者手腕上佩戴有智能手环10，游泳池的一侧按照设定间距设置有多个参考节点20，相邻两个参考节点20之间的距离均等于设定间距，各个参考节点20之间、参考节点20与智能手环10之间采用紫峰(ZigBee)技术通信。多个参考节点20中的一个参考节点20与生命体征监测装置30采用有线或无线的方式连接。具体地，生命体征监测装置30可以为服务器或者移动终端，例如手机、平板电脑，移动终端可以通过安装监测软件实现生命体征监测，也可以登录服务器提供的网页实现生命体征监测。
实施例一
本发明实施例提供了一种应用于泳池救生的生命体征监测装置，参见图2，该生命体征监测装置包括：
第一接收模块101，用于接收佩戴在游泳者手腕上的智能手环获取的第一参数，第一参数包括游泳者的脉搏、两个参考节点基于智能手环发送信号的接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，简称RSSI)、以及两个参考节点的位置，两个参考节点为按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点中的两个参考节点；
第一计算模块102，用于按照基于RSSI的算法，根据两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI和参考节点的位置，计算游泳者的位置；
输出模块103，用于输出游泳者的位置，并在游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警。
在实际应用中，设定范围可以为每分钟1～150次。容易知道，脉搏的频率受年龄和性别的影响，学龄期儿童脉搏每分钟80～90次，成年人脉搏每分钟70～80次。另外，运动、情绪激动可使脉搏增快，而休息、睡眠则使脉搏减慢。当成人的脉率每分钟超过100次，称为心动过速，每分钟低于60次，称为心动过缓。当人剧烈运动或者是出现突发病情，脉搏将增快(≥100次/分)；当重度休克、闭塞性脉管炎、重度昏迷、抽筋溺水后休克后，脉搏将消失。将设定范围限定为每分钟1～150次，可以避免游泳过程中脉搏正常加速而造成误报警，同时也能对溺水(脉搏为0)、心脏病发(脉搏每分钟超过150次)等紧急情况进行及时救助。
在本实施例中，计算模块102可以用于，
按照如下公式计算游泳者的位置(x，y)：
RSSI1＝A-10*n*lgd1； (1)
RSSI2＝A-10*n*lgd2； (2)
(x-x1)2+(y-y1)2＝d1 2； (3)
(x-x2)2+(y-y2)2＝d2 2； (4)
其中，RSSI1和RSSI2为两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI，A为单位距离处的信号强度，n为信号衰减因子，A和n为设定值，d1和d2为两个参考节点与智能手环之间的距离，(x1，y1)和(x2，y2)为两个参考节点的位置。
需要说明的是，实际计算过程中会得到两个坐标，参见图1，由于参考节点设置在游泳池的一侧，游泳者的位置一定在游泳池中，因此很容易从中选出正确的坐标，例如图1中可以算出一个y轴坐标大于0的坐标和一个y轴坐标小于0的坐标，很明显应该选择y轴坐标大于0的坐标。
另外，在实现监测之前，可以在游泳池的标准环境(无人游泳)中测量两个参考节点基于又一个参考节点发送信号的RSSI，由于参考节点之间的距离是已知的，因此可以参照公式(1)和公式(2)，计算出A和n进行设定。
可以理解地，按照基于RSSI的算法计算游泳者的位置，算法成熟、实现简单、成本低、精度高。
下面简单介绍一下公式(1)-(4)的由来：
目前基于RSSI定位通常采用对数-常态分布模型，如公式(5)所示：
PL(d)＝PL(d0)+10*n*lg(d/d0)+X0； (5)
其中，PL(d)为经过距离为d的路径消耗后的功率，d为发射节点到接收节点的距离，PL(d0)为经过距离为d0的路径消耗后的功率，d0为单位距离1m，n为信号衰减因子(表示路径损失随距离的增加而增大的快慢，n越小则衰减越慢、传输距离越远，n一般为2～4)，X0为均值为0、方差为4～10的高斯随机数。
接收节点的RSSI的公式(6)如下：
RSSI＝Pt-PL(d)； (6)
其中，Pt为发送节点的发射功率，PL(d)为经过距离为d的路径消耗后的功率，d为发射节点到接收节点的距离。
单位距离处的RSSI的公式(7)如下：
A＝Pt-PL(d0)； (7)
其中，A为单位距离处的RSSI，Pt为发送节点的发射功率，PL(d0)为经过距离为d0的路径消耗后的功率，d0为单位距离1m。
将d0取1，X0取0，综合公式(5)、(6)、(7)，可以得到公式(8)：
RSSI＝A-10*n*lgd； (8)
进而得到公式(1)和(2)。
参见图1，智能手环的位置、参考节点的位置、以及智能手环和参考节点之间的距离满足公式(3)和公式(4)。
具体地，该生命特征监测装置还可以包括：
第二接收模块104，用于接收两个参考节点之间发送信号的实际RSSI；
第二计算模块105，用于根据两个参考节点之间的距离，计算两个参考节点之间发送信号的理论RSSI；
修正模块106，用于根据两个参考节点之间发送信号的实际RSSI、以及两个参考节点之间发送信号的理论RSSI，修正两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI。
需要说明的是，考虑到游泳池中的游泳者会影响RSSI，因此以参考节点之间的RSSI为参照，对参考节点基于智能手环发送信号的RSSI进行修正，以提高对智能手环位置计算的准确性。
具体地，修正后的RSSI＝修正前的RSSI*理论RSSI/实际RSSI。
本发明实施例通过接收佩戴在游泳者手腕上的智能手环获取的游泳者的脉搏，在游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警，同时根据智能手环获取的两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI、以及两个参考节点的位置，按照基于RSSI的算法，计算游泳者的位置并输出，从而使救生员可以及时得知有溺水者并锁定溺水者的位置进行施救，有效避免人员死亡和经济损失。
实施例二
本发明实施例提供了一种应用于泳池救生的生命体征监测系统，参见图3，该生命体征监测系统包括佩戴在游泳者手腕上的智能手环201、按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点202、以及生命体征监测装置203；
智能手环201，用于获取并发送第一参数，第一参数包括游泳者的脉搏、两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI、以及两个参考节点的位置，两个参考节点为多个参考节点中的两个参考节点；
