CN205206404U - 防溺水系统以及防溺水泳池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了防溺水系统以及防溺水泳池，其系统包括：若干具有表示其在泳池中位置的地址编码的第一射频识别电子标签设备，阵列排布于泳池底部；可穿戴的第二射频识别电子标签设备，具有唯一的识别编号并且至少包括一用于判断是否处于溺水状态的水压检测传感器，第二射频识别电子标签设备各自与泳池底部的第一射频识别电子标签设备进行无线射频识别，将无线射频信号最强的第一射频识别电子标签设备的地址编码作为第二射频识别电子标签设备在泳池中位置的地址编码；以及至少一无线信号采集设备，与第二射频识别电子标签设备进行无线通讯，可以将第二射频识别电子标签设备在泳池中位置的地址编码发送到一控制终端。

Description

防溺水系统以及防溺水泳池

技术领域

本实用新型涉及安全保障技术领域，更具体地，涉及基于RFID物联网技术的防溺水安全监控与保障系统。

背景技术

游泳是一项既传统又热门的体育运动，无论是成年人还是儿童每年都会以各种形式参与的体育活动。近年游泳馆儿童溺水事件不断上演，就上海地区而言近年来在一些比较正规的游泳馆内发生过多起儿童溺水事件，不但给家庭带来无比的悲痛，也是经营单位的营业风险。如何保障儿童游泳安全，如何加强游泳馆的保障机制是一个普遍的社会热门话题。

目前的整体解决方案和技术存在以下几点核心问题：

1、不适应人多密集水域：例如，采用水下红外探测并判断遮挡物的静止时间的设计不适用于人多密集的水域，不适应在大批量人员同步一体化智能监管。

2、误报率高：由于报警算法的问题，SOS报警信号误报率高，造成现场恐慌和不和谐，无形增加救生员的压力和疲劳度。而且，SOS事件发生时的物理反应机制过于原始和单调，不能有效及时发现并处置。

3、报警提示不鲜明且受制于实时与网络PC服务器联网：当前现有技术大多采用视频监控或通过泳姿图像对比算法等手段，除了监管人员容易视觉疲劳和疏忽外，更重要的是需要提前进行对泳客个人的数据采集和定义。而且，图像采集和对比并计算得出的结果实施比较复杂且必须依托实时与网络PC服务器和CCTV监控系统在线联网运行方可实现，可靠性差。

4、位置判断不准确：以空间立体识别定位为例，当前有采用RFID三维多点探测与识别技术算法，其虽可实现粗略位置判定，但容易受到外在因素影响而发生位置漂移，存在定位不稳定不可靠的问题，容易误导救生员到达错误位置而丧失最佳救援时间。而且，该方法采用三点无线探测识别技术，其技术尚不成熟且成本居高不下，而最重要的是需在明处加装至少三个以上读卡器装置(信号角度、强度、时间差等三维立体算法)，除了影响美观以外，因水面和水下环境及条件不确定且比较杂乱时，标签信号由读卡器判读的位置有较大的误差和失误。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供防溺水系统以及防溺水泳池，克服了现有技术的困难，能够在人多密集水域准确地定位溺水者的位置，以便及时启动救援措施。

根据本实用新型的一个方面，提供一种防溺水系统，设置于一泳池，包括：

若干第一射频识别电子标签设备，阵列排布于泳池底部，所述第一射频识别电子标签设备具有唯一的识别编号以及一表示其在所述泳池中位置的地址编码；

至少一可穿戴的第二射频识别电子标签设备，每个所述第二射频识别电子标签设备具有唯一的识别编号并且至少包括一用于判断是否处于溺水状态的水压检测传感器，所述第二射频识别电子标签设备各自与所述泳池底部的所述第一射频识别电子标签设备进行无线射频识别，将无线射频信号最强的第一射频识别电子标签设备的地址编码作为所述第二射频识别电子标签设备在所述泳池中位置的地址编码；以及

至少一无线信号采集设备，所述无线信号采集设备与所述第二射频识别电子标签设备进行无线通讯，至少将处于溺水状态的所述第二射频识别电子标签设备在所述泳池中位置的地址编码发送到一控制终端。

优选地，所述第一射频识别电子标签设备包括一定向射频识别电子标签，所述第二射频识别电子标签设备包括一射频识别电子标签读取器。

优选地，所述第一射频识别电子标签设备包括一定向射频识别电子标签读取器，所述第二射频识别电子标签设备包括一射频识别电子标签。

优选地，所述第一射频识别电子标签设备呈矩阵排布于所述泳池底部。

优选地，每个所述第一射频识别电子标签设备通过所述泳池底部的若干数据线连接到所述控制终端。

优选地，每个所述第一射频识别电子标签设备还包括一设置于所述泳池底部的矩形防水地板，相邻的所述第一射频识别电子标签设备之间通过所述矩形防水地板相互拼接定位。

优选地，所述数据线内嵌于所述矩形防水地板内，或是位于所述矩形防水地板与泳池底部之间。

优选地，还包括一第一无线信号收发器中继端和一第二无线信号收发器中继端；每个所述第一射频识别电子标签设备通过所述泳池底部的若干数据线连接到一第一无线信号收发器中继端，所述控制终端连接到所述第二无线信号收发器中继端，所述第一无线信号收发器中继端与所述第二无线信号收发器中继端之间通过无线通讯交互数据。

