CN105836073B - 一种游泳遇险预警救生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种游泳遇险预警救生装置，其具体是一种基于脉搏及水中压力检测的游泳救生装置，该装置依据人体运动剧烈程度不同脉搏变化不同，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等参数进行预警并发送信号打开游泳救生装置，可以对游泳初学者、水中工作人员、学生等溺水易发人群提供很好的保护，属于游泳救生装置。

Description

一种游泳遇险预警救生装置

技术领域

本发明属于救生装置的技术领域，具体涉及一种游泳遇险预警救生装置，其为一种脉搏及水中环境参数监测游泳救生装置，该装置依据人体运动不同脉搏变化剧烈程度不同，通过检测脉搏频率以及水中环境情况等参数进行预警并发送信号打开游泳救生装置，可以对游泳初学者、水中工作人员、学生等溺水易发人群提供很好的保护。

背景技术

溺水是世界各地非故意伤害死亡的第三大原因，占所有与伤害有关死亡的7％。世界各地每年溺水死亡数估计为38.8万例。据世界卫生组织报道，我国溺水是1-14岁儿童伤害死亡的主要原因，每年溺水事故频发夺取许多人的生命，使无数家庭陷入悲伤破裂。同时，在洪涝灾害中大量灾民由于不会游泳、身体不适或者水大浪急等诸多原因难以脱险，以致最终造成溺水、死亡等灾难性的后果。

引起溺水事故的主要原因：1、刚刚学习游泳的人，游泳技术不熟练，在水中容易发生问题并且手忙脚乱，导致呛水而造成溺水。2、在非游泳区游泳，由于水中可能有急流、旋涡、水草以及障碍物等，即使会游泳，也可能发生溺水事故。3、一些有慢性病的人在医生的指导下是可以游泳的，但没有医生的指导是很危险的。4、由于潜水憋气时间过长或过频会引起脑缺氧而出现头痛、头晕或出现休克等现象，很容易造成溺水。5、在水里打闹嬉戏，特别是儿童、青少年往往会造成自己或者同伴溺水。6、游泳前未做好准备活动、身体过于疲劳、水温过凉等原因，在游泳中都会出现抽筋的现象，如果在深水自己不会处理，就会发生溺水事故。7、有的游泳爱好者喜欢长游，尤其在海边，当游的距离岸边较远难以游回时，这样往往容易发生溺水事故。8、遇到洪涝灾害时，人员被水冲走，往往难以生还。

目前，对于溺水救护的主要手段为事前预防教育，主要有：1、加强防溺水的宣传力度，尤其是对儿童及青少年的宣传教育；2、加大对非游泳区的监管力度，对溺水应急救助进行培训，提高自我救助保护能力；3、游泳前带游泳圈等救生设备，防止溺水事故发生。溺水事故事发突然，使人员难以有充分准备的时间，往往事故当事人情绪紧张，难以妥善处理危险情况，加强教育培训工作只能降低溺水事故发生几率，提高溺水人员抢救效率。游泳期间带有游泳圈等救生设备，使游泳人员活动不便，只能能玩耍，不能够游泳。

发明内容

本发明的目的是解决人员在水中游泳遇险救助问题，提出了一种根据游泳者自身脉搏频率，以及所处水中环境情况自动判断是否处于危险情况的智能救助装置，能够在游泳者遇险时自动打开充气气囊，增大游泳者浮力，为游泳者提供安全保障。

本发明采用的技术方案为：一种游泳遇险预警救生装置，本救生装置通过数据采集设备以及数据处理分析设备，确定游泳者的脉搏频率以及所处水深，通过与游泳者事先设定的报警参数进行对比，当超出预设值时及时报警，若游泳者在预设报警解除时间内未解除报警，则打开游泳救生装置。

具体的，本救生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、遇险报警模块、遇险保护装置、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检测分析处理程序。中央控制模块负责控制救生装置的运行，并对检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，对游泳者自身脉搏情况以及所处水中压力等参数进行数据采集。

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。

遇险报警模块在中央控制模块的控制下，当中央控制器分析结果发出遇险报警指令时，遇险报警模块发出报警，根据预先设定的报警停止时间，当超过预先设定的报警停止时间时，向中央控制模块发出启动遇险保护装置信号。

遇险保护装置在中央控制模块的控制下，启动遇险保护装置，打开充气气囊，增大游泳者浮力，为游泳者提供安全保障。

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，并通过该模块对救生装置进行操作。

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、遇险报警模块、遇险保护装置、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；

遇险报警模块与中央控制模块、充电电池模块相连；

遇险保护装置与中央控制模块、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、遇险报警模块、遇险保护装置、用户交互模块相连。

本游泳遇险报警救生装置的具体工作过程是：

首先，启动游泳遇险救生装置，通过充电电池模块为游泳遇险救生装置供电；

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。

然后，佩戴好游泳遇险救生装置，游泳者就可以进行游泳活动。当佩戴游泳遇险救生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环境；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，与游泳者遇先设定的遇险参数进行判断是否游泳者处于危险情况。

当中央控制模块判断游泳者处于危险情况时，中央控制模块向遇险报警模块发出报警指令，遇险报警模块开始报警；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；如果超过预设报警时间，遇险报警模块将想中央控制模块发出超出报警时间的信息。

当中央控制模块接到遇险报警模块超出报警时间的信息后，中央控制模块将向遇险保护装置发出指令，遇险保护装置接到指令后立即打开，向充气气囊中充气，增大游泳者浮力，为游泳者提供安全保障。

本发明有益效果为：

本发明提出的游泳遇险救生装置，采用脉搏与所处水中环境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，当游泳者处于危险情况中时，首先进行报警，如果游泳者未解除报警，该装置将自动打开救生装置，增大游泳者浮力，使游泳者尽快浮出水面，为游泳者提供一定的安全保障。

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。

本发明的游泳遇险救生装置结构组成如图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、遇险报警模块、遇险保护装置、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，启动游泳遇险救生装置，通过充电电池模块为游泳遇险救生装置供电；

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。

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，就可以佩戴游泳救生装置进行游泳了。当佩戴游泳遇险救生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环境参数；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，入水深度等参数，并与游泳者遇先设定的遇险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处于危险情况时，中央控制模块向遇险报警模块发出报警指令，遇险报警模块开始报警；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；如果超过预设报警时间，遇险报警模块将想中央控制模块发出超出报警时间的信息。

当中央控制模块接到遇险报警模块超出报警时间的信息后，中央控制模块将向遇险保护装置发出指令，遇险保护装置接到指令后立即打开，向充气气囊中充气，增大游泳者浮力，为游泳者提供一定的安全保障。

Claims (1)

1.一种游泳遇险预警救生装置，其特征在于：通过数据采集设备以及数据处理分析设备，确定游泳者的脉搏频率以及所处水深，通过与游泳者事先设定的报警参数进行对比，当超出预设值时及时报警，若游泳者在预设报警解除时间内未解除报警，则打开游泳救生装置；

该装置具体结构为：

该游泳遇险预警救生装置由中央控制模块、数据采集模块、功率放大模块、信号调理模块、遇险报警模块、遇险保护模块、用户交互模块、充电电池模块以及电源适配器组成；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检测分析处理程序，中央控制模块负责控制救生装置的运行，并对检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，对游泳者自身脉搏情况以及所处水中压力参数进行数据采集；

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；

所述的遇险报警模块在中央控制模块的控制下，当中央控制器分析结果发出遇险报警指令时，遇险报警模块发出报警，根据预先设定的报警停止时间，当超过预先设定的报警停止时间时，向中央控制模块发出启动遇险保护装置信号；

所述的遇险保护模块在中央控制模块的控制下，启动遇险保护装置，打开充气气囊，增大游泳者浮力，为游泳者提供安全保障；

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，并通过该模块对救生装置进行操作；

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、遇险报警模块、遇险保护装置、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；

遇险报警模块与中央控制模块、充电电池模块相连；

遇险保护装置与中央控制模块、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、遇险报警模块、遇险保护装置、用户交互模块相连；

该游泳遇险救生装置的具体工作过程是：

首先，启动游泳遇险救生装置，通过充电电池模块为游泳遇险救生装置供电；

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；

然后，佩戴好游泳遇险救生装置，游泳者就可以进行游泳活动，当佩戴游泳遇险救生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域水压；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，与游泳者遇先设定的遇险参数进行判断是否游泳者处于危险情况；

当中央控制模块判断游泳者处于危险情况时，中央控制模块向遇险报警模块发出报警指令，遇险报警模块开始报警；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；如果超过预设报警时间，遇险报警模块将想中央控制模块发出超出报警时间的信息；

当中央控制模块接到遇险报警模块超出报警时间的信息后，中央控制模块将向遇险保护模块发出打开遇险保护装置的指令，遇险保护装置接到指令后立即打开，向充气气囊中充气，增大游泳者浮力，为游泳者提供安全保障。