参考节点202，用于将智能手环201发送的第一参数转发给生命体征监测装置203；
生命体征监测装置203，用于接收第一参数；按照基于RSSI的算法，根据两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI和两个参考节点的位置，计算游泳者的位置；输出游泳者的位置，并在游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警。
在具体实现中，智能手环201还会将智能手环201的编号与第一参数一起发送给生命体征监测装置203，生命体征监测装置203可以将智能手环201的编号、游泳者的脉搏、以及游泳者的位置一起输出。例如，可以输出游泳池的模拟坐标图，坐标图中的亮点表示游泳者，同时显示游泳者佩戴的智能手环的编号、游泳者的脉搏、游泳者的位置、游泳者的移动线路等。
在本实施例中，生命体征监测装置203可以用于，
按照公式(1)-(4)计算游泳者的位置(x，y)。
具体地，生命体征监测装置203还可以用于，
接收两个参考节点之间发送信号的实际RSSI；
根据两个参考节点之间的距离，计算两个参考节点之间发送信号的理论RSSI；
根据两个参考节点之间发送信号的实际RSSI、以及两个参考节点之间发送信号的理论RSSI，修正两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI。
在实际应用中，两个参考节点之间发送信号的实际RSSI，是先由两个参考节点中的一个参考节点向另一个参考节点发送信号，再由另一个参考节点将得到的RSSI发送给生命体征监测装置203。如果两个参考节点选取相邻的两个参考节点，则生命体征监测装置203可以预先存储两个参考节点之间的距离；如果两个参考节点是任意选取的，则生命体征监测装置203也可以根据两个参考节点的位置计算得到。两个参考节点之间发送信号的理论RSSI可以将两个参考节点之间的距离带入公式(8)得到。修正两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI，可以采用如下公式实现：修正后的RSSI＝修正前的RSSI*理论RSSI/实际RSSI。
在具体实现中，智能手环201还可以用于，向多个参考节点202发送信号；
参考节点202还用于，接收智能手环201发送信号，得到参考节点202基于智能手环201发送信号的RSSI；发送参考节点202基于智能手环201发送信号的RSSI、以及参考节点202的位置；
智能手环201还用于，接收多个参考节点202基于智能手环201发送信号的RSSI、以及多个参考节点202的位置；将RSSI的两个最大值对应的参考节点202作为两个参考节点202。
可以理解地，智能手环201将RSSI的两个最大值对应的参考节点202作为两个参考节点202，一方面将RSSI的两个最大值带入计算的准确性较高，另一方面采用RSSI的两个最大值对应的参考节点202之间发送信号的环境与RSSI的两个最大值的测量环境最为接近，进一步提高计算的准确性。
具体地，智能手环201可以包括：
脉搏传感器201a，用于获取游泳者的脉搏；
调理电路201b，用于对脉搏传感器201a获取的游泳者的脉搏进行放大、滤波、隔离、整形和模数转换；
紫峰(ZigBee)模块201c，用于向多个参考节点202发送信号；接收多个参考节点202基于智能手环201发送信号的RSSI、以及多个参考节点202的位置；将RSSI的两个最大值对应的参考节点202作为两个参考节点202；发送调理电路201b处理后的游泳者的脉搏、两个参考节点202基于智能手环201发送信号的RSSI、以及两个参考节点202的位置。
可以理解地，紫峰(ZigBee)模块具有低功耗、节能和传输速度快的特点，因此可以实现数据的实时传输，进而实现实时监测。
在实际应用中，脉搏传感器201a可以包括SON1303，调理电路201b可以包括运算放大器、滤波器、隔离电路、整形电路、模数转换器,紫峰(ZigBee)模块201c可以包括CC2530。
可选地，智能手环201还包括：
报警模块201d，用于在游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警。
在实际应用中，报警模块201d可以包括指示灯、蜂鸣器中的至少一种。
本发明实施例通过佩戴在游泳者手腕上的智能手环获取游泳者的脉搏并发送给生命体征监测装置，生命体征监测装置在游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警，同时智能手环获取并发送给生命体征监测装置两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI、以及两个参考节点的位置，生命体征监测装置按照基于RSSI的算法，计算游泳者的位置并输出，从而使救生员可以及时得知有溺水者并锁定溺水者的位置进行施救，有效避免人员死亡和经济损失。
实施例三
本发明实施例提供了一种应用于泳池救生的生命体征监测方法，适用于实施例二提供的生命体征监测系统，参见图4，该生命体征监测方法包括：
步骤301：获取第一参数。
在本实施例中，第一参数包括游泳者的脉搏、两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI、以及两个参考节点的位置。两个参考节点为按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点中的两个参考节点。
步骤302：按照基于RSSI的算法，根据两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI和两个参考节点的位置，计算游泳者的位置。
步骤303：输出游泳者的位置。
步骤304：在游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警。
本发明实施例通过获取游泳者的脉搏，在游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警，同时获取两个参考节点基于智能手环发送信号的RSSI、以及两个参考节点的位置，按照基于RSSI的算法，计算游泳者的位置并输出，从而使救生员可以及时得知有溺水者并锁定溺水者的位置进行施救，有效避免人员死亡和经济损失。