优选地，每个所述第一射频识别电子标签设备具有独立电源和无线通讯模块，所述第一射频识别电子标签设备与所述无线信号采集设备进行无线通讯。

优选地，所述第一射频识别电子标签设备之间的间距相等。

优选地，相邻的所述第一射频识别电子标签设备的间距大于1米，小于3米。

优选地，所述第一射频识别电子标签设备的排布密度随所述泳池底部的深度增加而增加。

优选地，所述第一射频识别电子标签设备还包括至少一出现溺水状态时启动的报警装置，所述报警装置是LED闪灯、报警扬声器、摄像机中的一种，所述LED闪灯垂直向上闪烁发光。

优选地，所述第二射频识别电子标签设备中预存至少一安全时间阈值和至少一安全水压阈值，所述水压检测传感器测量实时水压，若测得的实时水压高于安全水压阈值的持续时间大于安全时间阈值，则判断处于溺水状态。

优选地，所述第二射频识别电子标签设备的实时测量水压为零时，所述持续时间清零。

优选地，所述第二射频识别电子标签设备还包括至少一出现溺水状态时启动的报警装置，所述报警装置是LED闪灯、报警扬声器、摄像机中的一种，所述LED闪灯闪烁发光。

优选地，所述第二射频识别电子标签设备被佩戴于泳客的头部或手腕。

优选地，所述第二射频识别电子标签设备具有强制判断为溺水状态的求救按钮。

优选地，还包括至少一出现溺水状态时启动的LED光束指引装置，通过有线通讯或者无线通讯连接所述控制终端。

优选地，所述LED光束指引装置包括一探照灯具、一位置调节解码器和一步进电机，所述位置调节解码器根据处于溺水状态的所述第二射频识别电子标签设备在所述泳池中位置的地址编码，驱动所述步进电机调节照射方向，带动所述探照灯具照相该地址编码所对应的泳池中的位置。

优选地，还包括至少一出现溺水状态时启动的报警扬声器，通过有线通讯或者无线通讯连接所述控制终端。

优选地，所述无线信号采集设备设置于所述泳池的上空或者泳池的底部。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种防溺水泳池，具有上述的防溺水系统。

由于使用了以上技术，本实用新型系统技术含量高，集成度高，自动化程度高以及减少安全管理员的数量有效降低场馆人员成本的特点。本系统在复杂环境下信息采集准确且定位精准，系统中的每个单元模块都具有独立自主的智能判断与控制特性，通过简便、人性化的科技管理手段，真正意义上实现在以当今物联网为核心主题的现代化科技游泳馆的典型建设与应用。

本实用新型的最大创新价值是安全、稳定、可靠、精准、灵敏。本实用新型采用RFID无线射频技术结合网格式物理定位理念，以一种安全可靠成熟的产品技术解决方案在减少运营成本的同时更避免和减少人员伤亡事故，因此，本实用新型具有很高的实用性和市场推广价值，

本实用新型具有如下有益效果：

1、解决因外在环境影响而发生的判定位置漂移现象，克服了环境与人的影响，在任何时候都可实现准确定位，误差不超过2平方米范围；

2、解决SOS声光报警器误报而引起的现场恐慌问题，有效缓解和降低救生员的疲劳感和紧张度。用真实、有效和准确的人性化监管与自动无声提醒模式创建游泳馆舒适的应用体验；

3、在系统与PC服务端脱机和断网的情况下，本实用新型的整套防溺水系统能够独立自主的完成所有智能判定和动作执行，摆脱系统因PC服务端的各种因素制约系统功能的发挥和实现。特别在响应速度和响应时间方面达到最理想状态；

4、当SOS事件发生时或即将发生时，安装在水下和水上的LED光束指引装置将起到多重事件判定分级提醒并快速精确位置自动引导。不同的事件信号通过LED灯的动作组合模式、频闪模式、频闪颜色并结合其他如语音自动提醒和开启声光报警等，驱使现场救生员和周围人群在一个比较安静和谐的环境下引起注意并采取正确的措施和方法加以及时发现和施救。

5、第一射频识别电子标签设备采取地埋嵌入式安装，不破坏游泳馆整体视觉环境为前提，从而实现系统功能实现目标。

6、由于本系统的设计的独创性，对于现有游泳馆不做游泳池底部改造预加装本系统时，只需将第一射频识别电子标签设备2与可灵活拼装的定制型塑木地板有机结合，在游泳池底面铺设拼装含有第一射频识别电子标签设备2的塑木地板即可，不破坏现场环境。每个塑木地板连接处有快速导线和防水插头，以方便快速组网。

7、通过可穿戴式RFID电子标签与加装在固定式全向无线信号收发器中继端为手法并相互结合互动，本实用新型将对游泳馆水上和上的所有人员进行全程实时监管，为整个场馆的实时人数统计、分时分流、到钟自动提醒、场外等待人员等待时间自动告知等方面，提供准确及时的智能分析与推送，实现并达到智慧游泳馆的核心要求。

