CN105615853A - 一种游泳智能监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种游泳智能监测装置，其为一种采集人体在水中游泳时的脉搏、体表温度以及水温、水中压力的数据监测游泳者状态并给与游泳者健身锻炼建议的智能装置，该装置依据游泳者游泳时运动的不同剧烈程度脉搏变化不同，以及游泳者所处水中不同深度周围水压不同的原理，根据检测游泳者脉搏频率以及水压情况参数进行监测，当游泳者身体超出预先设置状态时为游泳者预警，可根据游泳者预先提供数据和采集的游泳时的参数为游泳者提供一定的健身锻炼方案。

Description

一种游泳智能监测装置

技术领域

本发明涉及属于救生装置的技术领域，具体涉及一种游泳智能监测装置，其为监测游泳者脉搏、体表温度以及水温、水压自身和游泳环境情况的智能监测装置，该装置能够为游泳者提供游泳锻炼时间、大约消耗的热量、综合游泳者自身情况和水中环境提供是否适合继续游泳锻炼的建议功能，属于智能穿戴设备。

背景技术

游泳运动是男女老幼都喜欢的体育项目之一。古代游泳，根据现有史料的考证，国内外较一致的看法是产生于：居住在江、河、湖、海一带的古代人。他们为了生存，必然要在水中捕捉水鸟和鱼类作食物，通过观察和模仿鱼类、青蛙等动物在水中游动的动作，逐渐学会了游泳。

游泳能够很好地改善心血管系统、提高肺活量、加强皮肤血液循环、增强抵抗力、减肥、健美体形、增强对温度的适应力等优点，使其已成为广大中高端健身爱好者首选运动。

由于冷水的刺激通过热量调节作用能很好地促进血液循环从而增强新陈代谢，此外游泳时水的压力和阻力还对心脏和血液的循环起到特殊的作用，尤其是潜水时随着深度的增加，压力还会增加，游泳速度的加快也会加大压力负荷，心房和心室的肌肉组织能得到加强，心腔的容量也能逐渐有所加大，心脏的跳动次数减少，这样心脏的活动就能节省化，整个血液循环系统却能得到改善，静止状态下舒张压有所上升，收缩压有所下降，因此血压值变得更为有利；血管的弹性也有所提高。根据有关专家统计，一般人在安静状态下每分钟心脏跳动约66—72次，每博输出量约为60—80毫升，而长期参加游泳锻炼的人，在同样情况下只需收缩50次左右，每博输出量却达到90—120毫升。

游泳时人的胸部要受到12—15公斤的压力，加上冷水刺激肌肉紧缩，迫使人用力呼吸，加大呼吸深度，这样吸入的氧气量才能满足机体的需求。游泳促使人呼吸肌发达，胸围增大，肺活量增加，而且吸气时肺泡开放更多，换气顺畅，对健康极为有利。

在游泳过程中，机体为了保证足够的温度。皮肤血管参与了重要的调节作用，冷水的刺激能使皮肤血管收缩，以防热量扩散到体外。同时身体又加紧产生热量，使皮肤血管扩张，改善对皮肤血管的供血，这样长期的坚持锻炼能使皮肤的血液循环得到加强。另外，由于水波浪的作用，对肌肤、汗腺、脂肪腺的冲刷，起到了很好的按摩作用，促进了血液循环，不断对人体表皮进行摩擦，从而使皮肤得到更好的放松和休息，所以经常参加游泳锻炼的人，都有一身光滑洁白、柔软的皮肤。

游泳池的水温常为26度到28度，在水中浸泡散热快，耗能大。为尽快补充身体散发的热量，以供冷热平衡的需要，神经系统便快速做出反应，使人体新陈代谢加快，增强人体对外界的适应能力，由于体温调节功能改善，就不容易伤风感冒，还能提高人体内分泌功能，使脑垂体功能增加，从而提高对疾病的抵抗力和免疫力。

游泳时身体浸泡在水中，水不仅比热大，而且导热性能也非常好，散热速度快，因而消耗热量多。实验证明：人在标准游泳池中跑步20分钟所消耗的热量，相当于同样速度在陆地上的1小时，在14度的水中停留1分钟所消耗的热量高达100千卡，相当于在同温度空气中1小时所散发的热量。另外游泳减肥法可避免下肢和腰部运动性损伤。在陆上进行运动减肥时，因肥胖者体重大，使身体(特别是下肢和腰部)要承受很大的重力负荷，使运动能力降低，易疲劳，使减肥运动的兴趣大打折扣，并可损伤下肢关节和骨骼。而游泳项目在水中进行，肥胖者的体重有相当一部分被水的浮力承受，下肢和腰部会因此轻松许多，关节和骨骼的损伤的危险性大大降低。由此可见，在水中运动，会使许多想减肥的人，取得事半功倍的效果，所以，游泳是保持身材最有效的有氧运动之一。