需要说明的是：上述实施例提供的生命体征监测系统在监测生命体征时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的生命体征监测系统与生命体征监测方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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。
Claims (8)
1.一种应用于泳池救生的生命体征监测装置，其特征在于，所述生命体征监测装置包括：
第一接收模块，用于接收佩戴在游泳者手腕上的智能手环获取的第一参数，所述第一参数包括所述游泳者的脉搏、两个参考节点基于所述智能手环发送信号的接收信号强度指示RSSI、以及所述两个参考节点的位置，所述两个参考节点为按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点中的两个参考节点；
第一计算模块，用于按照基于RSSI的算法，根据所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI和所述参考节点的位置，计算所述游泳者的位置；
输出模块，用于输出所述游泳者的位置，并在所述游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警；
所述生命体征监测装置还包括：
第二接收模块，用于接收所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI；
第二计算模块，用于根据所述两个参考节点之间的距离，计算所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI；
修正模块，用于根据所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI、以及所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI，修正所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI；
其中，修正后的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI等于所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI与所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI的比值与修正前的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI的乘积。
2.根据权利要求1所述的生命体征监测装置，其特征在于，所述第一计算模块用于，
按照如下公式计算所述游泳者的位置(x，y)：
RSSI1＝A-10*n*lgd1；
RSSI2＝A-10*n*lgd2；
(x-x1)2+(y-y1)2＝d1 2；
(x-x2)2+(y-y2)2＝d2 2；
其中，RSSI1和RSSI2为所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI，A为单位距离处的信号强度，n为信号衰减因子，A和n为设定值，d1和d2为所述两个参考节点与所述智能手环之间的距离，(x1，y1)和(x2，y2)为所述两个参考节点的位置。
3.一种应用于泳池救生的生命体征监测系统，其特征在于，所述生命体征监测系统包括佩戴在游泳者手腕上的智能手环、按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点、以及生命体征监测装置；
所述智能手环，用于获取并发送第一参数，所述第一参数包括所述游泳者的脉搏、两个参考节点基于所述智能手环发送信号的接收信号强度指示RSSI、以及所述两个参考节点的位置，所述两个参考节点为所述多个参考节点中的两个参考节点；
所述参考节点，用于将所述智能手环发送的第一参数转发给所述生命体征监测装置；
所述生命体征监测装置，用于接收所述第一参数；按照基于RSSI的算法，根据所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI和所述两个参考节点的位置，计算所述游泳者的位置；输出所述游泳者的位置，并在所述游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警；
所述生命体征监测装置还用于，
接收所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI；
根据所述两个参考节点之间的距离，计算所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI；
根据所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI、以及所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI，修正所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI；
其中，修正后的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI等于所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI与所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI的比值与修正前的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI的乘积。
4.根据权利要求3所述的生命体征监测系统，其特征在于，所述生命体征监测装置用于，
按照如下公式计算所述游泳者的位置(x，y)：
RSSI1＝A-10*n*lgd1；
RSSI2＝A-10*n*lgd2；
(x-x1)2+(y-y1)2＝d1 2；
(x-x2)2+(y-y2)2＝d2 2；
其中，RSSI1和RSSI2为所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI，A为单位距离处的信号强度，n为信号衰减因子，A和n为设定值，d1和d2为所述两个参考节点与所述智能手环之间的距离，(x1，y1)和(x2，y2)为所述两个参考节点的位置。
5.根据权利要求3-4任一项所述的生命体征监测系统，其特征在于，所述智能手环还用于，向所述多个参考节点发送信号；
所述参考节点还用于，接收所述智能手环发送信号，得到所述参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI；发送所述参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI、以及所述参考节点的位置；
