CN110400445A - 一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置及方法 - Google Patents
一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110400445A CN110400445A CN201910701020.4A CN201910701020A CN110400445A CN 110400445 A CN110400445 A CN 110400445A CN 201910701020 A CN201910701020 A CN 201910701020A CN 110400445 A CN110400445 A CN 110400445A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drowned
- swimmer
- depth
- posture
- water
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
- G08B21/08—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to the presence of persons in a body of water, e.g. a swimming pool; responsive to an abnormal condition of a body of water
- G08B21/088—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to the presence of persons in a body of water, e.g. a swimming pool; responsive to an abnormal condition of a body of water by monitoring a device worn by the person, e.g. a bracelet attached to the swimmer
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
- G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
- G08B29/185—Signal analysis techniques for reducing or preventing false alarms or for enhancing the reliability of the system
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置及方法，包括佩戴在游泳者手上的手环和接收处理信号的监控端，所述手环内部设有智能芯片、压力传感器、陀螺仪、计时器、电池和通讯模块，所述智能芯片通过通讯模块与监控端通讯连接，所述压力传感器、陀螺仪、计时器和电池均与智能芯片连接，通过检测游泳者水下深度、水下姿态及水下时间三方参数来综合判断用户是否溺水，提高溺水判断的准确性，降低游泳者溺水的误报虚报。
Description
技术领域
本发明涉及报警设备技术领域，具体涉及一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置及方法。
背景技术
国内比较成熟的水盾防溺水预警系统的判断依据是通过智能芯片内嵌于泳帽中，当泳帽位于水面之上时持续向监控端发射信号，当泳帽位于水面之下时便停止发送信号，并判断为失联状态，在此时开始计时，在超过系统默认时间或用户自定义时间后若监控端还未接收到信号即泳帽仍然位于水面之下，则判断为用户溺水。第一，此溺水判据是通过失联来作为判断基准，并不是持续监测用户状态，当泳帽脱落或游泳者持续潜入水下时很容易造成误判；第二，当用户失联时仅仅通过失联时间这一项标准来判断是否溺水并不完善，不能够准确地确定游泳者的实际状态。
国外的BlueFox泳池防溺水安全系统的判断依据是通过智能芯片内嵌于手环中，每个游泳者手腕上佩戴一个手环，手环会定时监测游泳者所处的深度信息，一旦水深超过预设值便开始计时，在规定的时间之内如果游泳者仍在预设水深之下，则判断为溺水。此溺水判断依据通过水深与时间来判断游泳者的实时状态，但是仅仅通过这两项指标来决定是否溺水仍然具有较高的误判率，在实际应用中并不能够保障游泳者的安全。
除此之外的防溺水系统的判断依据还加入了心率监测的功能，通过监测游泳者的实时心率加以判断，大部分判据的心率上限值为150次/分钟左右，当游泳者的心率超过次上限值时变判断为用户溺水。一般人的安静心率为60次/分～100次/分，运动尤其是游泳时心率增高是正常现象，但是每个人的心率差别很大，尤其是临近溺水挣扎时心率更是紊乱，无法定义一个准确的上限值来判断是否溺水，因此通过监测心率来判断是否溺水并不实用。
发明内容
本发明的目的是提供一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置及方法，通过检测游泳者水下深度、水下姿态及水下时间三方参数来综合判断用户是否溺水，提高溺水判断的准确性，降低游泳者溺水的误报虚报。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置，包括佩戴在游泳者手上的手环和接收处理信号的监控端，所述手环内部设有智能芯片、压力传感器、陀螺仪、计时器、电池和通讯模块，所述智能芯片通过通讯模块与监控端通讯连接，所述压力传感器、陀螺仪、计时器和电池均与智能芯片连接。
在优选的实施方案中，所述手环包括集成部和腕带，所述智能芯片、压力传感器、陀螺仪、计时器和通讯模块均设置在集成部内。
在优选的实施方案中，所述压力传感器的探测端位于手环的外表面且与手环的连接处做防水处理。
