CN206766301U - 一种海上救生服 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于现代海洋工程以及航运业从业人员的一种海上救生服，包括连体保暖服本体和设置在连体保暖服本体内侧的供电模块、自适应温度调节系统、自适应人体检测系统、class B定位模块，其特征在于：所述供电模块包括可充电蓄电池和晶体硅太阳能电池板；所述自适应温度调节系统由控制系统、传热模块和温度传感模块组成；所述自适应人体检测系统包括单片机、压力传感器、LCD显示模块和气泵驱动模块。本实用新型的有益效果是：防止遇难人员因失温过快而死亡；通过自适应被动搜救将遇难人员的位置信息等及时发送给搜救人员，作为最有力的被动救援手段，将会极大增强遇难人员的求生欲望，是遇难人员的生命保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于现代海洋工程以及航运业从业人员的一种海上救生服，属于救生领域。
背景技术
目前，公知的救生衣分为两种，普通救生衣和浸水保温服。普通救生衣(a lifejacket)又称救生背心，是一种救护生命的服装，设计类似背心，采用尼龙面料或氯丁橡胶，浮力材料或可充气的材料，反光材料等制作而成，普通救生衣能给遇难人员提供一定的浮力。浸水保温服是海上救生服，是由尼龙面料或氯丁橡胶制成，普通救生衣能给遇难人员提供一定的浮力并且能做到6小时保温。以上两种救生衣，在救生方面，只能为落水人员提供浮力，浸水保温服只能为落水人员提供短时间的保温能力，对于海上救援来说，6小时的保温能力和浮力是远远不够的，且这两种救生衣不能有效的增加遇难人员的搜救成功率。
发明内容
为解决普通救生衣和浸水保温服在提高救生成功率方面的不足，本实用新型提供一种海上救生服，海上救生服是集成了自适应人体监测、自适应温度调节、自适应被动搜寻三大功能为一体的新型浸水保温服，本产品与同类产品相对比,最突出的特点是整个系统的智能化,自适应控制功能在本产品中得到很好地体现。
为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种海上救生服，包括连体保暖服本体和设置在连体保暖服本体内侧的供电模块、自适应温度调节系统、自适应人体检测系统、class B定位模块，其特征在于：所述供电模块包括可充电蓄电池和晶体硅太阳能电池板；所述可充电蓄电池和晶体硅太阳能电池板设置在连体保暖服本体靠近颈部处；所述自适应温度调节系统由控制系统、传热模块和温度传感模块组成；所述控制系统为CMOS8位微控制器；所述传热模块为碳纤维发热片；所述温度传感模块采用红外温度传感器；所述自适应人体检测系统包括单片机、压力传感器、LCD显示模块和气泵驱动模块；所述可充电蓄电池的电源输入端通过导线和晶体硅太阳能电池板进行电连接；所述可充电蓄电池的电源输出端通过导线分别和控制系统、传热模块、温度传感模块、单片机、压力传感器、LCD显示模块、气泵驱动模块和class B定位模块进行电连接。
进一步的，所述连体保暖服本体由里层和外层组成，所述里层和外层之间有腔室构成的夹层,在夹层内均布设有传热模块。
进一步的，所述自适应人体检测系统通过数据采集器和单片机将信息采集和整理，传输于搜救系统终端。
进一步的，所述class B定位模块用于与AIS船舶定位系统通信并生成经纬信号。
进一步的，在传热模块上裹有绝缘材料。
进一步的，所述温度传感模块用于将温度信号控制传热模块的开启和关闭。
本实用新型的有益效果是：通过自适应人体监测系统避免遇难人员由于长时间待在恶略条件下而产生的恐惧心理，增强遇难人员的求生欲望；通过自适应温度调节系统充分减缓人员体温下降速度，并提供至少72小时的保温时间，防止遇难人员因失温过快而死亡；通过自适应被动搜救将遇难人员的位置信息等及时发送给搜救人员，作为最有力的被动救援手段，将会极大增强遇难人员的求生欲望，是遇难人员的生命保障。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是STC89C52引脚图；
图3是LM311电路图；
图4 是HD44780A引脚图；
图5是ADC算法；
具体实施方式
