CN203179228U - 一种溺水自动报警系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种溺水自动报警系统，包括佩戴在各个游泳者头部的多个监测节点模块、设置在游泳池外的协调器和上位机；监测节点模块采用防水封装，其包括电源模块、浸水检测器和无线收发模块；电源模块的输出端分别接浸水检测器和无线收发模块的相应电源端，浸水检测器的输出端接无线收发模块的输入端，无线收发模块与协调器无线双向连接，协调器与上位机双向连接。本实用新型可以精确客观的判定游泳者是否溺水，当出现溺水时，上位机显示溺水持续时间并对溺水状态节点进行信息反馈控制，监测节点模块迅速自动发出声光报警，提醒泳池管理人员对溺水者采取必要的施救措施。本实用新型用于各种人工或天然游泳场所，具有广阔的市场前景和投资价值。

Description

一种溺水自动报警系统
技术领域
本实用新型涉及一种泳池报警器，具体涉及一种溺水自动报警系统。
背景技术
游泳是一项深受人们的喜爱的体育项目，尤其在炎炎夏日，各类游泳场所游泳者众多。但是游泳运动存在着一定的危险性，溺水现象时有发生。即使十分熟悉水性的游泳者也可能因为种种意外情况（如常见的腿部抽筋，心脏病、脑溢血等各类疾病引起的意识丧失，潜水时头部碰撞受伤等等）而遭遇溺水。限于我国现状，虽然国家和各级政府制定了详细的规章制度对泳池的开放条件、时间等有明确规定，游泳池仍不免出现设施隐患、开放时间过长、人数拥挤及水质浑浊水域过于开阔等问题，从而导致当有溺水事件发生，救生员很难发现溺水者发出的求救信号并及时施救，以致发生惨剧。
目前，有一种溺水报警系统，让游泳者游泳时携带一定的监控装置，当游泳者所处位置低于特定深度超过一定时间，监测装置就发出警告或产生漂浮作用，或者监测装置使用麦克风监测心跳和呼吸声音，并进一步测量这些声音消失和出现的时间间隔，从而决定是否溺水。但是这种报警系统不仅工艺复杂，安装、使用和维护不便，而且误报率高。因此，开发一种高效的游泳池溺水报警系统作为救生员的辅助设备很有必要性。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够对游泳者溺水现象进行精确判定的溺水自动报警系统。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种溺水自动报警系统，包括佩戴在各个游泳者头部的多个监测节点模块、设置在游泳池外的协调器和上位机；所述监测节点模块采用防水封装，其包括电源模块、浸水检测器和无线收发模块；电源模块的输出端分别接浸水检测器和无线收发模块的相应电源端，浸水检测器的输出端接无线收发模块的输入端，无线收发模块与协调器无线双向连接，协调器与上位机双向连接。
其中，所述电源模块采用电源转换芯片TPS63002DRC，提供电压VDD；浸水检测器由电阻R1、电阻R2和一对电极组成；电阻R1的一端接地，其另一端与电阻R2串联后接电压VDD；两个电极分别与电阻R1的两端连接。
其中，所述一对电极由两个金属片制成，金属片的长度为1.45cm、宽度为0.55cm，并且两个金属片的间距为1.15cm。
其中，所述无线收发模块包括电压采样模块、无线收发控制器、按键、LED灯和蜂鸣器；所述电阻R1与电阻R2的节点电压VOUT为模拟信号，电压采样模块对模拟电压VOUT进行采样量化后，通过无线收发控制器向协调器发射信号；按键的输出端接无线收发控制器的输入端，LED灯和蜂鸣器的输入端分别接无线收发控制器的相应输出端。
其中，所述无线收发控制器采用控制芯片CC2530。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型的探测节点模块佩戴在游泳者头部，用于实时采集监测游泳者所处状态（水上或水下），利用无线网络对游泳者进行全程无距离全方位监控，上位机通过对游泳者水下浸没时间与预设报警极限值（如设定为60s）比较，可以精确客观的判定溺水情况，当游泳者出现溺水时，上位机显示溺水持续时间并对溺水状态节点进行信息反馈控制，监测节点模块迅速自动发出声、光等报警信号，提醒泳池管理人员对溺水者采取必要的施救措施。
本实用新型基于无线传输协议，具有自组织、低功耗、低数据速率、低成本的优点，保证了无线通信的有效性和准确度。本实用新型的浸水检测器，具有制作简单、成本低廉、准确度高、及时性好的优点，易于降低生产成本，适合推广。
本实用新型可服务于各种人工或者天然游泳场所，诸如各类室内游泳馆、室外游泳池、开阔水域游泳场所等，协助工作人员对游泳者（尤其是丧失意识的游泳者）溺水现象进行精确判定，具有广阔的市场前景和投资价值。
附图说明
图1是本实用新型的整体组成框图；
图2是本实用新型监测节点模块的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型为一种溺水自动报警系统，包括佩戴在各个游泳者头部的多个监测节点模块、设置在游泳池外的协调器和上位机；所述监测节点模块采用防水封装，其包括电源模块、浸水检测器和无线收发模块；电源模块的输出端分别接浸水检测器和无线收发模块的相应电源端，浸水检测器的输出端接无线收发模块的输入端，无线收发模块与协调器无线双向连接，协调器与上位机双向连接。
浸水检测器实时采集游泳者的状态信息，检测游泳者在水下浸没的时间，若在水下，计时开始，出水后计时复位；浸水检测器将该状态信息通过无线收发模块发送到协调器中，协调器将各监测节点模块发送过来的游泳者状态信息发送给上位机，同时接收上位机的反馈信号并发送给各监测节点模块；上位机通过对游泳者水下浸没时间与预设报警极限值（如60s）比较，精确客观的判定溺水情况，当判定存在游泳者溺水事故后，上位机实时显示溺水持续时间，同时自动对发生溺水事故的监测节点进行信息反馈控制，无线收发模块根据该反馈信息利蜂鸣器用和LED灯发出声音或灯光报警，实现对上位机工作人员的提醒。
上位机如果判断某一节点处于水上时，显示为“水上”；如果判断某一节点处于水下时，显示为“水下”，同时开始计时，若计时到60s时，则警告溺水，并且通过协调器向对应节点反馈信息。协调器是通信的主节点，主要作用是收集从各个无线收发模块发送来的信息，经过处理后通过串口转网口向上位机发送数据，并能把上位机的控制信息传送给各无线节点。
如图2所示，监测节点模块包括电源模块、浸水检测器和无线收发模块。其中，电源模块采用电源转换芯片TPS63002DRC，提供电压VDD；浸水检测器由电阻R1、电阻R2和一对电极组成；一对电极由两个金属片制成，金属片的长度为1.45cm、宽度为0.55cm，并且两个金属片的间距为1.15cm；电阻R1的一端接地，其另一端与电阻R2串联后接电压VDD；两个电极分别与电阻R1的两端连接。无线收发模块包括电压采样模块、无线收发控制器、按键、LED灯和蜂鸣器；无线收发控制器采用控制芯片CC2530；电阻R1与电阻R2的节点电压VOUT为模拟信号，电压采样模块对模拟电压VOUT进行采样量化后，通过无线收发控制器向协调器发射信号；按键的输出端接无线收发控制器的输入端，LED灯和蜂鸣器的输入端分别接无线收发控制器的相应输出端。
电压采样模块：电压输入使用大于1M Ω的等效输入阻抗的输入取样，将输入电压进行15倍衰减，然后使用差分→单端运放，将其变换到0～3V的范围，经电压二次缓冲后送到CC2530的AD采集输入端。
本实用新型的浸水检测原理：如图2中所示的浸水传感器，当游泳者正常游泳时，两个金属电极露在水面之上，当游泳者发生潜水或溺水时，两个金属电极位于水中，此时，两个金属电极间的水可以当成一个电阻。根据浸水检测器浸水与否，电极间对应电阻值也不同，浸水检测器在浸水时两电极间的电阻为R'，当电极没有进入水中时，VOUT= VDD*R1/（R1+R2），当电极进入水中，VOUT=RVDD/（R+R2），R= R1*R'/（R1+R'），因此可以根据VOUT值的大小判断电极是否被置于水下，即游泳者是否溺水。上位机记录游泳者处于水下的时间，游泳者出水后计时复位，当单次计时累计达到预先设定时间的上限时，游泳者可能发生了溺水事故，上位机将显示警报信息，并自动控制监测节点模块发出声光警报，指示泳池工作人员定位该游泳者的位置。

