一种防溺水看护系统的制作方法

1.本实用新型涉及游泳安全监管技术领域，尤其涉及一种防溺水看护系统。


背景技术：

2.游泳是一项十分大众化的全民运动，并且也逐渐发展成一门大中小学生的学习课程，甚至在某些区域或年龄段作为必修课程，而对于初学者或水性较差的人，在游泳过程中，非常容易出现溺水情况，因此如何预防溺水情况的发生已然成为一个全社会广泛关注且急需解决的问题。
3.目前，基本采用人工进行不间断看护，每个游泳场所都配备对应的看护人员，通过现场观察游泳者的游泳情况，以判断其是否发生溺水，从而进行救助。但人工看护的效率非常低，并且容易出现漏判、错判等情况，导致整个看护方案很难具有良好的效果。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供一种防溺水看护系统。
5.在一个实施例中，本实用新型提供一种防溺水看护系统，包括：
6.用于设置在游泳场所内的定位基站，以及用于设置在游泳者身上的可穿戴设备，可穿戴设备包括定位终端；
7.定位基站和定位终端用于检测游泳者在泳池中的游泳数据并在游泳数据出现异常时进行报警提示。
8.在一个实施例中，定位基站包括用于设置在泳池底部的接收器，定位终端包括发射器。
9.在一个实施例中，接收器包括sub 1g定位基站。
10.在一个实施例中，接收器包括依次连接的天线单元、处理单元和距离检测单元；
11.天线单元用于接收发射器发送的无线信号；
12.距离检测单元用于检测发射器和接收器之间的距离数据并发送至处理单元；
13.处理单元用于检测距离数据在预设距离范围内的时长数据，并发送时长数据至天线单元。
14.在一个实施例中，上述防溺水看护系统还包括用于设置在游泳场所内的显示装置；
15.接收器用于在时长数据超出预设时长范围时发送报警信息至显示装置；
16.显示装置用于根据报警信息进行报警提示。
17.在一个实施例中，上述防溺水看护系统还包括管理员终端；
18.接收器用于在时长数据超出预设时长范围时推送报警信息至管理员终端，以实现报警提示。
19.在一个实施例中，上述防溺水看护系统还包括用于设置在泳池底部的光束发射装置；
20.接收器用于在时长数据超出预设时长范围时发送报警信息至光束发射装置；
21.光束发射装置用于根据报警信息向水面发出光束。
22.在一个实施例中，可穿戴设备还包括位置指示装置；
23.位置指示装置包括气球指示装置、气囊指示装置和/或水泵指示装置；
24.位置指示装置用于在泳池的水面及以上产生视觉变化以告知管理员当前游泳者的所处的位置。
25.在一个实施例中，可穿戴设备还包括参数检测装置；
26.参数检测装置用于检测游泳者在游泳过程中的各项人体参数。
27.在一个实施例中，参数检测装置包括运动传感器、光电传感器和/或温度传感器。
28.通过上述防溺水看护系统，利用设置在游泳场所内的定位基站以及设置在游泳者身上的可穿戴设备中的定位终端，检测游泳者在游泳过程的游泳数据，比如游泳深度以及对应的停留时长等，从而能够在游泳数据出现异常时判定游泳者发生溺水，进而立即采取对应的报警操作，使管理人员快速知晓该情况并及时进行救助；整个过程实现了技术监控全自动化，效率非常高，配合人工看护，基本不会出现漏判、误判等情况，具有良好的看护效果。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.其中：
31.图1为本实用新型一个实施例中防溺水看护系统的结构示意图；
32.图2为本实用新型一个实施例中气球指示装置的结构示意图；
33.图3为本实用新型一个实施例中线盒的具体内部结构示意图；
34.图4为本实用新型一个实施例中气囊指示装置的结构示意图；
35.图5为本实用新型一个实施例中水泵指示装置的结构示意图；
36.图6为本实用新型一个实施例中零维定位的原理示意图；
37.图7为本实用新型一个实施例中三维定位的原理示意图；
38.图8为本实用新型一个实施例中包含探测器和接收器的结构示意图。