实施例：根据图1-图5所示，本实用新型一种海上救生服，包括连体保暖服本体1和设置在连体保暖服本体1内侧的供电模块2、自适应温度调节系统3、自适应人体检测系统4、class B定位模块5，其特征在于：所述供电模块2包括可充电蓄电池6和晶体硅太阳能电池板7；所述可充电蓄电池6和晶体硅太阳能电池板7设置在连体保暖服本体1靠近颈部处；所述自适应温度调节系统3由控制系统8、传热模块9和温度传感模块10组成；所述控制系统8为CMOS8位微控制器；所述传热模块9为碳纤维发热片；所述温度传感模块10采用红外温度传感器；所述自适应人体检测系统4包括单片机11、压力传感器12、LCD显示模块13和气泵驱动模块14；所述可充电蓄电池6的电源输入端通过导线和晶体硅太阳能电池板7进行电连接；所述可充电蓄电池6的电源输出端通过导线分别和class B定位模块5、控制系统8、传热模块9、温度传感模块10、单片机11、压力传感器12、LCD显示模块13、气泵驱动模块14进行电连接。
所述连体保暖服本体1由里层和外层组成，所述里层和外层之间有腔室构成的夹层,在夹层内均布设有传热模块9。
所述自适应人体检测系统4通过数据采集器和单片机11将信息采集和整理，传输于搜救系统终端。
所述class B定位模块5用于与AIS船舶定位系统通信并生成经纬信号。
在传热模块9上裹有绝缘材料。
所述温度传感模块10用于将温度信号控制传热模块9的开启和关闭。
当发生船舶沉没等事故时，穿着海上智慧救生服的人员，在穿着完毕后，打开救生服电源总开关，救生服四部分即供电模块、自适应温度调节系统、自适应人体检测系统、自适应被动搜救系统同时开始工作，位于救生服头顶的硅太阳能电池持续为可蓄电电池供电，保证可蓄电电池能坚持72小时不间断的电流；自适应温度调节系统通过温度传感器自动采集救生服内部温度从而达到间接测量穿戴者体温，同时与控制碳纤维发热片的智能开关连接。当监测到穿戴者体温低于36℃，碳纤维发热片自动通电进行局部散热，以免冻伤；当体温达到37.3℃时，自动断电，防止体温过高使穿戴者脱水；自适应人体检测系统通过压力传感器等原件对穿戴者脉搏、血压、心率的时事情况进行测量，并显示于LCD屏幕上，从而让穿戴者能够时事了解自身身体状况；自适应被动搜寻系统开关启动后，通过北斗系统用户终端部分的发射装置将定位响应信号发送至北斗卫星，再由北斗卫星将信号发送给地面控制中心，最后由地面控制中心计算出落水者的地面坐标信息，此地面坐标信息可发送给岸基以及附近的船舶，从而能够尽快使外界力量参与到搜救中。
下面简单的介绍供电模块、温度调节系统、人体检测系统、class B定位模块的具体功能和参数：
一、供电模块
供电模块分为光伏电池，储电模块以及电路模块，光伏电池是以硅为基底的硅太阳能电池，海上智慧救生服以多晶硅作为太阳能电池板，储电模块置有开关，可分别将来自外电路和光伏电池电能进行存储。由外电路供电时，可接日常用电网络，经过处理电路整流，滤波，稳压后，存储电能，由光伏电池供电时，经过处理电路后，将稳定的直流电充入储电模块，(储电模块参数为容量20000mAh，输入：5V 输出：5V，输入：2A 输出：1A，2.1A，尺寸：145*72*14.5mm)；电路模块分为五部分，开关，整流电路，滤波电路，稳压电路，限流电路，用单刀双置开关使来自光伏电池的电能与来自用电网络电能分别独立接入电路。采取单相桥式整流电路，将来自光伏电池方向变化的电压转换为脉动直流电。使用电容滤波电路，将脉动的直流电压变为平滑的直流电压。稳压电路，采取L7805芯片将电压稳定在5V输出。
自适应温度调节系统是通过温度传感器自动采集穿戴者的腋下体温，同时与控制碳纤维发热片的智能开关连接。当监测到穿戴者体温低于36℃，碳纤维发热片自动通电进行局部散热，以免冻伤；当体温达到37.3℃时，自动断电，防止体温过高使穿戴者脱水，同时也可以节约电量。适应温度调节系统主要由控制系统、传热模块和温度传感模块组成。控制系统采用TC公司生产的STC89C5RC是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，该控制器具有高度的稳定性和通用性，是具有8K在系统可编程Flash存储器；传热模块应用红外发热产热原理，具有成面状均匀发热，热效率高，节能安全。辐射红外线发热，不产生明火。5伏电压，相当于干电池，安全可靠等优势；温度传感模块采用格罗夫-红外温度传感器，格罗夫-红外温度传感器是一种非接触式温度测量模型。它由116个串联的热电阻元素组成一个浮动的微膜，该传感器的黑色表面能很好地吸收入射热红外辐射，这可能会引发电压输出响应。该传感器根据目标温度输出模拟电压（0～1.1V）。