人在游泳时，全身松弛而舒展，使身体得到全面、匀称、协调的发展，使肌肉线条流畅。训练的强度又很容易控制在有氧域之内，不会长出很生硬的肌肉块，可以使全身的线条流畅、优美。

发明内容

本发明的目的是对游泳者脉搏、体表温度以及水温、水压自身和游泳环境情况进行智能监测，该装置能够为游泳者提供游泳锻炼时间、大约消耗的热量、综合游泳者自身情况和水中环境提供是否适合继续游泳锻炼的建议功能，为游泳者科学锻炼提供一定的指导。

本发明采用的技术方案为：一种游泳智能监测装置，本智能监测装置包括中央控制模块、数据采集模块、功率放大模块、信号调理模块、身体情况与游泳锻炼建议模块、用户交互模块、充电电池模块以及电源适配器。

其中，中央控制模块由嵌入式处理器及带断电保护的存储器组成。在其上运行有嵌入式操作系统和游泳者自身状况及现场环境监测分析处理程序。中央控制模块负责控制智能监测装置的运行，并对监测结果进行分析和评价。

数据采集模块在中央控制模块的控制下，对游泳者自身脉搏、体表温度情况以及所处水中压力、温度参数进行数据采集。

功率放大模块根据中央控制模块设定的增益，将数据采集模块采集到的游泳者相关信息进行功率放大。

信号调理模块在中央控制模块的控制下，将由传感器经数据采集和功率放大模块传送来的电信号进行限幅、滤波和放大。

身体情况与游泳锻炼建议模块在中央控制模块的控制下，当中央控制器依据游泳者身体情况和游泳环境参数的分析结果发出后，身体情况与游泳锻炼建议模块显示游泳者身体情况，如果有与游泳者设定的指标参数不符的情况及时报警提醒游泳者，为游泳者采取相应措施提供时间；同时，可以对游泳者输入自身数据和实时采集数据进行分析，为游泳者提供相关锻炼健身方案，供游泳者参考；

用户交互模块负责提供输入输出交互界面，用户通过该模块输入检测参数阀值，为报警提供依据，减少误报情况；同时，输入游泳者自身状态参数，为游泳健身方案提供参考。

充电电池模块为整个仪器供电。

电源适配器为充电电池充电。

各组成部分的连接关系为：

中央控制模块与数据采集模块、功率放大模块、信号调理模块、身体情况与游泳锻炼建议模块、用户交互模块、充电电池模块相连。

数据采集模块与中央控制模块、功率放大模块、充电电池模块相连；

功率放大模块与中央控制模块、数据采集模块、信号调理模块、充电电池模块相连；

信号调理模块与中央控制模块、功率放大模块、充电电池模块相连；

身体情况与游泳锻炼建议模块与中央控制模块、充电电池模块相连；

用户交互模块与中央控制模块、充电电池模块相连；

充电电池模块与中央控制模块、数据采集模块、功率放大模块、信号调理模块、身体情况与游泳锻炼建议模块、用户交互模块相连。

本游泳智能监测装置的具体工作过程是：

首先，启动游泳智能监测装置，通过充电电池模块为游泳智能监测装置供电；

之后，进行检测参数设定。根据用户自身以及游泳现场情况，通过用户交互模块设定遇险报警参数和人体特征参数。

然后，佩戴好游泳智能监测装置，游泳者就可以进行游泳活动。当佩戴游泳智能监测装置的游泳者在水中游泳时，该装置会通过中央控制模块控制数据采集模块时时采集游泳者自身的脉搏、体表温度变化情况以及游泳者所处的水中水压、水温参数；中央控制模块通过分析经过功率放大模块和信号调理模块处理过的数据，与游泳者预先设定的身体状况、水中环境状况、锻炼要求参数进行判断是否处于游泳者要求状态下。

当中央控制模块判断游泳者状态与游泳前设定状态不符时，中央控制模块向身体情况与游泳锻炼建议模块发出报警指令，身体情况与游泳锻炼建议模块开始报警；如果游泳者自身感觉状态良好，可以在预先设置的报警时间内，手动将警报解除。

本发明有益效果为：

本发明提出的游泳智能监测装置，采用脉搏与所处水压、水温综合判断游泳者是否处于危险情况中，根据游泳者预先设置的参数，当与游泳者设置参数不符时，进行报警，及时提醒游泳者注意当前情况；对游泳者预先设定参数与实时采集数据进行分析，为游泳者提供一定科学的游泳健身方案，供游泳者参考。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明的游泳智能监测装置结构组成如图1所示。