39.上述附图中：1、气球；2、第一线盒；21、卷线；22、卷轴；23、按钮开关；24、计时模块；3、第一载体；4、气囊；5、第二线盒；51、空心线；6、弹性外壳；7、水泵；8、水管；9、水泵控制模块；10、第二载体。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
42.如图1所示，在一个实施例中，本实用新型提供一种防溺水看护系统，包括：
43.用于设置在游泳场所内的定位基站，以及用于设置在游泳者身上的可穿戴设备，可穿戴设备包括定位终端；
44.定位基站和定位终端用于检测游泳者在泳池中的游泳数据并在游泳数据出现异常时进行报警提示。
45.其中，游泳数据可以包括游泳者的游泳深度以及对应深度的停留时长，比如检测到游泳者停留在较深水域一定时长后，说明游泳者大概率出现溺水导致其运动状态停滞，此时需要进行报警提示。
46.其中，报警提示的具体方式包括发送溺水信息至管理员终端进行推送报警或者直接发送控制指令至对应的报警设备进行现场报警。
47.其中，停留时长可以设置为1min，1min为正常人的憋气时长。
48.通过上述防溺水看护系统，利用设置在游泳场所内的定位基站以及设置在游泳者身上的可穿戴设备中的定位终端，检测游泳者在游泳过程的游泳数据，比如游泳深度以及对应的停留时长等，从而能够在游泳数据出现异常时判定游泳者发生溺水，进而立即采取对应的报警操作，使管理人员快速知晓该情况并及时进行救助；整个过程实现技术监控全自动化，效率非常高，配合人工看护，基本不会出现漏判、误判等情况，具有良好的看护效果。
49.如图1所示，在一个实施例中，定位基站包括用于设置在泳池底部的接收器，定位终端包括发射器。
50.其中，接收器可以在修建泳池时预埋在其底部，并配备对应的供电源。
51.其中，接收器包括sub 1g定位基站。
52.其中，低于1ghz频段以下的无线通讯，如315mhz、433mhz、868mhz、915mhz等，泛称为sub 1ghz；其中，sub1g定位基站包括433mhz通讯基站、15.36mhz通讯基站、315mhz通讯基站。
53.如图1所示，在一个实施例中，接收器包括依次连接的天线单元、处理单元和距离检测单元；
54.天线单元用于接收发射器发送的无线信号发射器；
55.距离检测单元用于检测发射器和接收器之间的距离数据并发送至处理单元；
56.处理单元用于检测距离数据在预设距离范围内的时长数据，并发送时长数据至天线单元。
57.其中，距离检测单元可以通过计算发射器的无线信号的信号强度来得到对应的距离数据；或者先获取发射器发送的无线信号中的位置坐位，然后结合保存的自身的位置坐标，最后得到对应的距离数据。
58.在一个实施例中，为简化发射器，并满足耗电小、处理能力要求低、成本低、稳定性好等目的，该发射器包括柔性天线，柔性天线用于发送无线信号至接收器，其中，无线信号中携带有信号强度、位置坐标等信息，接收器可以解析出所接收无线信号中携带的信息，从
而获得所需的距离数据、时长数据等；但在其他实施例中，发射器可布局为依次连接的柔性天线、处理模块和距离检测模块，其工作方式类似于接收器，这里不再展开阐述。
59.如图1所示，在一个实施例中，上述防溺水看护系统还包括用于设置在游泳场所内的显示装置；
60.接收器用于在时长数据超出预设时长范围时发送报警信息至显示装置；
61.显示装置用于根据报警信息进行报警提示。
62.其中，在本实施例中，显示装置作为一种报警装置在现场进行显示报警，比如通过屏幕闪烁或者显示“xx号游泳者发生溺水”等提示信息。
63.其中，显示装置还可以实时显示每个游泳者目前的位置，比如显示游泳场所的整体示意图，包括场所边界和游泳边界，在示意图上以红点表示潜水中的游泳者，以蓝点表示正常游泳(未潜水)的游泳者，以白点表示未下水的游泳者。
64.如图1所示，在一个实施例中，上述防溺水看护系统还包括管理员终端；
65.接收器用于在时长数据超出预设时长范围时推送报警信息至管理员终端，以实现报警提示。
