CN209729001U - 一种泳池区域报警器和溺水报警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泳池区域报警器和溺水报警系统，泳池区域报警器，包括壳体以及设置于壳体内的警报装置、超声波接收器、无线电接收器、开关电路、电源以及主控芯片；警报装置、超声波接收器、无线电接收器、开关电路、电源分别与主控芯片电连接。超声波接收器用于接收外部的超声波报警信号并发送给主控芯片。无线电接收器用于接收外部的无线报警信号并发送给主控芯片。主控芯片在接收到超声波接收器或者无线电接收器传输的信号时，控制开关电路闭合，使得电源能够给警报装置供电，使得警报装置发出警报信息。能够接收不同介质的报警信号，并根据不同介质的报警信号进行报警，且每个泳池区域报警器都是独立运行，独立发出警讯。

Description

一种泳池区域报警器和溺水报警系统

技术领域

本实用新型涉及报警应用技术领域，尤其是涉及一种泳池区域报警器和溺水报警系统。

背景技术

统计资料表明，溺水淹亡已成为3-14岁儿童非正常死亡的头号杀手，令人感到痛心的是，即使是在城市的标准游泳池中，也常常发生溺水淹亡的事故。目前，国内对游泳人员的溺水监测大都是依靠救护人员，通过肉眼观察来确定，还没有科学设备和手段，提供给救护人员及时而有效的溺水信息。如果溺水者没有被及时发现或者救护，则可能会发生溺水死亡的事故，因此溺水问题已成为一个非常重要的安全问题。现有的溺水报警装置无法确定溺水者位置，浪费了宝贵的救援时间，而且单一的报警模式导致报警的可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供一种泳池区域报警器和溺水报警系统。能够接收不同介质的报警信号，并根据不同介质的报警信号进行报警。而且每个区域报警器都是独立运行，独立发出警讯。

为实现上述目的，第一方面，本实用新型提供了一种泳池区域报警器，包括：包括壳体以及设置于所述壳体内的警报装置、超声波接收器、无线电接收器、开关电路、电源以及主控芯片；所述警报装置、所述超声波接收器、所述无线电接收器、所述开关电路、所述电源分别与所述主控芯片电连接；其中：

所述超声波接收器，用于接收外部的超声波报警信号并发送给所述主控芯片；

所述无线电接收器，用于接收外部的无线报警信号并发送给所述主控芯片；

所述主控芯片，用于在接收到所述超声波接收器或者所述无线电接收器传输的报警信号时，控制所述开关电路闭合，使得所述电源能够给所述警报装置供电，使得所述警报装置发出警报信息。

优选地，所述警报装置包括第一警报灯以及第二警报灯；所述第一警报灯和所述第二警报灯分别通过开关电路与所述主控芯片连接；其中，

所述主控芯片，用于在接收到所述超声波接收器的超声波报警信号时，控制与所述第一警报灯对应的开关电路闭合，使得所述电源能够给所述第一警报灯供电，以使得所述第一警报灯发光；在接收到所述无线电接收器的无线报警信号时，控制与所述第二警报灯对应的开关电路闭合，使得所述电源能够给所述第二警报灯供电，使得所述第二警报灯发光。

优选地，所述警报装置还包括蜂鸣器；所述蜂鸣器通过开关电路与所述主控芯片连接；其中，

所述主控芯片，在接收到所述超声波接收器或者所述无线电接收器的报警信号时，控制所述开关电路闭合，使得所述电源能够给所述蜂鸣器供电，以使得所述蜂鸣器发声报警。

优选地，所述开关电路为继电器。

优选地，还包括无线通信模块；所述无线通信模块与所述主控芯片连接；其中，

所述无线通信模块用于将无线报警接收时间、超声波报警接收时间、区域报警器地址码以及报警信号之地址码组成报警信息帧，并所述报警信息帧发送至外部的安全监控设备。

优选地，所述壳体为球形密闭壳体。

第二方面，本实用新型提供了一种溺水报警系统，包括可穿戴式溺水报警器、安全监控设备以及多个适于设置在泳池水面上的如第一方面所述的泳池区域报警器；所述泳池区域报警器、安全监控设备与所述溺水报警器相互通信连接；

所述安全监控设备，包括适于配置在泳池上方的无线收发器，所述无线收发器用于发射预定频率的无线安全信号；

所述溺水报警器，用于监测由所述无线收发器发射的预定频率的无线安全信号，并在持续预定时间未监测到所述无线安全信号时，向外发射报警信号，所述发射报警信号包括：可见光报警信号、声音报警信号、超声波报警信号以及无线报警信号；其中，报警信号由溺水报警器的地址码组成。