三、自适应人体检测系统
自适应人体检测系统由压力传感器(FGN-605PGSR)，恒流源(LM324×1)，差分放大(LM324×3)，0.8Hz二阶高通滤波(LM324×1)，200倍放大(LM324×2)，38Hz二阶低通滤波(LM324×1)，血压脉冲触发(LM311×1)，液晶驱动器(HD44780A)和单片机(PIC16F877)组成。自适应人体检测系统分两个部分，软件部分和硬件部分，硬件部分由STC89C51为控制中枢的单片机和其外部电路组成，单片机使用STC89C5RC，STC89C5RC是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有高度的稳定性和通用性，是具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，其主要性能参数如下：
1. 增强型8051 单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统8051.
2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V 单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）
3. 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051 的0～80MHz，实际工作 频率可达48MHz
硬件部分还包括FGN一605PGsR压力传感器、LCD显示模块和气泵驱动模块，FGN一605PGsR是专门用于血压计的气压传感器，其尺寸为10．3 mm×7 mm×9．5 mm，可测压力范围一34．47～+34．47 kPa符合所要量测的压力范围。FGN一605PGSR原理是在恒流源供电的文氏电桥上的电阻随气压变化而输出双端差分电压信号。LM324是常用的4运放14脚双列直插集成电路，LM311是常用的4比较器14脚双列直插集成电路，
LCD显示模块使用HD44780A，HD44780A是日立推出的点阵字符液晶显示控制器和驱动器，可显示16字×1行或16字×2行或20字×4行之文字模式，每个字为5*7点矩阵字型。详细参数如下：
外形尺寸：98.0x60.0x13.5mm 视窗尺寸：76.0x26.0mm 工作电压：5 背光颜色：黄绿LED底背光 显示效果：黄绿底黑字工作温度：-20-+70℃储存温度：-30-+80℃
气泵适用于直流6V线路中，可迅速为空气囊充气，根据气压传感器进而测出人体血压。使用温\湿度范围10~40℃, 30%RH~80%RH。详细参数如下：
1 压力时间充气压力从0~300mmHg所需时间≤10S
2 电流范围充气过程中电流≤500mA
3 漏气范围在300mmHg压力下,漏气速度≤5mmHg/min
4 噪音从充气0~200mmHg范围,距离30CM,噪音≤65dB
5 死区压力≥400mmHg
6 低电压充气至200mmHg-300mmHg,电压≥4V DC
自适应人体检测系统由单片机PWM输出匀速放气。心跳脉冲通过CCPl触发ADC信道1采样血压交流分量测出每个脉冲的峰峰值，同时计算出这个脉冲时问段内ADc信道。测到的血压直流分量的平均值。把峰峰值和直流平均值作为一对数据记录起来，每个心跳脉冲会对应一对数据。
ADC信道。测到的血压直流厂——一分量是否小于1 V表示气压低于50 mmHg，是单次测量结束的标志。然后开始统计记录下来的若干组峰峰值和直流平均值，找出峰峰值最大的值Amax，在往前找峰峰值最接近0.5Amax的一对数据其中血压直流分量即为收缩压，往后找峰峰值最接近0.8Amax的一对数据其中血压直流分量即为舒张压。判断测出收缩压和舒张压的值落在合理的数据范围内，如：收缩压应在80～190 mmHg范围内和舒张压50～120mmHg范围内。将计算出落在合理数据范围内的收缩压和舒张压结果输出至液晶驱动器显示。