66.其中，管理员终端作为预设的接收机，接收对应的报警信息，从而使该接收机的使用者(可以为救助员)立即知晓该情况。
67.通过管理员终端，能够避免在救助员暂时离开现场的空档内发生溺水情况而无法通过现场报警装置知晓的情况发生。
68.在一个实施例中，上述防溺水看护系统还包括用于设置在泳池底部的光束发射装置；
69.接收器用于在时长数据超出预设时长范围时发送报警信息至光束发射装置；
70.光束发射装置用于根据报警信息向水面发出光束。
71.其中，光束发射装置作为一种报警装置在现场进行发光报警，具有较高的视觉效果，提高报警效果。
72.其中，光束发射装置可以设有多个，并分别对应每个接收器，每个光束发射装置设置的位置与对应的接收器一致，如此在救助员看到光束后，即可确定游泳者的位置。若发射的光束出现人体遮挡，则可以根据对应的阴影部分来确定。
73.如图1所示，在一个实施例中，可穿戴设备还包括位置指示装置；
74.位置指示装置包括气球指示装置、气囊指示装置和/或水泵指示装置；
75.位置指示装置用于在泳池的水面及以上产生视觉变化以告知管理员当前游泳者的所处的位置。
76.其中，位置指示装置作为辅助装置，用于设置在游泳者身上，并在游泳者的游泳过程中，实时反映游泳者的游泳深度和水平位置。
77.如图2所示，在一个实施例中，气球指示装置包括气球1和线盒2，气球1和第一线盒2中的卷线21连接，第一线盒2嵌设在第一载体3中，第一载体3包括泳衣、泳帽等。在正常状态下，气球靠机械卡扣卡设在第一载体3上，当游泳者进入水中，且气球1所产生的浮力达到一定限度时，气球1脱离对应的卡扣弹出，随着游泳者潜入深度的的变化，第一线盒2中的卷线21不断放线或收线，从而始终使气球1浮在泳池表面。具体的还可以包括设置在气球1内部的发光装置，发光装置的启动可以基于机械卡扣的状态，当机械卡扣被拉开时发光装置
启动，并且发光装置的发光闪烁频率和气球1的脱离时间相关，时间越长，闪烁频率越高。
78.其中，如图3所示，第一线盒2还包括设置在其中的卷轴22、按钮开关23以及与按钮开关连接的计时模块24。卷线21盘绕在卷轴22上，卷轴22具有一定实现收线的旋转力，且旋转力小于气球1能够产生的最大浮力。由于卷线21是盘绕在卷轴22上的，因此卷线21在卷轴22上所形成的卷线半径随着放线过程而不断减小，卷线21没有被拉出时，其对应的卷线半径最大，而按钮开关23与卷线21抵接，随着放线过程该卷线半径开始减小，按钮开关23进行回弹，按钮开关23从闭合状态转换为断开状态或者从断开状态转换为闭合状态，计时模块24根据按钮开关23的状态变化进行计时。具体的，卷线21为导线，且分别连接气球1中的发光装置和计时模块24，计时模块24根据时长控制发光装置的发光闪烁频率。
79.如图4所示，在一个实施例中，气囊指示装置包括依次连通的气囊4、第二线盒5和弹性外壳6，第二线盒5带有单向阀且包括分别与气囊4和弹性外壳6的空腔连通的空心线51，从而使气囊4和弹性外壳6中的气体自由流通，弹性外壳6可以是类似于救生衣结构的特殊泳衣、特殊泳帽等。当游泳者进入水中后，在水压作用下，弹性外壳6中的气体被挤压，并经空心线51流至气囊4，使气囊4变大，并且随着游泳深度的增加，气囊4会不断变大，从而根据气囊4的大小判定游泳者的游泳深度。
80.如图5所示，在一个实施例中，水泵指示装置包括设置在第二载体10中的水泵7、水管8和水泵控制模块9，第二载体包括泳衣、泳帽等。水管8包括分别和水泵7连通的进水管和出水管，水泵7和水泵控制模块9连接。水泵控制模块9中包括水压检测模块，并将水压数据换算成游泳深度，从而控制水泵7在泳池表面上产生对应高度的水柱。还包括集成在水泵7内部的发光模块，水泵控制模块9可根据游泳深度控制水泵7产生不同颜色的水柱。水柱可由深蓝-浅蓝-浅红-深红演进，红色越深表示游泳深度越深，或者还可以表示潜入时长越长。
81.如图1所示，在一个实施例中，可穿戴设备还包括参数检测装置；
82.参数检测装置用于检测游泳者在游泳过程中的各项人体参数。