8、考虑到一卡通功能的延伸，可穿戴的RFID电子标签本身内嵌有NFC电子标签无线射频IC芯片，可结合电子消费以及近距离感应开启更衣室锁柜一同使用。

附图说明

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细的说明，以使本实用新型的特性和优点更为明显。

图1为本实用新型的防溺水系统的模块连接示意图；

图2为本实用新型的防溺水系统的立体图；

图3为图2中的局部放大图；

图4为本实用新型的防溺水系统的侧视图；

图5为装有本实用新型的防溺水系统的泳池的俯视图；

图6为建造本实用新型的防溺水系统的泳池的数据线布局图；

图7为将本实用新型中泳池的防溺水改建后的侧视图；

图8为图7的局部放大图；

图9至11为本实用新型的防溺水系统的实施过程示意图；

图12为本实用新型的第二种防溺水系统的侧视图；

图13为装有本实用新型的第三种防溺水系统的俯视图；

图14为本实用新型的第四种防溺水系统的侧视图；以及

图15为本实用新型的第五种防溺水系统的侧视图。

附图标记

1泳池

1A深水区

1B浅水区

2第一射频识别电子标签设备

21射频识别电子标签

22射频识别电子标签

23射频识别电子标签

24射频识别电子标签

3第二射频识别电子标签设备

4无线信号采集设备

5控制终端

6数据线

7矩形防水地板

8第一无线信号收发器中继端

9第二无线信号收发器中继端

10第三无线信号收发器中继端

11第四无线信号收发器中继端

12第五无线信号收发器中继端

13第六无线信号收发器中继端

14LED光束指引装置

15报警扬声器

16后台服务器

17屏幕

18管理客户端

19发卡器

具体实施方式

以下将对本实用新型的实施例给出详细的说明。尽管本实用新型将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本实用新型并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

另外，为了更好的说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本实用新型同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的结构和部件未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

图1为本实用新型的防溺水系统的模块连接示意图。图2为本实用新型的防溺水系统的立体图。如图1至2所示，本实用新型提供了一种防溺水系统，设置于一泳池1，包括：阵列排布于泳池1底部的若干第一射频识别电子标签设备2、可穿戴的第二射频识别电子标签设备3、无线信号采集设备4以及控制终端5。

第一射频识别电子标签设备2具有唯一的识别编号以及一表示其在泳池1中位置的地址编码。本实施例中，每一个第一射频识别电子标签设备2还包括至少一出现溺水状态时启动的报警装置，报警装置是LED闪灯、报警扬声器、摄像机中的一种，LED闪灯垂直向上闪烁发光，但不以此为限。

每个泳客都可以装备一个第二射频识别电子标签设备3，第二射频识别电子标签设备3可以被泳客穿戴与头部、手腕、肩膀、腰部等位置。每个第二射频识别电子标签设备3具有唯一的识别编号并且至少包括一用于判断是否处于溺水状态的水压检测传感器，第二射频识别电子标签设备3各自与泳池1底部的第一射频识别电子标签设备2进行无线射频识别，将无线射频信号最强的第一射频识别电子标签设备2的地址编码作为第二射频识别电子标签设备3在泳池1中位置的地址编码。

本实施例中，第一射频识别电子标签设备2包括一定向射频识别电子标签(RFID标签)，第二射频识别电子标签设备3包括一射频识别电子标签读取器(RFID标签读取器)，本实用新型通过定向射频识别电子标签和射频识别电子标签读取器之间的感测来确定在泳池中的具体位置，可以将伴随泳客的射频识别电子标签读取器(RFID标签读取器)检测到的泳池底部的最强信号的定向射频识别电子标签(RFID标签)的地址编码来解码作为该射频识别电子标签读取器(RFID标签读取器)在泳池中的位置，并将该地址编码通过无线信号采集设备4(在下面详述)发送到控制终端5。但不以此为限。也可以交换定向射频识别电子标签与射频识别电子标签读取器的布局，使得第一射频识别电子标签设备2包括一定向射频识别电子标签读取器(RFID标签读取器)，第二射频识别电子标签设备3包括一射频识别电子标签(RFID标签)。将泳池底部的众多射频识别电子标签读取器(RFID标签读取器)中检测到的伴随泳客的定向射频识别电子标签(RFID标签)的信号最强的一个的地址编码来解码作为泳客在泳池中的位置，射频识别电子标签读取器(RFID标签读取器)将该地址编码通过数据线6发送到控制终端5，但不以此为限，也可以通过每个射频识别电子标签读取器(RFID标签读取器)都将识别到的定向射频识别电子标签(RFID标签)的信号发送到控制终端5，由控制终端5判断每个定向射频识别电子标签(RFID标签)与其对应的检测到最强信号的射频识别电子标签读取器(RFID标签读取器)，同样可以获得每个定向射频识别电子标签(RFID标签)所在的位置的地址编码。

每个第二射频识别电子标签设备3中预存至少一安全时间阈值和至少一安全水压阈值，水压检测传感器测量实时水压，若测得的实时水压高于安全水压阈值的持续时间大于安全时间阈值，则判断处于溺水状态。第二射频识别电子标签设备3的实时测量水压为零时，持续时间清零。第二射频识别电子标签设备3还包括至少一出现溺水状态时启动的报警装置，报警装置是LED闪灯、报警扬声器、摄像机中的一种，LED闪灯闪烁发光。第二射频识别电子标签设备3具有强制判断为溺水状态的求救按钮。

无线信号采集设备4设置于泳池1的上空或者泳池1的底部。本实施例中，无线信号采集设备4分别水平悬挂于泳池1的上空的合适高度，以便无线接收泳客佩戴的第二射频识别电子标签设备3的数据。无线信号采集设备4与第二射频识别电子标签设备3进行无线通讯，至少将处于溺水状态的第二射频识别电子标签设备3在泳池1中位置的地址编码发送到控制终端5。