包括中央控制模块、数据采集模块、功率放大模块、信号调理模块、身体情况与游泳锻炼建议模块、用户交互模块、充电电池模块以及电源适配器。

当游泳者游泳时，首先，启动游泳智能监测装置，通过充电电池模块为游泳智能监测装置供电；

之后，进行检测参数设定。根据用户自身以及游泳现场情况，通过用户交互模块设定遇险报警参数和身体特征参数。

由于人群不同其脉搏频率也不相同，设置参数主要根据游泳者自身情况，如：运动员、儿童、青年、老人等；游泳地点，如：游泳馆、海边游泳场、漂流、野外活动等。

遇险报警参数设定好以后，就可以佩戴游泳智能监测装置进行游泳了。当佩戴游泳智能监测装置的游泳者在水中游泳时，该装置会通过中央控制模块控制数据采集模块时时采集游泳者自身的脉搏变化情况以及游泳者所处的水中水压、水温参数；中央控制模块通过分析经过功率放大模块和信号调理模块处理过的数据，确定游泳者的脉搏频率，入水深度参数，并与游泳者预先设定的游泳锻炼参数进行判断是否游泳者处于危险情况。

入水深度：h＝p/ρg

其中，h为入水深度，p为测试压力，ρ是水的密度，g是重力加速度。

当中央控制模块判断游泳者所处环境与游泳者预先设置不符时，中央控制模块向身体情况与游泳锻炼建议模块发出报警指令，身体情况与游泳锻炼建议模块开始报警；如果游泳者自身感觉未处于危险状态，可以在预先设置的报警时间内，手动将警报解除。

游泳健身方案根据游泳者提供的自身特征和实时采集的数据进行分析，给出相应的健身方案，供游泳者参考。

Claims (2)

1.一种游泳智能监测装置，其特征在于：包括中央控制模块、数据采集模块、功率放大模块、信号调理模块、身体情况与游泳锻炼建议模块、用户交互模块、充电电池模块以及电源适配器；

其中，所述的中央控制模块由嵌入式处理器及带断电保护的存储器组成，在其上运行有嵌入式操作系统和游泳者自身状况及现场环境监测分析处理程序，中央控制模块负责控制智能监测装置的运行，并对监测结果进行分析和评价；

所述的数据采集模块在中央控制模块的控制下，对游泳者自身脉搏、体表温度情况以及所处水中压力、温度参数进行数据采集；

所述的功率放大模块根据中央控制模块设定的增益，将数据采集模块采集到的游泳者相关信息进行功率放大；

所述的信号调理模块在中央控制模块的控制下，将由传感器经数据采集和功率放大模块传送来的电信号进行限幅、滤波和放大；

所述的身体情况与游泳锻炼建议模块在中央控制模块的控制下，当中央控制器依据游泳者身体情况和游泳环境参数的分析结果发出后，身体情况与游泳锻炼建议模块显示游泳者身体情况，如果有与游泳者设定的指标参数不符的情况及时报警提醒游泳者，为游泳者采取相应措施提供时间；同时，可以对游泳者输入自身数据和实时采集数据进行分析，为游泳者提供相关锻炼健身方案，供游泳者参考；

所述的用户交互模块负责提供输入输出交互界面，用户通过该模块输入检测参数阀值，为报警提供依据，减少误报情况；输入游泳者自身状态参数，为游泳健身方案提供参考；

所述的充电电池模块为整个仪器供电；

所述的电源适配器为充电电池充电；

各组成部分的连接关系为：

中央控制模块与数据采集模块、功率放大模块、信号调理模块、身体情况与游泳锻炼建议模块、用户交互模块、充电电池模块相连；

数据采集模块与中央控制模块、功率放大模块、充电电池模块相连；

功率放大模块与中央控制模块、数据采集模块、信号调理模块、充电电池模块相连；

信号调理模块与中央控制模块、功率放大模块、充电电池模块相连；

身体情况与游泳锻炼建议模块与中央控制模块、充电电池模块相连；

用户交互模块与中央控制模块、充电电池模块相连；

充电电池模块与中央控制模块、数据采集模块、功率放大模块、信号调理模块、身体情况与游泳锻炼建议模块、用户交互模块相连。

2.如权利要求1所述的游泳智能监测装置，其特征在于：该游泳智能监测装置的具体工作过程是：

首先，启动游泳智能监测装置，通过充电电池模块为游泳智能监测装置供电；

之后，进行检测参数设定，根据用户自身以及游泳现场情况，通过用户交互模块设定遇险报警参数和人体特征参数；

然后，佩戴好游泳智能监测装置，游泳者就可以进行游泳活动，当佩戴游泳智能监测装置的游泳者在水中游泳时，该装置会通过中央控制模块控制数据采集模块时时采集游泳者自身的脉搏变化情况以及游泳者所处的水中水压、水温参数；中央控制模块通过分析经过功率放大模块和信号调理模块处理过的数据，与游泳者预先设定的身体状况、水中环境状况、锻炼要求参数进行判断是否处于游泳者要求状态下；

当中央控制模块判断游泳者状态与游泳前设定状态不符时，中央控制模块向身体情况与游泳锻炼建议模块发出报警指令，身体情况与游泳锻炼建议模块开始报警；如果游泳者自身感觉状态良好，可以在预先设置的报警时间内，手动将警报解除；

同时，中央控制模块还可以根据游泳者提供的自身特征和实时采集的数据进行分析，给出相应的健身方案，供游泳者参考。