所述智能手环还用于，接收所述多个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI、以及所述多个参考节点的位置；将RSSI的两个最大值对应的参考节点作为所述两个参考节点。
6.根据权利要求5所述的生命体征监测系统，其特征在于，所述智能手环包括：
脉搏传感器，用于获取所述游泳者的脉搏；
调理电路，用于对脉搏传感器获取的所述游泳者的脉搏进行放大、滤波、隔离、整形和模数转换；
紫峰ZigBee模块，用于向所述多个参考节点发送信号；接收所述多个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI、以及所述多个参考节点的位置；将RSSI的两个最大值对应的参考节点作为所述两个参考节点；发送所述调理电路处理后的所述游泳者的脉搏、所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI、以及所述两个参考节点的位置。
7.根据权利要求6所述的生命体征监测系统，其特征在于，所述智能手环还包括：
报警模块，用于在所述游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警。
8.一种应用于泳池救生的生命体征监测方法，适用于如权利要求1所述的生命体征监测装置，其特征在于，所述生命体征监测方法包括：
获取第一参数，所述第一参数包括所述游泳者的脉搏、两个参考节点基于所述智能手环发送信号的接收信号强度指示RSSI、以及所述两个参考节点的位置，所述两个参考节点为按照设定间距设置在游泳池一侧的多个参考节点中的两个参考节点；
按照基于RSSI的算法，根据所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI和所述两个参考节点的位置，计算所述游泳者的位置；
输出所述游泳者的位置；
在所述游泳者的脉搏超过设定范围时进行报警；
所述生命体征监测方法还包括:
接收所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI；
根据所述两个参考节点之间的距离，计算所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI；
根据所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI、以及所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI，修正所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI；
其中，修正后的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI等于所述两个参考节点之间发送信号的理论RSSI与所述两个参考节点之间发送信号的实际RSSI的比值与修正前的所述两个参考节点基于所述智能手环发送信号的RSSI的乘积。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610037484.6A CN105520722B (zh) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | 一种应用于泳池救生的生命体征监测装置、系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610037484.6A CN105520722B (zh) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | 一种应用于泳池救生的生命体征监测装置、系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105520722A CN105520722A (zh) | 2016-04-27 |
| CN105520722B true CN105520722B (zh) | 2019-03-08 |
Family
ID=55763488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610037484.6A Expired - Fee Related CN105520722B (zh) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | 一种应用于泳池救生的生命体征监测装置、系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105520722B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107967788A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-04-27 | 广东工业大学 | 一种游泳池安全监控系统 |
| CN109688533B (zh) * | 2018-11-22 | 2020-11-17 | 歌尔科技有限公司 | 一种穿戴设备定位方法、装置及存储介质 |
| CN109480798A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-19 | 广州市巨硅信息科技有限公司 | 一种可活体检测的智能手表 |
| CN112973094A (zh) * | 2019-12-18 | 2021-06-18 | 中国移动通信集团四川有限公司 | 一种应用于游泳者的生命体征监测装置和系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009075514A2 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Hidea Solutions Co. Ltd. | Apparatus for location information tag of object and system for managing location information |
| CN103687000A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-26 | 上海交通大学无锡研究院 | 一种无线传感器网络室内定位中基于rssi的测距优化方法 |