所述区域报警器，用于接收所述溺水报警器发送的报警信号，根据所述报警信号发出警报以及生成报警信息帧，并将所述报警信息帧发送至所述安全监控设备。

本实用新型采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、本实用新型的泳池区域报警器分布在若干个监控区域组成的平面上，对每个区域产生的多维报警信号传播是交叉覆盖的，在形成报警能力时互相叠加互相加固，具备强势表达的效果，提高了报警功能的可靠性。

2、本实用新型采用多介质进行报警，根据不同介质不同传播距离进行不同提示的报警。

3、本实用新型的每个区域报警器相互之间都是独立运行，且能独立发出警报，任意单个设备出现故障时不影响整个泳池系统设备的运行。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的一种溺水报警系统的结构示意图。

图2为本实用新型第二实施例提供的一种区域报警器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型第一实施例：

参阅图1，本实用新型第一实施例提供了一种溺水报警系统，包括可穿戴式溺水报警器2、安全监控设备1以及多个适于设置在泳池水面上的泳池区域报警器3；所述区域报警器3、安全监控设备1与所述溺水报警器2相互通信连接。

所述溺水报警器2，用于在水面监测由所述安全监控设备1的无线收发器11发射的第一预定频率的无线安全信号，并在持续预定时间未监测到所述无线安全信号时，通过多种传播介质向水面发射报警信号，以驱动信号覆盖范围内的若干个所述区域报警器，形成一对多的扩散报警效果。所述发射报警信号包括：可见光报警信号、声音报警信号、超声波报警信号以及无线报警信号；其中，报警信号由溺水报警器2的地址码组成。

所述区域报警器3，用于接收所述溺水报警器2在水下发送的报警信号，以及生成报警信息，并将所述报警信息发送至所述安全监控设备1，同时根据所述报警信号发出区域声光警报；其中，泳池中若干个所述区域报警器3能收到来自预定范围内的所述溺水报警器2发送的报警信号，以形成并发警报。每个所述区域报警器3生成报警信息帧，并将所述报警信息帧发送至所述安全监控设备1。

所述安全监控设备1，其具有部署于泳池上空的无线收发器，所述无线收发器不间断地发射具有第一预定频率的无线安全信号，作为安全识别信号供所述溺水报警器2接收；所述无线收发器同时用于接收来自所述区域报警器3发射的报警信息帧，并根据所述报警信息，发出警报。

在本实施例中，考虑到无线信号在水中的衰减速度快，因此本实施例中优先采用具有频率高于2.4GHz的无线收发器11作为通信基站，例如，所述无线收发器11为LC12S。当然，可以理解的是，在本实用新型的其他实施例中，所述无线收发器11也可以根据实际的需要对应配置，例如，还可以采用无线WiFi AP路由器、ZigBee基站、蓝牙基站、LoRa基站等，其具体型号可根据实际需要进行配置，本实用新型不做具体限制。

在本实施例中，为了避免单种传播介质不稳定或者故障而产生的无法正常报警的问题，本实施例的溺水报警器2采用了多种传播介质向水面发射报警信号，以增加报警的可靠性。例如，所述多种传播介质包括超声波介质、无线电波介质、可见光介质、可听声音介质。

本实用新型通过无线安全信号持续消失时间超过预定时间作为溺水判定条件，具备开放的多维度判断能力，能及时对溺水人员进行施救等事宜。同时具有多层次的独立报警机制包括溺水报警器2、区域报警器3以及安全监控设备1都可以自主报警，保证快速有效的报警。另外，本申请能耐高温、高湿环境，每个区域报警器3都是独立运行，在泳池水平面上互不干扰，稳定可靠，任何一个区域报警器出现故障都不影响整体报警。

在本实施例中，所述溺水报警系统还适于设置于海滨浴场、浅海(5-10米)潜水场所、温泉水池、小型游泳池以及家里的浴缸等，在此本实用新型不做具体限制。

为便于对本实用新型的理解，以下详细描述本实施例的溺水报警系统的工作原理：

超声波与无线电磁波的物理特性如下：

1、无线电磁波在水中传播的衰耗比在空气中传播的衰耗大；无线电磁波的频率越高，衰减越快；

2、无线电磁波在水中的传播速度约为2.25x10^8米/秒；声波在水中传播速度比空气中传播的速度快，声波在水中的传播速度约为1500米/秒。

根据上述特性1：以泳池水面为分界面，基于无线电磁波由空中入射水面信号强度陡降的特性，可以预设水下信号强度值作为警戒线。无线收发器作为安全识别信号源，应选用较高的频率，入水衰耗快，故无线收发器的安全识别信号源应选用高于2.4GHz的频率。依据特性2：两点间无线电波与声波传送到达的时间差，可以用于测量距离。

首先在泳池上方设置“安全监控设备的无线收发器”，处于不断发出“安全识别码”的广播信号。游泳者随身佩戴的溺水报警器，其中溺水传感器应能及时发现异常溺水状态发生。采用接收无线收发器的广播信号做为溺水状态的监测条件，当收到信号强度低于警戒线时，收不到安全识别信号，并持续一定的时长，判定出现异常，处于溺水状态，即时启动报警流程。

溺水报警器启动报警流程：分别发出超声波报警信号与无线电报警信号，实现双介质同时报警。超声波有效传播半径要大于无线电波有效传播半径，小半径的无线电传播范围直接表达为溺水发生点的警报区域，大半径的超声波范围就是警示公告区域；由于水中溺水报警器发生的声波速度与电磁波速度的差异超过10的5次方，两点间的电磁波到达时间相对于声波到达时间几乎可以忽略不计。

水面部署区域警报器，内置相应的超声波接收器及无线电波接收器，可以接收溺水报警器发生的超声波及无线电波警报信号，不同的介质信号驱动不同的警报形式：不同警笛声音、闪烁不同颜色的警灯，提醒救生员立刻施救。

由于每个区域警报器的部署区域不同，水下无线安全信号的小半径决定少数区域警报器能同时收到超声波信号与无线电波信号，所以无线电波信号驱动警报形式优先表达。每个接收到报警信号的区域警报器都通过无线收发器，向“安全监控设备”发送报警数据帧：溺水报警器的地址码、区域警报器地址码、无线安全信号接收时间、超声波信号接收时间。

每个泳池设置“安全监控设备”，其外设不少于一个无线收发器，每个收到报警信号的区域警报器均主动向中心发送的溺水事件数据记录，安全监控设备1收到每条事件记录，即可在安全监控设备的中心屏幕上绘出溺水事件：溺水者姓名、溺水位置的表达图形，同时发出警铃，提醒泳池管理人员。

溺水点定位方法：可以将两点之间的双介质报警信号的接收时间的差值△T，作为声波达到区域警报器的时间，也就意味溺水点至区域警报器30两点间距离确定：r＝△T*1500，从单个区域报警器求得与可能的溺水位置关系，就是以区域警报器为圆心，以r为半径的圆轨迹函数；若干个接收到无线安全信号的区域警报器各自求得不同的r，在游泳池的平面图上构成若干个不同半径的圆的关系，取得若干个圆的交集区就求得相对准确的溺水点坐标。

本实用新型第二实施例：

请参阅图2，本实用新型第二实施例提供了一种泳池区域报警器，包括：包括壳体以及设置于所述壳体内的警报装置31、超声波接收器34、无线电接收器32、开关电路35、电源36以及主控芯片30；所述警报装置31、所述超声波接收器34、所述无线电接收器32、所述开关电路35、所述电源36分别与所述主控芯片电连接；其中：

所述超声波接收器34，用于接收外部的超声波报警信号并发送给所述主控芯片30；

所述无线电接收器32，用于接收外部的无线报警信号并发送给所述主控芯片30；

所述主控芯片30，用于在接收到所述超声波接收器34或者所述无线电接收器32传输的报警信号时，控制所述开关电路35闭合，使得所述电源36能够给所述警报装置31供电，使得所述警报装置31发出警报信息。

在本实施例中，所述主控芯片30为stm32f103rct6，当然，需要说明的是，所述主控芯片30也可以为其他型号的主控芯片，其具体可根据实际需要设置，在此，本实用新型不做具体限制。

在本实施例中，所述警报装置31与所述主控芯片30之间采用PIO连接，超声波接收器34与所述主控芯片30之间采用PIO连接，无线电接收器32与所述主控芯片30之间采用PIO连接。其中：

所述超声波接收器34在接收所述溺水报警器2发送的超声波信号，并在判断所述超声波信号为在危险状态下发送的第一级超声波报警信号时，将此判断状态发送给所述主控芯片30。同样的，所述无线电接收器32接收所述溺水报警器2发送的无线电信号，并在判断所述无线电信号为在危险状态下发出的第一级无线报警信号时，从所述无线报警信号中获取所述溺水报警器2的地址码时，将所述溺水报警器2的地址码发送给所述主控芯片30。

当所述主控芯片30在接收到第一级超声波报警信号时，其记录超声波信号接收时间，并控制所述警报装置31，发出相应的声光警报。

所述主控芯片30，还用于在接收到第一级无线报警信号，获得所述溺水报警器2的地址码时，记录无线报警信号接收时间，控制所述警报装置31，发出相应的声光警报。同时所述主控芯片30还用于将接收到此报警数据记录，编辑为报警信息帧(报警帧结构：“溺水报警器2地址码+区域报警器3地址码+无线电信号接收时间+超声波信号接收时间”)向泳池上空的若干个所述安全监测设备1的无线收发器11发射报警信息帧；由于每个所述的区域报警器3发射的报警信息为若干个所述安全监控设备1的无线收发器11接收，故而形成第二级扩散。

在本实施例中，考虑到无线电信号传输距离比超声波信号传输距离短，因此，在本实施中，采用无线电接收器32接收近距离溺水的报警信号，采用选择315兆频率，而433MHz、1.2GHz、2.4GHz等其它无线电频率信号同样可以应用在此处，这些均在本实用新型的保护范围之内，在此不再赘述。当然，需要说明的是，在本实施例中，所述无线电接收器32可以为LR35A，接收315MHz无线电波信号，所述无线电波接收器32还可以根据实际情况选择相应型号的无线电波接收器，例如KYL-324，在此，本实用新型不做具体限制。

在本实施例中，考虑到超声波信号在水中传输距离远，其接收范围相对较大，因此，在本实施中，选择超声波频率为40KHz，而28KHz、60KHz等其它频率同样可以应用在此处，这些均在本实用新型的保护范围之内，在此不再赘述。在本实施例中，所述超声波接收器34可以为HC-SR04P，当然，需要说明的是，在本实施例中，所述超声波接收器34还可以根据实际情况选择相应型号的超声波接收器34，在此，本实用新型不做具体限制。

本实用新型的泳池区域报警器3分布在若干个监控区域组成的平面上，对每个区域产生的多维报警信号传播是交叉覆盖的，在形成报警能力时互相叠加互相加固，具备强势表达的效果，提高了报警功能的可靠性。本实施例区域警报器3，内置相应的超声波接收器及无线电接收器，可以接收溺水报警器发送的超声波及无线电报警信号，使得区域报警器3根据接收到的不同介质报警信号驱动不同的警报形式，而且每个区域报警器都是独立运行且能独立发出警讯，任意单个设备出现故障时不影响整体设备的运行效果。

在第一实施例的基础上，本实用新型的一优选实施例中，所述警报装置31包括第一警报灯(图未示出)以及第二警报灯(图未示出)；所述第一警报灯和所述第二警报灯分别通过开关电路35与所述主控芯片30连接；其中，

所述主控芯片，用于在接收到所述超声波接收器34的超声波报警信号时，控制与所述第一警报灯对应的开关电路35闭合，使得所述电源36能够给所述第一警报灯供电，以使得所述第一警报灯发光；在接收到所述无线电接收器32的无线报警信号时，控制与所述第二警报灯对应的开关电路36闭合，使得所述电源36能够给所述第二警报灯供电，使得所述第二警报灯发光。

在第一实施例的基础上，本实用新型的一优选实施例中，所述警报装置31还包括蜂鸣器(图未示出)；所述蜂鸣器通过开关电路35与所述主控芯片30连接；其中，

所述主控芯片30，在接收到所述超声波接收器34的超声波报警信号或者所述无线电接收器32的无线报警信号时，控制所述开关电路35闭合，使得所述电源36能够给所述蜂鸣器供电，以使得所述蜂鸣器发声报警。

在本实施例中，所述第一警报灯可以是黄色警灯或者其他颜色的警灯，所述第二警报灯可以是红色警报灯或者其他颜色的警灯，本实用新型不做具体限定，只需要确保第一警报灯颜色与第二警报灯颜色能区分即可。此外，所述蜂鸣器也可以是报警器、电铃、警铃或者其他可以进行报警提醒的设备，本实用新型不做具体限制。其中，为了便于说明，以所述第一警报灯为黄色警灯、第二警报灯为红色警灯为例进行说明。

优选地，所述开关电路36为继电器。

优选地，还包括无线通信模块33；所述无线通信模块与所述主控芯片连接；其中，所述无线通信模块用于将无线报警信号接收时间、超声波报警信号接收时间、区域报警器地址码以及报警信号之地址码组成信息帧，并发送至外部的安全监控设备。

在本实施例中，无线通信模块33与所述主控芯片30之间采用UART连接。所述无线通信模块33可以选用433MHz、315MHz、WIFI模块、ZigBee模块、蓝牙模块、Lora模块、NB-IOT模块、2G/3G/4G/5G移动通信模块等，在此，本实用新型不做具体限制。

优选地，所述壳体为球形密闭壳体。当然，可以理解的是，所述区域警报器3的外壳形状也可以呈圆球、圆柱形或其他形状等这些均在本实用新型的保护范围之内，在此，本实用新型不再赘述。在本实施例中，所述区域报警器3根据漂浮原理进行设计，例如，可参考船漂浮于水面或是如不倒翁的空心葫芦浮于水面的原理等进行设计，使得所述区域报警器3始终漂浮于泳池水面上。当然，需要说明的是，所述区域报警器3还可以设计为壁挂式镶嵌于池壁水面处。每个区域报警器3都是独立运行，在泳池水平面上互不干扰，稳定可靠，任何一个区域报警器3出现故障都不影响整体报警。而且，本实例中，所述无线电波接收器32至少能接收7.5米内的无线电波信号，可以根据实际泳池的大小、形状配置其他无线电传送距离；所述超声波接收器34至少能接收到16米内的超声波信号，甚至更远，可以根据实际泳池的大小、形状配置其他超声波传送距离。具体地，所述区域报警器3适于设置于泳池水面上，可以以预定的行距和列距进行排列遍布于泳池上，当然，需要说明的是，也可以根据实际泳池的形状情况设置于泳池水面上。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，本领域普通技术人员在本实用新型的启示下都可以得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上做任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种泳池区域报警器，包括壳体，其特征在于，还包括设置于所述壳体内的警报装置、超声波接收器、无线电接收器、开关电路、电源以及主控芯片；所述警报装置、所述超声波接收器、所述无线电接收器、所述开关电路、所述电源分别与所述主控芯片电连接；其中：

所述超声波接收器，用于接收外部的超声波报警信号并发送给所述主控芯片；

所述无线电接收器，用于接收外部的无线报警信号并发送给所述主控芯片；

所述主控芯片，用于在接收到所述超声波接收器或者所述无线电接收器传输的报警信号时，控制所述开关电路闭合，使得所述电源能够给所述警报装置供电，使得所述警报装置发出警报信息。

2.根据权利要求1所述的泳池区域报警器，其特征在于，所述警报装置包括第一警报灯以及第二警报灯；所述第一警报灯和所述第二警报灯分别通过开关电路与所述主控芯片连接；其中，

所述主控芯片，用于在接收到所述超声波接收器的超声波报警信号时，控制与所述第一警报灯对应的开关电路闭合，使得所述电源能够给所述第一警报灯供电，以使得所述第一警报灯发光；在接收到所述无线电接收器接收无线报警信号时，控制与所述第二警报灯对应的开关电路闭合，使得所述电源能够给所述第二警报灯供电，使得所述第二警报灯发光。

3.根据权利要求1所述的泳池区域报警器，其特征在于，所述警报装置还包括蜂鸣器；所述蜂鸣器通过开关电路与所述主控芯片连接；其中，

所述主控芯片，在接收到所述超声波接收器或者所述无线电接收器传输的报警信号时，控制所述开关电路闭合，使得所述电源能够给所述蜂鸣器供电，以使得所述蜂鸣器发声报警。

4.根据权利要求1所述的泳池区域报警器，其特征在于，所述开关电路为继电器。

5.根据权利要求1所述的泳池区域报警器，其特征在于，还包括无线通信模块；所述无线通信模块与所述主控芯片连接；其中，

所述无线通信模块用于将无线报警信号接收时间、超声波报警信号接收时间、区域报警器地址码以及报警信号之地址码组成报警信息帧，并将所述报警信息帧发送至外部的安全监控设备。

6.根据权利要求1所述的泳池区域报警器，其特征在于，所述壳体为球形密闭壳体。

7.一种溺水报警系统，包括可穿戴式溺水报警器、安全监控设备以及多个适于设置在泳池水面上的如权利要求1至6任意一项所述的泳池区域报警器；所述泳池区域报警器、安全监控设备与所述溺水报警器相互通信连接；

所述安全监控设备，包括适于配置在泳池上方的无线收发器，所述无线收发器用于发射预定频率的无线安全信号；

所述溺水报警器，用于监测由所述无线收发器发射的预定频率的无线安全信号，并在持续预定时间未监测到所述无线安全信号时，向外发射报警信号；所述发射报警信号包括：可见光报警信号、声音报警信号、超声波报警信号以及无线报警信号；其中，报警信号由溺水报警器的地址码组成；

所述区域报警器，用于接收所述溺水报警器发送的报警信号，根据所述报警信号发出警报，以及生成报警信息，并将所述报警信息发送至所述安全监控设备。