在优选实施方式中，本实用新型的防溺水系统还可以包括：至少一出现溺水状态时启动的LED光束指引装置14和报警扬声器15。LED光束指引装置14通过有线通讯或者无线通讯连接控制终端5。LED光束指引装置14包括一探照灯具、一位置调节解码器和一步进电机，位置调节解码器根据处于溺水状态的第二射频识别电子标签设备3在泳池1中位置的地址编码，驱动步进电机调节照射方向，带动探照灯具照相该地址编码所对应的泳池1中的位置。LED光束指引装置14可以是一种多彩、可闪烁的LED灯。报警扬声器15通过有线通讯或者无线通讯连接控制终端5。

在优选实施方式中，本实用新型的防溺水系统还可以包括：用于显示信息的立式或挂式屏幕17，用于签发RFID电子标签的发卡器19，用于管理发卡器19的网络管理管理客户端18，上述装置通过内部局域网连接到后台服务器16，后台服务器16与控制终端5连接。

在一个优选实施方式中，第二射频识别电子标签设备3(例如内置压力传力器)根据测量的水压和结合入水时间长来确定(由CPU逻辑控制电路确定)事件类型(事件编码)。例如，当第二射频识别电子标签设备3测量的水压低于第一阈值且持续时间低于第一时间时，确定为正常事件；当水压高于第一阈值且时持续间低于第一时间时，也确定为正常事件；当水压高于第一阈值且持续时间高于第一时间时，确定为提醒事件；当水压高于第一阈值且持续时间高于第二时间时，确定为报警事件；当水压高于第二阈值时，也确定为报警事件。

内嵌的水压压力传感器的工作原理是电位差，即工作方式是电桥阻抗差转换成压力值，并通过IIC数位信号输出至CPU逻辑控制电路，持续的压力值和持续的对应时间关系，在持续过程中的不同阶段由CPU控制电路进行实时的事件编码产生，以达到最终的SOS报警和提醒作用。

在一个优选实施例中，第二射频识别电子标签设备3可以包括MCU(CPU)中央处理芯片、驱动电源控制电路、继电器输入控制电路、电瓶信号输入输出电路、LED七彩发光二极管、发光二极管控制电路、发光二极管光束透镜、2.4G无线微波收发电路、无线微波天线、有线/无线网络通讯数据传输接口。LED七彩发光二极管可以根据接收来自第二射频识别电子标签设备3产生的不同事件编码代码(在下面详述)显示多种颜色和频闪效果。第二射频识别电子标签设备3还具有CPU逻辑控制电路，用于根据接收到来自第二射频识别电子标签设备3的不同事件代码而直观开启和关闭不同LED灯光事件颜色提醒。

如图3所示，第一射频识别电子标签设备2主要是通过在池底呈网格状均匀分布，实现在游泳池底部局部或全部覆盖，但不以此为限。第一射频识别电子标签设备2优选为一定向射频识别电子标签(RFID标签)是因为定向射频识别电子标签(RFID标签)能够主要沿垂直于游泳池底水面的一个扇形信号辐射区域，进入该区域的射频识别电子标签读取器(RFID标签读取器)能够轻松地识别到信号。所以，佩戴了第二射频识别电子标签设备3的泳客正好位于4个第一射频识别电子标签设备2之间，那么第二射频识别电子标签设备3可以至少感应到射频识别电子标签21、射频识别电子标签22、射频识别电子标签23和射频识别电子标签24的信号。由于射频识别电子标签21的位置距离泳客最近，则第二射频识别电子标签设备3感应到的射频识别电子标签21的信号最强，则将射频识别电子标签21所在的位置范围是佩戴了第二射频识别电子标签设备3的泳客当前所在的位置，而且，即便是泳客在溺水后由于挣扎移动了位置，本实用新型中第一射频识别电子标签设备2以及可穿戴的第二射频识别电子标签设备3也能根据最强信号定位的这种方式及时地得知泳客的位置。

图4为本实用新型的防溺水系统的侧视图。图5为装有本实用新型的防溺水系统的泳池的俯视图。如图4和5所示，第一射频识别电子标签设备2呈矩阵排布于泳池1底部。每个第一射频识别电子标签设备2通过泳池1底部的若干数据线6连接到控制终端5。第一射频识别电子标签设备2主要是通过在池底呈正方形的网格状均匀分布，实现在游泳池底部局部或全部覆盖，但不以此为限。第一射频识别电子标签设备2之间的间距相等。相邻的第一射频识别电子标签设备2的间距大于0.5米，小于3米，显然，密度越大定位的准确度越高。

本实用新型还提供一种防溺水方法，采用上述的防溺水系统，包括采集步骤和救援步骤；采集步骤包括：被泳客佩戴的第二射频识别电子标签设备3各自与泳池1底部的第一射频识别电子标签设备2进行无线射频识别，将无线射频信号最强的第一射频识别电子标签设备2的地址编码作为第二射频识别电子标签设备3在泳池1中位置的地址编码，并且通过水压检测传感器判断是否处于溺水状态，若是则将处于溺水状态的第二射频识别电子标签设备3在泳池1中位置的地址编码发送到一控制终端5，针对地址编码所在的泳池1位置执行救援步骤。