一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警方法，包括以下步骤：
S1：压力传感器检测游泳者在水下的深度是否到达预定的溺水深度，若到达溺水深度则开始检测游泳者的水下姿态；
S2：通过陀螺仪持续检测游泳者的水下姿态，若游泳者姿态出现不符合正常规律的情况，计时器便开始计时；
S3：若计时器计时超过预定的安全时间游泳者姿态仍没有恢复正常规律，则判定为溺水，智能芯片向监控端发送报警信息。
在优选的实施方案中，所述步骤S1中预定的溺水深度为水面以下30-60cm任意一点。
在优选的实施方案中，所述步骤S2中游泳者姿态出现不符合正常规律的情况为游泳手臂加速度大于1.75米/秒2。
在优选的实施方案中，所述步骤S3中预定的安全时间为15-30s中任一时间。
本发明的有益效果为：本溺水判据以游泳者的姿态为核心监测指标，能够更加清楚直观地观察游泳者的实时状态，通过该技术，可以实现将游泳者的泳姿转换为数据，实时检测用户姿态数据，来判定用户泳姿是否正常，进而联合其他判据来判定用户是否溺水。这项技术可以大大减小虚警概率，从而提高系统的可靠性，改善提升用户体验。手环将内置水压检测传感器，并配合单片机实现全数字化自动控制，将实时检测用户水下深度，联合泳姿与水下时间判据进行数据处理，综合判定用户状态。为提高溺水判断的准确性，该判据通过检测游泳者水下深度、水下姿态及水下时间三方参数来综合判断用户是否溺水，用户佩戴的智能手环集成了压力传感器以检测水深、陀螺仪以检测水下姿态、计时器以检测水下时间。通过搜集大数据以确定三个重要参数的安全范围并且实现快速有效的逻辑运算来降低游泳者溺水的误报虚报。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置的系统图；
图2是本发明实施例所述的手环的结构示意图；
图3是本发明实施例所述的融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警方法的流程图。
图中：
1、智能芯片；2、压力传感器；3、陀螺仪；4、计时器；5、通讯模块；6、监控端；7、集成部；8、腕带；9、电池。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-2所示，本发明实施例的一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置，包括佩戴在游泳者手上的手环和接收处理信号的监控端6，手环检测溺水信息，然后向监控端6发送信息，监控端6由泳池工作人员使用，接到溺水信息后快速做出反应进行施救。手环做防水处理，监控端6为计算机。手环的外形可设置成多种不同的款式，在保证功能的前提下符合人们的审美，手环可以为闭环式直接套在手上也可以是开环式，通过卡扣连接。所述手环内部设有智能芯片1、压力传感器2、陀螺仪3、计时器4、电池9和通讯模块5，智能芯片1通过通讯模块5与监控端6通讯连接，压力传感器2、陀螺仪3、计时器4和电池9均与智能芯片1连接。智能芯片1为单片机，通讯模块5为射频通讯模块，监控端6上设有射频接收模块，压力传感器2用于测量水深，压力传感器2的测量精度小于0.1m，水的深度不一样压力不一样，陀螺仪3用于测量游泳者手臂的加速度。
所述手环包括集成部7和腕带8，智能芯片1、压力传感器2、陀螺仪3、计时器4和通讯模块2均设置在集成7部内。腕带8的两端与集成部7的两端连接，若腕带8为闭环式则腕带8为弹性材料制成。
压力传感器2的探测端位于手环的外表面且与手环的连接处做防水处理。方便测量水的压力。
如图3所示，图中Y为是，N为否，一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警方法，包括以下步骤：
S1：压力传感器2检测游泳者在水下的深度是否到达预定的溺水深度，若到达溺水深度则开始检测游泳者的水下姿态；
S2：通过陀螺仪3持续检测游泳者的水下姿态，若游泳者姿态出现不符合正常规律的情况，计时器4便开始计时；
S3：若计时器4计时超过预定的安全时间游泳者姿态仍没有恢复正常规律，则判定为溺水，智能芯片1向监控端6发送报警信息。
所述步骤S1中预定的溺水深度为水面以下30-60cm任意一点。优选为50cm。
所述步骤S2中游泳者姿态出现不符合正常规律的情况为游泳手臂加速度大于1.75米/秒2。
所述步骤S3中预定的安全时间为15-30s中任一时间。优选为15s。
经大数据调查、泳池现场研究及实验验证得出，泳池溺水深度多为30厘米至60厘米，正常游泳手臂加速度为1.63米/秒2，溺水时间平均为30秒。为保证游泳者溺水时能及时获救，手环默认参数标准为50厘米、1.75米/秒2和15秒。
游泳者佩戴的手环中三个参数预设值为：50厘米、1.75米/秒2、15秒。游泳者下潜到水面以下的深度超过50厘米时，开始监测游泳者的游泳姿态，当游泳者的手臂加速度小于1.75米/秒2时则判断为正常；当游泳者的手臂加速度大于1.75米/秒2时则此时计时器4开始计时，若持续一段时间并未超过安全时间，水深变为小于溺水深度且姿态回归正常规律，由于时间未超过程序参数预设值，所以判断为游泳者正常，系统不会发出警报。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置，其特征在于：包括佩戴在游泳者手上的手环和接收处理信号的监控端，所述手环内部设有智能芯片、压力传感器、陀螺仪、计时器、电池和通讯模块，所述智能芯片通过通讯模块与监控端通讯连接，所述压力传感器、陀螺仪、计时器和电池均与智能芯片连接。
2.根据权利要求1所述的防溺水预警装置，其特征在于：所述手环包括集成部和腕带，所述智能芯片、压力传感器、陀螺仪、计时器和通讯模块均设置在集成部内。
3.根据权利要求1所述的防溺水预警装置，其特征在于：所述压力传感器的探测端位于手环的外表面且与手环的连接处做防水处理。