83.通过参数检测装置，能够对游泳者进行全程智能化监督，便于后续进行相关的数据分析。
84.在一个实施例中，参数检测装置包括运动传感器、光电传感器和/或温度传感器。
85.其中，运动传感器用于采集游泳者在游泳过程中的运动信号，光电传感器用于采集游泳者在游泳过程中的额部的ppg(容积脉搏波)信号，温度传感器用于采集游泳者在游泳过程中的温度信号，进而根据以上信号提取游泳者的运动状态、心率、血氧以及体温等数据。
86.如图6所示，在一个实施例中，定位基站还可以包括设置在游泳场所内并在泳池外的433mhz基站(即图中的433基站)，定位终端还可以包括433mhz设备(即图中的“黑点”)。从而在另一方面对433mhz设备进行定位，识别433mhz设备与433mhz基站的距离，判定433mhz设备是否在当前区域内(0维定位，如图6所示)。具体的方法包括根据信号强度rssi值进行距离计算如式(1)所示。
87.d＝10
((|rssi|-a)/(10
·
n))
ꢀꢀꢀ
(1)
88.式(1)中，d为433mhz设备与433mhz基站之间的距离(也即图中的r)；rssi为信号强度值，为负数；a为距离433mhz基站1m时的rssi值的绝对值，由发射功率决定，发射功率越小
a值越大，最佳范围在45～49之间；n为环境衰减因子，需要测试矫正，最佳范围在3.25～4.5之间。
89.更进一步地，可以在游泳场所内不同方位、高度上布设多个433mhz基站，实现对433mhz设备的三维定位。如图7所示，在游泳场所空间范围内布三个433mhz基站，坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)，定位计算基于前述rssi信号强度值或aoa定位原理可得到433mhz基站与433mhz设备间的距离l1、l2、l3。
[0090][0091]
根据欧氏距离计算公式，433mhz设备与433mhz基站之间距离与坐标的数学关系可描述如式(2)所示。用公式2-2减去公式2-1、公式2-3减去公式2-1、公式2-3减去公式2-2，即可得到式(3)。解式(3)的三元一次方程即可得到游泳装备的坐标(x,y,z)。
[0092][0093]
在一个实施例中，本实用新型提供一种防溺水看护系统，包括：
[0094]
在泳池左右两侧集成有探测装置。具体包括：仅有探测器和既有探测器又有接收器两种形态。
[0095]
仅有探测器的方案具体包括，在探测器端集成有声呐装置，通过声呐探测所在深度是否存在障碍物，当存在障碍物时视为有人沉入水中，并记录障碍物所在位置，当障碍物存在超过一定时长，视为发生危险，给出预警信号。
[0096]
仅有探测器的方案还包括，在探测端集成有生物雷达，如基于ti公司awr1642开发的可以探测心率呼吸的微波设备。通过微波探测是否存在和心脏跳动或胸卡运动相关的周期型号。根据探测范围内的生命体征存在时间和生命体征值，判断是否需要进行预警。具体包括当生命体征存在超过一定时长后给出预警。还包括，当心率呼吸小于一定阈值或下降超过一定阈值时给出报警信号。
[0097]
如图8所示，既有探测器又有接收器的方案，包括在探测器端集成有光源，在接收器段集成有感光模块。当接收器段感光强度减弱达到一定阈值则视为有人沉入水中，开始计时，计时超过一定时间，则上报报警信号。
[0098]
既有探测器又有接收器的方案，还包括在探测器端和接收器端分别集成有电极，通过电容检测电路检测两电极间的电容值，当电容值变化超过一定阈值，则认为电容两端的电容介质发生变化，即有异物落入电极间。开始计时，当计时超过一定时长时，给出预警信号。
[0099]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0100]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本
实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。