采集步骤中第二射频识别电子标签设备3中预存至少一安全时间阈值和至少一安全水压阈值，水压检测传感器测量实时水压，若测得的实时水压高于安全水压阈值的持续时间大于安全时间阈值，则判断处于溺水状态。第二射频识别电子标签设备3的实时测量水压为零时，持续时间清零。

救援步骤包括第一射频识别电子标签设备2启动的至少一报警装置，报警装置是LED闪灯、报警扬声器、摄像机中的一种，LED闪灯垂直向上闪烁发光。第二射频识别电子标签设备3启动的至少一报警装置，报警装置是LED闪灯、报警扬声器、摄像机中的一种，LED闪灯垂直向上闪烁发光。启动LED光束指引装置14，LED光束指引装置14包括一探照灯具、一位置调节解码器和一步进电机，位置调节解码器根据处于溺水状态的第二射频识别电子标签设备3在泳池1中位置的地址编码，驱动步进电机调节照射方向，带动探照灯具照相该地址编码所对应的泳池1中的位置。并且启动一报警扬声器15。

LED光束指引装置14的工作原理可以是：首先定向泳池内的第一射频识别电子标签设备2具有唯一的位置编码，当此收发器接收到来自RFID电子标签事件编码和编码物理码时，收发器会将自己的位置编码连同RFID事件编码和编码物理码一同传输至智能中央控制器端。经过智能中央控制器逻辑判断后确认为SOS报警事件后，由控制器将事件编码连同收发器的编码地址码一同传输至LED光束指引灯。LED指引灯含地址码解码器控制电路和CPU逻辑控制等核心控制电路，LED指引灯会根据接收到的编码事件码决定LED灯光的效果，同时地址码解码器接收到收发器的对应编码地址码时会根据事先设定的指定位置而驱动伺服电机以X轴和Y轴的运动模式转动，带动LED光束灯直至停止在目标对应位置上，以此达到位置指引和时间提醒的目的，从而准确醒目地指引救生员快速游向溺水泳客。

本实用新型还提供一种防溺水泳池1，具有上述的防溺水系统，此处再追赘述。

图6为建造本实用新型的防溺水系统的泳池的数据线布局图。如图6所示，本实用新型还提供一种防溺水泳池的建造方法，用于形成如上述的防溺水系统，包括：建造一个泳池1，并设置若干第一射频识别电子标签设备2阵列排布于泳池1底部，组建成定位网络。第一射频识别电子标签设备2具有唯一的识别编号以及一表示其在泳池1中位置的地址编码。并且，设置至少一无线信号采集设备4于泳池1的上空或者泳池1的底部，每个第一射频识别电子标签设备2通过泳池1底部的若干防水的数据线6连接到控制终端5。为了配合第一射频识别电子标签设备2的位置，泳池1底部的数据线6之间也可以形成网格状。

例如，将用于定位的第一射频识别电子标签设备2是在游泳池土木基建时提前将数据线6防水数据线6盒埋入至泳池底面，从外观上看整体一致性和协调性更强更美观。其方法是将数据线6和线槽在粘贴游泳池底部瓷砖时，提前将其埋入地下，带瓷砖粘贴完毕后，每个嵌入地下的防水数据线6盒上方的瓷砖将漏空，以便对其相关电子设备二次的内嵌安装。当第一射频识别电子标签设备2设备装入地下管盒内后，将带有玻璃透镜的上盖加以扣紧锁死，以此类推最终完成定位网络组装的所有第一射频识别电子标签设备2的安装。该方法可应用于新建游泳馆或旧馆改造，通过提前将管、线、盒的埋入于地面，以达到融合整齐划一。

图7为将本实用新型中泳池的防溺水改建后的侧视图。图8为图7的局部放大图。如图7和8所示，本实用新型还提供一种泳池的防溺水改建方法，用于形成上述的防溺水系统，包括：在一个泳池1中，设置若干第一射频识别电子标签设备2阵列排布于泳池1底部，第一射频识别电子标签设备2具有唯一的识别编号以及一表示其在泳池1中位置的地址编码。并且，设置至少一无线信号采集设备4于泳池1的上空或者泳池1的底部，每个第一射频识别电子标签设备2通过泳池1底部的若干数据线6连接到控制终端5，每个第一射频识别电子标签设备2还包括一设置于泳池1底部的矩形防水地板7，相邻的第一射频识别电子标签设备2之间通过矩形防水地板7相互拼接定位，数据线6内嵌于矩形防水地板7内，或是位于矩形防水地板7与泳池1底部之间。

例如：为了在不破坏原泳池底面为前提快速实现组建定位网络。第一射频识别电子标签设备2嵌入矩形防水地板7(塑木地板)内层夹板，后在以铺设地板的形式将塑木地板铺设整个游泳池底部，塑木地板由多个地板单元拼接而成，地板单元的朝上一面设置有LED玻璃透镜，用于使得第一射频识别电子标签设备2的LED灯的光束能够射出，地板单元具有防水接头，第一射频识别电子标签设备2的信号数据线以及电源经由防水接头引出，在连接至另一地板单元的防水接头，以此方式，多个第一射频识别电子标签设备2串联，其中信号数据线套在防水接线管中。