四、自适应被动搜救系统
自适应被动搜救系统是基于北斗系统建立，此系统分为三个部分，空间卫星部分、地面中心控制系统、用户终端系统，北斗系统定位原理为北斗导航系统是采用3球交会测量原理进行定位，以2颗卫星为球心，2球心至用户的距离为半径可作2个球面 ；另一个球面是以地心为球心，以用户所在点至地心的距离为半径的球面；3个球面会在地球的南半球与北半球的球面上各有一点相交，其中一个就是用户位置，本实用新型主要利用北斗系统中的用户终端系统，用户终端系统由混频和放大器、信号接收天线、发射装置和显示器等组成。
本实用新型具体实施方式分四部分，供电模块、温度调节系统、人体检测系统、被动搜救系统，最后再将此四部分智能化结合于海上智慧救生服上。
本实用新型的有益效果是：通过自适应人体监测系统避免遇难人员由于长时间待在恶略条件下而产生的恐惧心理，增强遇难人员的求生欲望；通过自适应温度调节系统充分减缓人员体温下降速度，并提供至少72小时的保温时间，防止遇难人员因失温过快而死亡；通过自适应被动搜救将遇难人员的位置信息等及时发送给搜救人员，作为最有力的被动救援手段，将会极大增强遇难人员的求生欲望，是遇难人员的生命保障。
以上实施例仅用于说明本实用新型的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本实用新型所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本实用新型的保护范围之内。
本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (6)
1.一种海上救生服，包括连体保暖服本体(1)和设置在连体保暖服本体(1)内侧的供电模块(2)、自适应温度调节系统(3)、自适应人体检测系统(4)、class B定位模块(5)，其特征在于：所述供电模块(2)包括可充电蓄电池(6)和晶体硅太阳能电池板(7)；所述可充电蓄电池(6)和晶体硅太阳能电池板(7)设置在连体保暖服本体(1)靠近颈部处；所述自适应温度调节系统(3)由控制系统(8)、传热模块(9)和温度传感模块(10)组成；所述控制系统(8)为CMOS8位微控制器；所述传热模块(9)为碳纤维发热片；所述温度传感模块(10)采用红外温度传感器；所述自适应人体检测系统(4)包括单片机(11)、压力传感器(12)、LCD显示模块(13)和气泵驱动模块(14)；所述可充电蓄电池(6)的电源输入端通过导线和晶体硅太阳能电池板(7)进行电连接；所述可充电蓄电池(6)的电源输出端通过导线分别和class B定位模块(5)、控制系统(8)、传热模块(9)、温度传感模块(10)、单片机(11)、压力传感器(12)、LCD显示模块(13)、气泵驱动模块(14)进行电连接。
2.根据权利要求1所述一种海上救生服，其特征在于：所述连体保暖服本体(1)由里层和外层组成，里层和外层之间有腔室构成的夹层,在夹层内均布设有传热模块(9)。
3.根据权利要求1所述一种海上救生服，其特征在于：所述自适应人体检测系统(4)通过数据采集器和单片机(11)将信息采集和整理，传输于搜救系统终端。
4.根据权利要求1所述一种海上救生服，其特征在于：所述class B定位模块(5)用于与AIS船舶定位系统通信并生成经纬信号。
5.根据权利要求1或2其中的任意一项所述一种海上救生服，其特征在于：在传热模块(9)上裹有绝缘材料。
6.根据权利要求1所述一种海上救生服，其特征在于：所述温度传感模块(10)用于将温度信号控制传热模块(9)的开启和关闭。
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| CN109823494A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-31 | 上海海事大学 | 一种自动发热卫衣式救生衣 |
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