Claims (5)

1.一种溺水自动报警系统，其特征在于：包括佩戴在各个游泳者头部的多个监测节点模块、设置在游泳池外的协调器和上位机；所述监测节点模块采用防水封装，其包括电源模块、浸水检测器和无线收发模块；电源模块的输出端分别接浸水检测器和无线收发模块的相应电源端，浸水检测器的输出端接无线收发模块的输入端，无线收发模块与协调器无线双向连接，协调器与上位机双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种溺水自动报警系统，其特征在于：所述电源模块采用电源转换芯片TPS63002DRC，提供电压VDD；浸水检测器由电阻R1、电阻R2和一对电极组成；电阻R1的一端接地，其另一端与电阻R2串联后接电压VDD；两个电极分别与电阻R1的两端连接。
3.根据权利要求2所述的一种溺水自动报警系统，其特征在于：所述一对电极由两个金属片制成，金属片的长度为1.45cm、宽度为0.55cm，并且两个金属片的间距为1.15cm。
4.根据权利要求2所述的一种溺水自动报警系统，其特征在于：所述无线收发模块包括电压采样模块、无线收发控制器、按键、LED灯和蜂鸣器；所述电阻R1与电阻R2的节点电压VOUT为模拟信号，电压采样模块对模拟电压VOUT进行采样量化后，通过无线收发控制器向协调器发射信号；按键的输出端接无线收发控制器的输入端，LED灯和蜂鸣器的输入端分别接无线收发控制器的相应输出端。
5.根据权利要求4所述的一种溺水自动报警系统，其特征在于：所述无线收发控制器采用控制芯片CC2530。
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