图8中显示了拼接完的布置有第一射频识别电子标签设备2的塑木地板的截面图，图中示出了两个拼接在一起的塑木地板单元，左侧的地板单元左右两侧具有凹槽，相应地，右侧的地板单元左右两侧具有凸块，凸块用于插入凹槽中，以拼接在一起。当然，对于一个地板单元，也可以一侧具有凹槽，一侧具有凸块。在每一个地板单元中，以地板单元为例，设置有第一射频识别电子标签设备2，地板单元的朝上一面设置有LED玻璃透镜，用于使得第一射频识别电子标签设备2的LED灯的光束能够射出。地板单元具有防水接头，第一射频识别电子标签设备2的数据线6经由防水接头引出，电连接至地板单元的防水接头，从而第一射频识别电子标签设备2串联起来。

第一射频识别电子标签设备2以网格方式组网，通常以2M*2M或3M*3M的正方形(当然也可以是长方形或菱形等)为一个局部探测识别区块。根据第一射频识别电子标签设备2的收发器编码即可进行目标物体的准确定位。通过对每个第一射频识别电子标签设备2的信号增益强度进行调整，使得每个第一射频识别电子标签设备2都能保证最佳的局部信号探测状态，也就是能够有效探测到识别区块内的RFID电子标签信号。如果定向无线收发器2布局为其他形状，那么有效识别区块相应变化。在识别区块假设为正方形的情况下，每个识别区块由位于正方形四个顶点的四个第一射频识别电子标签设备2来识别，这四个第一射频识别电子标签设备2可以作为一个识别单元。每个小单元其中包含的每个探测器都将通过串联的方式与总线相互连接，并最终将采集的数据汇总至控制终端5，使得本实用新型能够将普通的游泳场馆改建为本实用新型中的防溺水的游泳池。

图9至11为本实用新型的防溺水系统的实施过程示意图。如图9至11所示，其中，本实用新型中的第一射频识别电子标签设备2为RFID标签读取器，第二射频识别电子标签设备3为RFID电子标签。当泳客穿戴RFID电子标签进入泳池，即会被安装在泳池底部的其中一个识别单元所识别到，但系统通常不予处理正常的安全事件。当泳客头部进入水下时，RFID电子标签传感器将开始工作，届时泳客距离池底RFID标签读取器的距离也是最近最灵敏的。当泳客进入一个以4个RFID标签读取器所组成的一个识别单元时，RFID电子标签总会与其中一个或识别区块内的几个距离最近且信号最强(信号强弱与接收次数和频率有关)，届时距离RFID电子标签最近的其中一个或一个区块内的几个RFID标签读取器的信号接收灵敏度最强，将判定最终的精确位置，并根据事件编码类型开启一个定位区块内的一个或几个RFID标签读取器LED指示灯的开启。若泳客的头部露出水面时，传感器的压力和时间都将归零，待二次入水时再次启动并以此循环工作。

这些RFID电子标签佩戴在泳客头部。RFID电子标签可以装配在泳帽或泳镜上(定制品)，或采用松紧绑带内嵌RFID电子标签的形式套戴在头部的形式。当泳客在泳池中游过一区域时，被该区域池底部的RFID标签读取器探测识别，对于进入和经过的每一个RFID电子标签，都将被该区域的识别器所探测识别，以实现精准定位、动态跟踪、身份识别以及SOS事件信息采集。

更具体而言，当RFID电子标签进入任何一个池底部的RFID标签读取器的有效探测识别范围时，RFID电子标签的电子标签编码将被该RFID标签读取器识别和记录。当RFID电子标签内嵌的压力传力器感测水压，而水压数据将结合入水时间长短通过CPU逻辑控制电路产生不同事件编码类型，CPU逻辑控制电路进行关于时间、压力的变化进行逻辑分析判断，根据判断的结果产生不同类型事件，给予不同类型事件赋予事件编码，并将事件编码发送到池底部的RFID标签读取器。同时，对于不同类型事件，池底部的定向无线信号2的LED灯会发出对应颜色的光。例如，对于正常事件，LED灯可以不亮或显示为绿色；对于提醒事件(例如游入深水区，或者潜水了假设5秒)，LED灯可以显示假设为黄色；对于报警事件(例如潜水了假设10秒，监测到的水压力和下潜时间超过峰值时)，LED灯可以显示为红色，而且可以闪烁。

控制终端5用于接收池底部的RFID标签读取器的数据，例如RFID电子标签的电子标签编码和事件编码等。控制终端5和池底RFID标签读取器之间通过有线或无线方式连接，有线方式例如通过RS485总线连接，而无线方式将采取池底部的RFID标签读取器与收发器之间通过有线连接后统一汇总至无线信号收发器中继端，在由无线信号收发器中继端中继通过433M无线方式与控制终端5进行数据交互。

控制终端5实时接收来自水下RFID标签读取器的信息，并根据不同信息内容自身判断执行何种联动动作指令，以达到快速驱动联动与之连接设备的状态开启和关闭。优选地，控制终端5进行实时监测与集成管理、指令下达、数据上传至网络PC服务器等，后在通过网络PC服务器进行客户端数据的推送，如人机界面客户端中央控制、电子定位地图显示、显示终端各类信息推送、日常经营管理、报表统计与汇总等核心主要功能。

本实施例中的安全时间阈值为10秒，安全水压阈值为0.3米为例，但不以此为限。

如图9所示，此时泳客浮于水面上，第二射频识别电子标签设备3中的水压传感器的数据基本为零，属于正常事件。当事件编码为正常事件，控制终端5不启动伺服云台LED光束指引灯14进行联动，也就是说正常的编码事件智能中央控制器是不会像LED指引灯设备发送数据和相关指令信号。