| CN104433009A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-03-25 | 苏州大学 | 基于rssi无线定位技术的智能游泳手环 |
| CN104602191A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-05-06 | 上海海事大学 | 一种海上搜救无线传感网节点定位方法 |
| CN104890836A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 卢斌 | 一种水上快速救生装置以及救生系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101420749B (zh) * | 2008-12-02 | 2010-12-15 | 中国科学技术大学苏州研究院 | 无线传感网络室内节点区域的判定方法 |
| CN101860959B (zh) * | 2010-06-04 | 2012-05-30 | 上海交通大学 | 基于rssi的无线传感器网络的定位方法 |
| CN103813448A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-05-21 | 江苏亿通高科技股份有限公司 | 一种基于rssi的室内定位方法 |
| CN105072682B (zh) * | 2015-07-31 | 2018-08-14 | 山东大学 | 一种gnss与wifi组合定位方法及系统 |
-
2016
- 2016-01-20 CN CN201610037484.6A patent/CN105520722B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009075514A2 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Hidea Solutions Co. Ltd. | Apparatus for location information tag of object and system for managing location information |
| CN103687000A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-26 | 上海交通大学无锡研究院 | 一种无线传感器网络室内定位中基于rssi的测距优化方法 |
| CN104433009A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-03-25 | 苏州大学 | 基于rssi无线定位技术的智能游泳手环 |
| CN104602191A (zh) * | 2015-03-05 | 2015-05-06 | 上海海事大学 | 一种海上搜救无线传感网节点定位方法 |
| CN104890836A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-09-09 | 卢斌 | 一种水上快速救生装置以及救生系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105520722A (zh) | 2016-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105520722B (zh) | 一种应用于泳池救生的生命体征监测装置、系统及方法 | |
| CN105852817B (zh) | 船员海上舱内定位、生命体征监测及搜救方法 | |
| CN104433009B (zh) | 基于rssi无线定位技术的智能游泳手环 | |
| CN105852824B (zh) | 船员海上舱内定位、生命体征监测及搜救系统 | |
| CN107643509B (zh) | 定位方法、定位系统及终端设备 | |
| CN102413564A (zh) | 基于bp神经网络和改进质心算法的室内定位方法 | |
| CN104490375A (zh) | 多功能智能游泳手环及用于游泳时对身体状况的监控方法 | |
| CN106461789A (zh) | 用于基于地理围栏跨越进行控制的系统和技术 | |
| CN101841561A (zh) | 智能移动个人健康数据监控系统及监控方法 | |
| CN203790043U (zh) | 基于组网技术的养老院监护信息采集系统 | |
| CN104104722A (zh) | 一种交友系统 | |
| CN206154297U (zh) | 外骨骼设备 | |
| CN105547281A (zh) | 用于确定救援路径的方法及设备 | |
| CN104808776A (zh) | 检测头戴式智能设备持续附着在人体上的装置和方法 | |
| CN103024937A (zh) | 基于物联网技术的体征监测平台 | |
| CN115813354A (zh) | 一种智能健康监测方法、系统及装置 | |
| CN106175729A (zh) | 基于物联网的智能孕妇健康监测系统 | |
| CN104809371A (zh) | 判断头戴式智能设备的鉴权信息有效性的装置和方法 | |
| CN107544382A (zh) | 一种基于物联网技术的地震救援辅助系统 | |
| CN108403098A (zh) | 一种机体生理参数监测方法 | |
| Puvaneshwari et al. | Efficient Monitoring system for cardiac patients using Wireless Sensor Networks (WSN) | |
| CN105266825B (zh) | 一种血氧供给检测方法 | |
| Wang et al. | HeRe: Heartbeat signal reconstruction for low-power millimeter-wave radar based on deep learning | |
| CN206907201U (zh) | 一种渔船废气实时监测系统 | |
| CN106781245B (zh) | 基于可穿戴设备的服刑人员斗殴预警的方法与系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190308 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |