CN210667116U - 一种溺水检测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种溺水检测报警装置，包括压力传感器、血氧传感器、供电单元、判断单元以及报警单元；压力传感器和血氧传感器的输出端均与判断单元的输入端电连接，判断单元的输出端与报警单元电连接，供电单元分别为压力传感器、血氧传感器、判断单元以及报警单元供电；压力传感器用于获取使用者在水中的水压数据，并传输至判断单元；血氧传感器用于获取使用者的血氧含量，并传输至判断单元，压力传感器将获取的水压数据，血氧传感器将获取的血氧数据传输至判断单元，判断单元将获取的数据和内部设置的阈值进行比较，检测到其中一种数据异常即触发报警进行报警，提高报警准确率。

Description

一种溺水检测报警装置

技术领域

本实用新型涉及溺水检测领域，具体涉及一种溺水检测报警装置。

背景技术

游泳给人们的生活带来了乐趣，却同时也带来了安全隐患，不管是在泳池还是乡村的池塘、水库都存在安全问题。统计资料表明，溺水死亡已成为儿童非正常死亡的头号杀手，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。泳池都分为一般深水区和浅水区，小孩子或者尚未学会游泳的人容易误入深水区，导致发送溺水事故，而在乡村的池塘、水库由于人口分散，小孩子会独自去水中嬉戏，导致不慎落水，并且溺水时很难被发现。倘若施救不及时的话溺水者将会失去宝贵的生命，所以如何快速地发现溺水者，是实施对溺水者进行救护的关键。随着便携式、智能、多功能型柔性电子产品的技术升级，具有穿戴舒适、健康信号监测等功能的智能穿戴式设备(例如，智能腕表、手环、腕带)已广泛应用在各个领域。

现有技术中的溺水报警装置大多只采用压力传感器，通过获取深度在规定的时间的变化来判断报警，一旦压力传感器发生故障则有可能造成使用者溺水时无法报警，报警准确率不高。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种溺水检测报警装置，集成血氧传感器和压力传感器，血氧传感器或压力传感器的测量值发生异常则触发报警，提高报警准确率，并且稳定性高。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种溺水检测报警装置，包括压力传感器、血氧传感器、供电单元、判断单元以及报警单元；所述压力传感器和所述血氧传感器的输出端均与所述判断单元的输入端电连接，所述判断单元的输出端与所述报警单元电连接，所述供电单元分别为所述压力传感器、血氧传感器、判断单元以及报警单元供电；

所述压力传感器用于获取使用者在水中的水压数据，并传输至所述判断单元；

所述血氧传感器用于获取使用者的血氧含量，并传输至所述判断单元；

所述判断单元用于判断血氧含量和/或水压数据异常时驱动所述报警单元进行报警。

本实用新型的有益效果是：压力传感器将获取的水压数据，血氧传感器将获取的血氧数据传输至判断单元，判断单元将获取的数据和内部设置的阈值进行比较，检测到其中一种数据异常即触发报警进行报警，提高报警准确率。

进一步，所述判断单元包括单片机和判断电路，所述压力传感器和所述血氧传感器的输出端均与所述单片机的A/D采样接口电连接；

所述判断电路包括第五二极管、第六二极管和第一电阻，所述第五二极管和所述第六二极管的正极分别与所述单片机不同的I/O口电连接，所述第五二极管的负极与所述第六二极管的负极连接，所述第六二极管的负极还通过所述第一电阻接地，所述第五二极管和所述第六二极管的连接处作为输出端与报警单元的输入端电连接，所述报警单元用于输入高电平时进行报警。

采用上述进一步方案的有益效果是，第五二极管、第六二极管以及第一电阻组成或电路，通过在单片机内部设置阈值，将接受的数据和阈值进行比较，超出设置的范围则高电平，与第五二极管和第六二极管连接的I/O，其中任意一个输出高电平即可触发报警单元，电路结构简单，实用性强，有效提高了报警准确率。

进一步，所述报警单元包括蜂鸣器、第一三极管、第三十二电阻和第三十三电阻；

所述蜂鸣器的一端通过所述第三十三电阻接电源正极，所述蜂鸣器的另一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极通过所述第三十二电阻与所述第五二极管和所述第六二极管的连接处电连接，所述第一三极管的发射极接地。

采用上述进一步方案的有益效果是，当第五二极管和第六二极管其中任意一个导通，第一三极管导通即可触发蜂鸣器发出警报，电路结构简单，实用性强。

进一步，所述供电单元包括整流单元、滤波单元、第一稳压单元和第二稳压单元，所述整流单元的输入端接电源，所述整流单元的输出端与所述滤波单元的输入端电连接，所述滤波单元的输出端分别与所述第一稳压单元和所述第二稳压单元的输入端电连接，所述第一稳压单元和第二稳压单元的输出端作为供电单元输出端。

采用上述进一步方案的有益效果是，直流电源经过整流单元，输出保持原样，起自适应作用，经过滤波单元滤除高频杂波后进入稳压单元，有利于提高供电单元整体的稳定性。

进一步，所述第一稳压单元包括型号为LM317T的第一稳压芯片，所述第二稳压单元包括型号为LM317T的第二稳压芯片；

所述第一稳压芯片的IN脚与所述第二稳压芯片的IN脚分别与所述滤波单元的两个输出端相连；所述第一稳压芯片的ADJ脚通过第十六电阻与所述第一稳压芯片的OUT脚相连；所述第二稳压芯片的 ADJ脚通过第十五电阻与所述第二稳压芯片的OUT脚相连；所述第一稳压芯片的ADJ脚与第十三电阻的一端相连，所述第十三电阻的另一端与第十四电阻的一端相连，所述第十四电阻的另一端与所述第二稳压芯片的ADJ脚连接；所述第一稳压芯片的OUT脚和所述第二稳压芯片的OUT脚相连；所述第一稳压芯片的IN脚通过第十一电阻与所述第十三电阻和所述第十四电阻的连接处相连，所述第二稳压芯片的IN 脚通过第十二电阻与所述第十三电阻和所述第十四电阻的连接处相连。

采用上述进一步方案的有益效果是，稳压芯片使用LM317T，调压范围宽，稳压性好，只需要调节所述第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻的阻值即可改变输出电压，并且将所述第一稳压芯片和第二稳压芯片对称设置，有效降低使用者进去深水区时，水压造成电源系统不稳定的影响。

进一步，所述整流单元为桥式整流电路。

采用上述进一步方案的有益效果是，直流电源经过桥式整流电路，输出保持原样，起自适应作用，电路结构简单，实用性强。

进一步，所述滤波单元包括第十一电容、第十二电容；所述第十一电容的一端与所述第一稳压芯片的IN脚连接，所述第十一电容的另一端与所述第十三电阻和所述第十四电阻的连接处连接；所述第十二电容的一端与所述第十三电阻和所述第十四电阻的连接处连接，所述第十二电容的另一端与所述第二稳压芯片的IN脚连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过所述滤波单元有效滤除高频杂波，提高电源单元整体稳定性。

进一步，还包括定位单元，所述定位单元与所述单片机电连接，所述定位单元为UWB、GPS、北斗中的一种或多种。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过设置定位单元，可实时获取使用的位置信息，以便发生溺水时及时救援。

进一步，还包括无线传输单元，所述无线传输单元与所述单片机相互连接，所述无线传输单元为Zigbee、蓝牙、WiFi、NFC、UWB、GPRS 中的一种或多种。

采用上述进一步方案的有益效果是，设置所述无线传输单元可将使用者的位置信息通过无线传输到客户端。

附图说明

图1为本实用新型整体框架图；

图2为本实用新型判断单元以及报警单元电路结构示意图；

图3为本实用新型供电单元电路结构图；

图4为本实用新型一个实施例框架图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1所示，一种溺水检测报警装置，包括压力传感器、血氧传感器、供电单元和判断单元以及报警单元；压力传感器和血氧传感器的输出端均与判断单元的输入端电连接，判断单元的输出端与报警单元电连接，供电单元分别为压力传感器、血氧传感器、判断单元以及报警单元供电；压力传感器用于获取使用者在水中的水压数据，并传输至判断单元；血氧传感器用于获取使用者的血氧含量，并传输至判断单元；判断单元用于判断血氧含量和/或水压数据异常时驱动报警单元进行报警。

判断单元包括单片机和判断电路，压力传感器和血氧传感器的输出端均与单片机的A/D采样接口电连接，根据检测到的血氧值，或水压值，与阈值的比较判断，确定是否存在危险并发出报警，该比较判断的过程，属于本领域技术人员可以获得的技术，不存在方法创新。如图2所示，判断电路包括第五二极管D5、第六二极管D6和第一电阻R1，第五二极管D5和第六二极管D6的正极分别与单片机不同的 I/O口电连接，第五二极管D5的负极与第六二极管D6的负极连接，第六二极管D6的负极还通过第一电阻R1接地，第五二极管D5和第六二极管D6的连接处作为输出端与报警单元的输入端电连接，报警单元用于输入高电平时进行报警。

具体实施时，如图2所示，单片机的型号采用S9KEA128AMLK微处理器，低功耗、高可扩展性，具有128K字节系统可编程Flash存储。压力传感器采用89BSD，血氧传感器采用ELM3000，还包括复位电路、振荡电路，复位电路与S9KEA128AMLK芯片的RST引脚连接，振荡电路包括第一晶振Y1，第一晶振Y1的两端分别与S9KEA128AMLK 芯片的第十三引脚和第十四引脚连接。第五二极管D5的正极与单片机的第三十五引脚PTF7连接，第六电阻R6的正极与单片机的第三十八引脚PTF4连接，报警单元包括蜂鸣器B1、第一三极管Q1、第三十二电阻R32和第三十三电阻R33；蜂鸣器B1的一端通过第三十三电阻R33接电源正极，蜂鸣器B1的另一端与第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的基极通过第三十二电阻R32与第五二极管D5和第六二极管D6的连接处电连接，第一三极管Q1的发射极接地。

在本实施例中，通过在单片机内部设置阈值，将接收的数据和阈值进行比较，当水压数据超出设置的范围时则第三十五引脚PTF7输出高电平，第五二极管D5导通，第一三极管Q1导通即触发蜂鸣器B1 发出警报；当血氧数据超出设置的范围时，第三十八引脚PTF4输出高电平，第五二极管D5导通，第一三极管Q1导通即触发蜂鸣器B1 发出警报。

供电单元包括整流单元、滤波单元、第一稳压单元和第二稳压单元，整流单元的输入端接电源，整流单元的输出端与滤波单元的输入端电连接，滤波单元的输出端分别与第一稳压单元和第二稳压单元的输入端电连接，第一稳压单元和第二稳压单元的输出端作为供电单元输出端。

如图3所示，第一稳压单元包括型号为LM317T的第一稳压芯片，第二稳压单元包括型号为LM317T的第二稳压芯片；第一稳压芯片的 IN脚与第二稳压芯片的IN脚分别与滤波单元的两个输出端相连；第一稳压芯片的ADJ脚通过第十六电阻R16与第一稳压芯片的OUT脚相连；第二稳压芯片的ADJ脚通过第十五电阻R15与第二稳压芯片的 OUT脚相连；第一稳压芯片的ADJ脚与第十三电阻R13的一端相连，第十三电阻R13的另一端与第十四电阻R14的一端相连，第十四电阻 R14的另一端与第二稳压芯片的ADJ脚连接；第一稳压芯片的OUT脚和第二稳压芯片的OUT脚相连；第一稳压芯片的IN脚通过第十一电阻与第十三电阻R13和第十四电阻R14的连接处相连，第二稳压芯片的IN脚通过第十二电阻与第十三电阻R13和第十四电阻R14的连接处相连。

整流单元为桥式整流电路。直流电源经过桥式整流电路，输出保持原样，起自适应作用，电路结构简单，实用性强。滤波单元包括第十一电容C11、第十二电容C12；第十一电容C11的一端与第一稳压芯片的IN脚连接，第十一电容C11的另一端与第十三电阻R13和第十四电阻R14的连接处连接；第十二电容C12的一端与第十三电阻 R13和第十四电阻R14的连接处连接，第十二电容C12的另一端与第二稳压芯片的IN脚连接。通过滤波单元有效滤除高频杂波，提高电源单元整体稳定性。

具体实施时，如图3所示，桥式整流电路包括第一二极管D1，第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4；第一二极管D1的负极与第二二极管D2的负极相连，第二二极管D2的正极与第三二极管D3的负极相连，第三二极管D3的正极与第四二极管D4的正极相连，第四二极管D4的负极与第一二极管D1的正极相连；第一二极管 D1的正极和第二二极管D2的正极接电源，第一二极管D1的负极与第一稳压芯片的IN脚连接，第三二极管D3的正极与第二稳压芯片的 IN脚连接，稳压芯片使用LM317T，调压范围宽，稳压性好，只需要调节第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻 R16的阻值即可改变输出电压，其中，相互对称的两个元器件的型号和阻值或容量一致，调节的公式约为：Vout1＝1.25V x(1+R13/R16)。将第一稳压芯片和第二稳压芯片对称设置，有效降低使用者进去深水区时，水压造成电源系统不稳定的影响。

如图4所示，还包括定位单元，定位单元与单片机电连接，定位单元为UWB、GPS、北斗中的一种或多种。通过设置定位单元，可实时获取使用的位置信息，以便发生溺水时及时救援。还包括无线传输单元，无线传输单元与单片机相互连接，无线传输单元为Zigbee、蓝牙、 WiFi、NFC、UWB、GPRS中的一种或多种。设置无线传输单元可将使用者的位置信息通过无线传输到客户端，客户端可使用泳池管理终端、 PC机、手机等，植入APP，小程序等轻应用进行实时检测,并且添加紧急联系人功能，当检测到溺水时自动拨打紧急联系人的电话。

本实用新型的实施原理：压力传感器将使用者游泳时的水压数据发送给单片机，血氧传感器将使用者的血氧数据发送给单片机，单片机将水压数据和血氧数据与预先设置的阈值进行比较，当水压数据超出设置的范围时则第三十五引脚PTF7输出高电平，第五二极管D5导通，第一三极管Q1导通即触发蜂鸣器B1发出警报；当血氧数据超出设置的范围时，第三十八引脚PTF4输出高电平，第五二极管D5导通，第一三极管Q1导通即触发蜂鸣器B1发出警报。当血压数据和水压数据均超出范围时，第三十五引脚PTF7和第三十八引脚PTF4均输出高电平，第五二极管D5和第六二极管D6均导通，第一三极管Q1 导通，触发蜂鸣器B1发出警报，与此同时，定位单元将使用的位置信息通过无线传输单元发送给客户端。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种溺水检测报警装置，其特征在于，包括压力传感器、血氧传感器、供电单元、判断单元以及报警单元；所述压力传感器和所述血氧传感器的输出端，均与所述判断单元的输入端电连接，所述判断单元的输出端与所述报警单元电连接，所述供电单元分别为所述压力传感器、血氧传感器、判断单元以及报警单元供电；

所述压力传感器用于获取使用者在水中的水压数据，并传输至所述判断单元；

所述血氧传感器用于获取使用者的血氧含量，并传输至所述判断单元；

所述判断单元用于判断血氧含量和/或水压数据异常时驱动所述报警单元进行报警。

2.根据权利要求1所述的一种溺水检测报警装置，其特征在于，所述判断单元包括单片机和判断电路，所述压力传感器和所述血氧传感器的输出端均与所述单片机的A/D采样接口电连接；

所述判断电路包括第五二极管、第六二极管和第一电阻，所述第五二极管和所述第六二极管的正极分别与所述单片机不同的I/O口电连接，所述第五二极管的负极与所述第六二极管的负极连接，所述第六二极管的负极还通过所述第一电阻接地，所述第五二极管和所述第六二极管的连接处作为输出端与报警单元的输入端电连接，所述报警单元用于输入高电平时进行报警。

3.根据权利要求2所述的一种溺水检测报警装置，其特征在于，所述报警单元包括蜂鸣器、第一三极管、第三十二电阻和第三十三电阻；

所述蜂鸣器的一端通过所述第三十三电阻接电源正极，所述蜂鸣器的另一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极通过所述第三十二电阻与所述第五二极管和所述第六二极管的连接处电连接，所述第一三极管的发射极接地。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种溺水检测报警装置，其特征在于，所述供电单元包括整流单元、滤波单元、第一稳压单元和第二稳压单元，所述整流单元的输入端接电源，所述整流单元的输出端与所述滤波单元的输入端电连接，所述滤波单元的输出端分别与所述第一稳压单元和所述第二稳压单元的输入端电连接，所述第一稳压单元和第二稳压单元的输出端作为供电单元输出端。

5.根据权利要求4所述的一种溺水检测报警装置，其特征在于，所述第一稳压单元包括型号为LM317T的第一稳压芯片，所述第二稳压单元包括型号为LM317T的第二稳压芯片；

所述第一稳压芯片的IN脚与所述第二稳压芯片的IN脚分别与所述滤波单元的两个输出端相连；所述第一稳压芯片的ADJ脚通过第十六电阻与所述第一稳压芯片的OUT脚相连；所述第二稳压芯片的ADJ脚通过第十五电阻与所述第二稳压芯片的OUT脚相连；所述第一稳压芯片的ADJ脚与第十三电阻的一端相连，所述第十三电阻的另一端与第十四电阻一端相连，所述第十四电阻的另一端与所述第二稳压芯片的ADJ脚连接；所述第一稳压芯片的OUT脚和所述第二稳压芯片的OUT脚相连；所述第一稳压芯片的IN脚通过第十一电阻与所述第十三电阻和所述第十四电阻的连接处相连，所述第二稳压芯片的IN 脚通过第十二电阻与所述第十三电阻和所述第十四电阻的连接处相连。

6.根据权利要求5所述的一种溺水检测报警装置，其特征在于，所述整流单元为桥式整流电路。

7.根据权利要求6所述的一种溺水检测报警装置，其特征在于，所述滤波单元包括第十一电容、第十二电容；所述第十一电容的一端与所述第一稳压芯片的IN脚连接，所述第十一电容的另一端与所述第十三电阻和所述第十四电阻的连接处连接；所述第十二电容的一端与所述第十三电阻和所述第十四电阻的连接处连接，所述第十二电容的另一端与所述第二稳压芯片的IN脚连接。

8.根据权利要求2所述的一种溺水检测报警装置，其特征在于，还包括定位单元，所述定位单元与所述单片机电连接，所述定位单元为UWB、GPS、北斗中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的一种溺水检测报警装置，其特征在于，还包括无线传输单元，所述无线传输单元与所述单片机相互连接，所述无线传输单元为Zigbee、蓝牙、WiFi、NFC、UWB、GPRS中的一种或多种。

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