如图10所示，此时泳客下潜至水面0.5米之下，并且保持了3秒钟，此时水压传感器的数据为0.5,持续时间为3秒钟，虽然超过了安全水压阈值，但是没有超过安全时间阈值，所以仍然属于正常事件。

如图11所示，此时泳客处于溺水状态，安全时间阈值和安全水压阈值都被超过了，当事件编码上升至高级别提醒事件时，控制终端5启动联动机制，并向伺服云台LED光束指引灯14发送相关联动信号，而伺服云台LED光束指引灯14接收到先关信号后，会立即启动并开启假设黄色或红灯高级别光束自动投射至应对应的池底定向无线信号发射器2的位置，以使得救生人员加强注意或迅速锁定可能溺水者事发位置并予以及时施救。

并且，本实用新型的第二射频识别电子标签设备3还可以预先对佩戴的泳客进行区别，例如：特别限定儿童泳客的活动范围仅在浅水区，一旦进入深水区就进行报警等等，此处不再赘述。

图12为本实用新型的第二种防溺水系统的侧视图。如图12所示，本实用新型的第二种防溺水系统，与第一种防溺水系统不同的是，第二种防溺水系统根据泳池的深水区1B和浅水区1A进行区别划分，在深水区1B的底部布设比浅水区更加密集的第一射频识别电子标签设备2。由于通常危险的溺水情况主要发生在深水区1B，所以，在深水区1B密集布设第一射频识别电子标签设备2能够更准确更及时第定位溺水泳客，以便及时展开救援措施。其他技术特征与第一种防溺水系统相同，此处不再赘述。

图13为装有本实用新型的第三种防溺水系统的俯视图。如图13所示，本实用新型的第三种防溺水系统，与第一种防溺水系统中第一射频识别电子标签设备2之间排列为矩形不同的是，第三种防溺水系统是在泳池底部，将第一射频识别电子标签设备2根据三角形排列进行矩阵布设，同样可以根据三角形的三个角上信号最强的第一射频识别电子标签设备2进行定位。其他技术特征与第一种防溺水系统相同，此处不再赘述。

图14为本实用新型的第四种防溺水系统的侧视图。如图14所示，本实用新型的第四种防溺水系统，与第一种防溺水系统中第一射频识别电子标签设备2需要布设数据线6连接到控制终端5不同的是，第四种防溺水系统中每个第一射频识别电子标签设备2可以具有独立电源和无线通讯模块，第一射频识别电子标签设备2与无线信号采集设备4进行无线通讯，然后通过无线信号采集设备4与控制终端5之间的数据线传输到控制终端5，这种结构中无需在底部布设数据线6。本实用新型的第四种防溺水系统非常有利于针对现有的旧泳池的改造，无需对泳池1底部进行改建(布设线缆)，只需要将能够无线通讯的第一射频识别电子标签设备2按照矩阵排列固定在泳池1的底部，就能实现本实用新型的效果。

图15为本实用新型的第五种防溺水系统的侧视图。如图15所示，本实用新型的第五种防溺水系统，与第一种防溺水系统中不同的是，第五种防溺水系统中大量使用了无线通讯设备。

泳池底部的第一射频识别电子标签设备2通过数据线6连接到第一无线信号收发器中继端8，LED光束指引装置14和报警扬声器15连接到第三无线信号收发器中继端10，无线信号采集设备4分别连接到第五无线信号收发器中继端12。控制终端5通过后台服务器16分别连接到第二无线信号收发器中继端9、第四无线信号收发器中继端11和第六无线信号收发器中继端13。第一无线信号收发器中继端8与第二无线信号收发器中继端9之间通过无线通讯交互数据。第三无线信号收发器中继端10与第四无线信号收发器中继端11之间通过无线通讯交互数据。第五无线信号收发器中继端12与第六无线信号收发器中继端13之间通过无线通讯交互数据。这种结构中，大大减少了线缆的布设，降低了建造防溺水系统的难度，同时，提高了无线信号采集设备4、LED光束指引装置14和报警扬声器15等布设的灵活度。

本实用新型可以将第一射频识别电子标签设备2安装在游泳池底部作为网格坐标位置点，并采取网格式等比例多点分布安装方式，以达到游泳池底部局部或全部覆盖。通过对电子标签的信号发射增益强度进行设置调整，使每个电子标签无线信号发射都能保证最佳的局部有效范围(局部范围以2M*2M或3M*3M为一个正方形为有效识别区块)，每个识别区块共有4个电子标签作为一个识别单元，每个电子标签具有唯一编码识别码，每个识别码将作为网格中的唯一有效坐标位置。对于进入和经过的每一个可穿戴式第二射频识别电子标签设备3，都将由此第二射频识别电子标签设备3对水池底部的电子标签位置码进行识别和采集，并将采集的信息通过自身的无线射频电路配合内嵌的天线发射到无线信号采集设备4，以实现精准定位、动态跟踪、身份识别以及SOS事件信息采集的核心作用。第二射频识别电子标签设备3是穿戴在泳客身体上的唯一电子传感设备，电子收发器内嵌微传感器感知到压力物理数值变化时，会通过自身的CPU逻辑控制电路进行关于时间与压差的变化进行逻辑分析判断，所判断的结果会产生不同类型事件信号编码并结合电子标签位置编码一同将事件信号同时发射至无线信号采集设备4和水底第一射频识别电子标签设备2单元。当水底第一射频识别电子标签设备2和无线信号采集设备4收到任何可穿戴电子收发器的编码、电子标签编码地址码以及不同事件编码时，首先第一射频识别电子标签设备2的LED会根据事件编码进行七彩灯管闪亮以起到警示和提醒作用。同时，固定式信号收发器会将此信息实时发送至中央控制器端，最终由中央控制进行位置、身份、事件类型的解析和锁定，并自动执行系统预先设置好的一切智能开关动作。