4.一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：压力传感器检测游泳者在水下的深度是否到达预定的溺水深度，若到达溺水深度则开始检测游泳者的水下姿态；
S2：通过陀螺仪持续检测游泳者的水下姿态，若游泳者姿态出现不符合正常规律的情况，计时器便开始计时；
S3：若计时器计时超过预定的安全时间游泳者姿态仍没有恢复正常规律，则判定为溺水，智能芯片向监控端发送报警信息。
5.根据权利要求3所述的防溺水预警方法，其特征在于：所述步骤S1中预定的溺水深度为水面以下30-60cm任意一点。
6.根据权利要求3所述的防溺水预警方法，其特征在于：所述步骤S2中游泳者姿态出现不符合正常规律的情况为游泳手臂加速度大于1.75米/秒2。
7.根据权利要求3所述的防溺水预警方法，其特征在于：所述步骤S3中预定的安全时间为15-30s中任一时间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910701020.4A CN110400445A (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910701020.4A CN110400445A (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110400445A true CN110400445A (zh) | 2019-11-01 |
Family
ID=68326949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910701020.4A Pending CN110400445A (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110400445A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110824504A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-21 | 青岛联合创智科技有限公司 | 一种基于多传感器检测和gnss定位的溺水检测方法以及设备 |
| CN111502354A (zh) * | 2020-05-01 | 2020-08-07 | 梅向瑾 | 水位变化波动检测人是否溺水的紧急医疗救生泳池和方法 |
| CN111833567A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-10-27 | 北京方德泳安体育文化有限公司 | 一种基于uwb、九轴陀螺仪的运动检测系统 |
| CN111998829A (zh) * | 2020-10-30 | 2020-11-27 | 四川写正智能科技有限公司 | 一种基于传感器判定读写姿态的方法 |
| TWI745209B (zh) * | 2020-12-30 | 2021-11-01 | 亞東學校財團法人亞東科技大學 | 能夠防止溺水的游泳圈 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103021136A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 电子科技大学 | 一种基于物联网的游泳池溺水监控系统及监控方法 |
| CN103295366A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-09-11 | 浙江大学城市学院 | 一种基于体感的溺水报警装置及其方法 |
| CN104635598A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-05-20 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 一种智能的游泳穿戴设备及游泳监控系统 |
| CN104932351A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-09-23 | 浙江维思无线网络技术有限公司 | 一种用于游泳者状态监测的可穿戴式智能卡 |
| CN105159049A (zh) * | 2015-09-08 | 2015-12-16 | 中山大学 | 一种可穿戴手表 |
| CN108438173A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-24 | 杨宏愿 | 一种便携式智能溺水救生系统 |
-
2019
- 2019-07-31 CN CN201910701020.4A patent/CN110400445A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103021136A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-04-03 | 电子科技大学 | 一种基于物联网的游泳池溺水监控系统及监控方法 |
| CN103295366A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-09-11 | 浙江大学城市学院 | 一种基于体感的溺水报警装置及其方法 |
| CN104635598A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-05-20 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 一种智能的游泳穿戴设备及游泳监控系统 |
| CN104932351A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-09-23 | 浙江维思无线网络技术有限公司 | 一种用于游泳者状态监测的可穿戴式智能卡 |