综上可知，本实用新型系统技术含量高，集成度高，自动化程度高以及减少安全管理员的数量有效降低场馆人员成本的特点。本系统在复杂环境下信息采集准确且定位精准，系统中的每个单元模块都具有独立自主的智能判断与控制特性，通过简便、人性化的科技管理手段，真正意义上实现在以当今物联网为核心主题的现代化科技游泳馆的典型建设与应用。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种防溺水系统，设置于一泳池(1)，其特征在于，包括：

若干第一射频识别电子标签设备(2)，阵列排布于泳池(1)底部，所述第一射频识别电子标签设备(2)具有唯一的识别编号以及一表示其在所述泳池(1)中位置的地址编码；

至少一可穿戴的第二射频识别电子标签设备(3)，每个所述第二射频识别电子标签设备(3)具有唯一的识别编号并且至少包括一用于判断是否处于溺水状态的水压检测传感器，所述第二射频识别电子标签设备(3)各自与所述泳池(1)底部的所述第一射频识别电子标签设备(2)进行无线射频识别，将无线射频信号最强的第一射频识别电子标签设备(2)的地址编码作为所述第二射频识别电子标签设备(3)在所述泳池(1)中位置的地址编码；以及

至少一无线信号采集设备(4)，所述无线信号采集设备(4)与所述第二射频识别电子标签设备(3)进行无线通讯，至少将处于溺水状态的所述第二射频识别电子标签设备(3)在所述泳池(1)中位置的地址编码发送到一控制终端(5)。

2.如权利要求1所述的防溺水系统，其特征在于，所述第一射频识别电子标签设备(2)包括一定向射频识别电子标签，所述第二射频识别电子标签设备(3)包括一射频识别电子标签读取器。

3.如权利要求1所述的防溺水系统，其特征在于，所述第一射频识别电子标签设备(2)包括一定向射频识别电子标签读取器，所述第二射频识别电子标签设备(3)包括一射频识别电子标签。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的防溺水系统，其特征在于，所述第一射频识别电子标签设备(2)呈矩阵排布于所述泳池(1)底部，每个所述第一射频识别电子标签设备(2)通过所述泳池(1)底部的若干数据线(6)连接到所述控制终端(5)。

5.如权利要求4所述的防溺水系统，其特征在于，每个所述第一射频识别电子标签设备(2)还包括一设置于所述泳池(1)底部的矩形防水地板(7)，相邻的所述第一射频识别电子标签设备(2)之间通过所述矩形防水地板(7)相互拼接定位，所述数据线(6)内嵌于所述矩形防水地板(7)内，或是位于所述矩形防水地板(7)与泳池(1)底部之间。

6.如权利要求4所述的防溺水系统，其特征在于，每个所述第一射频识别电子标签设备(2)具有独立电源和无线通讯模块，所述第一射频识别电子标签设备(2)与所述无线信号采集设备(4)进行无线通讯。

7.如权利要求4所述的防溺水系统，其特征在于，所述第一射频识别电子标签设备(2)之间的间距相等，相邻的所述第一射频识别电子标签设备(2)的间距大于1米，小于3米。

8.如权利要求4所述的防溺水系统，其特征在于，所述第一射频识别电子标签设备(2)的排布密度随所述泳池(1)底部的深度增加而增加。

9.如权利要求4所述的防溺水系统，其特征在于，所述第一射频识别电子标签设备(2)还包括至少一出现溺水状态时启动的报警装置，所述报警装置是LED闪灯、报警扬声器、摄像机中的一种，所述LED闪灯垂直向上闪烁发光。

10.如权利要求1至3中任意一项所述的防溺水系统，其特征在于，所述第二射频识别电子标签设备(3)中预存至少一安全时间阈值和至少一安全水压阈值，所述水压检测传感器测量实时水压，若测得的实时水压高于安全水压阈值的持续时间大于安全时间阈值，则判断处于溺水状态。

11.如权利要求10所述的防溺水系统，其特征在于，所述第二射频识别电子标签设备(3)还包括至少一出现溺水状态时启动的报警装置，所述报警装置是LED闪灯、报警扬声器、摄像机中的一种，所述LED闪灯闪烁发光。

12.如权利要求10所述的防溺水系统，其特征在于，还包括至少一出现溺水状态时启动的LED光束指引装置(14)，通过有线通讯或者无线通讯连接所述控制终端(5)。

13.如权利要求12所述的防溺水系统，其特征在于，所述LED光束指引装置(14)包括一探照灯具、一位置调节解码器和一步进电机，所述位置调节解码器根据处于溺水状态的所述第二射频识别电子标签设备(3)在所述泳池(1)中位置的地址编码，驱动所述步进电机调节照射方向，带动所述探照灯具照相该地址编码所对应的泳池(1)中的位置。

14.一种防溺水泳池，具有如权利要求1至13中任意一项所述的防溺水系统。