| CN105159049A (zh) * | 2015-09-08 | 2015-12-16 | 中山大学 | 一种可穿戴手表 |
| CN108438173A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-24 | 杨宏愿 | 一种便携式智能溺水救生系统 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110824504A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-21 | 青岛联合创智科技有限公司 | 一种基于多传感器检测和gnss定位的溺水检测方法以及设备 |
| CN111502354A (zh) * | 2020-05-01 | 2020-08-07 | 梅向瑾 | 水位变化波动检测人是否溺水的紧急医疗救生泳池和方法 |
| CN111833567A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-10-27 | 北京方德泳安体育文化有限公司 | 一种基于uwb、九轴陀螺仪的运动检测系统 |
| CN111998829A (zh) * | 2020-10-30 | 2020-11-27 | 四川写正智能科技有限公司 | 一种基于传感器判定读写姿态的方法 |
| CN111998829B (zh) * | 2020-10-30 | 2021-01-29 | 四川写正智能科技有限公司 | 一种基于传感器判定读写姿态的方法 |
| CN112762895A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-05-07 | 四川写正智能科技有限公司 | 一种基于传感器判定读写姿态的方法 |
| CN112762895B (zh) * | 2020-10-30 | 2022-07-15 | 四川写正智能科技有限公司 | 一种基于传感器判定读写姿态的方法 |
| TWI745209B (zh) * | 2020-12-30 | 2021-11-01 | 亞東學校財團法人亞東科技大學 | 能夠防止溺水的游泳圈 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110400445A (zh) | 一种融合姿态、水深和时间信息的防溺水预警装置及方法 | |
| RU2710294C1 (ru) | Система мониторинга и оповещения о состоянии и поведении человека | |
| CN105260015A (zh) | 一种确定智能终端脱落的方法及装置 | |
| CN105615850A (zh) | 可穿戴的监护设备、监护用手环及监护系统 | |
| CN105662384B (zh) | 一种监测人的心率是否正常的方法及装置 | |
| US20180008169A1 (en) | Analysis of fall severity of fall detection system and wearing apparatus | |
| CN205050303U (zh) | 一种智能人体瘫倒监测装置 | |
| CN104464190A (zh) | 一种基于压力和加速度检测的摔倒报警设备及其方法 | |
| CN106357898A (zh) | 基于智能穿戴设备提醒用户走路不玩手机的方法及系统 | |
| CN107049255A (zh) | 一种穿戴式智能设备及其睡眠算法 | |
| CN105718023B (zh) | 一种手表水中切换工作模式的方法及系统 | |
| CN105407237B (zh) | 控制方法、控制装置和可穿戴智能设备 | |
| CN204931655U (zh) | 多功能智能监护镯子 | |
| CN109528209A (zh) | 穿戴式设备的运动状态提醒方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN105444812A (zh) | 智能穿戴设备防水提醒的方法及装置 | |
| CN206684903U (zh) | 一种智能防溺水手环 | |
| CN104821061A (zh) | 一种可穿戴跌倒预警系统及其使用方法 | |
| US20160094703A1 (en) | Automatic device configuration for event detection | |
| CN203931101U (zh) | 一种穿戴式人体瘫倒检测报警装置 | |
| CN205514557U (zh) | 一种戒指型健康体征监护、报警仪 | |
| US10426394B2 (en) | Method and apparatus for monitoring urination of a subject | |
| CN108597186A (zh) | 一种基于用户行为的溺水报警方法及可穿戴设备 | |
| US20230252884A1 (en) | Devices, systems and methods for fall detection and preventing false alarms | |
| CN105496381A (zh) | 一种基于智能穿戴设备的婴幼儿看护方法及智能穿戴设备 | |
| TWM537277U (zh) | 嬰兒照護資訊系統 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191101 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |