潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及身體機(jī)能檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]潛水員，是在水下工作的專業(yè)人員，即按規(guī)定經(jīng)醫(yī)學(xué)檢查與選拔確認(rèn)身體合格，經(jīng)專業(yè)知識和技能訓(xùn)練獲得資格證書的從事潛水工作的專業(yè)人員。
[0003]潛水員負(fù)擔(dān)的水下工作常見的有:水下勘測、水下救援、水下打撈、水下教學(xué)等工作，由于工作環(huán)境在水下，而水下并非人類正常的生活環(huán)境，在水下工作的過程中，潛水員很容易產(chǎn)生各種生理參數(shù)的變化，甚至情緒上的波動，這些變化和波動都能在生理參數(shù)上得到反映。一旦潛水員在水下突發(fā)疾病或者精神突變，對潛水員的人身安全將造成極大的影響，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致潛水員溺亡。
[0004]由此可見，如果能夠?qū)λ聺撍畣T的各項(xiàng)生理參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確探測，在感應(yīng)到某項(xiàng)生理參數(shù)超過警戒值時即立即進(jìn)行報(bào)警，通知潛水員乃至水上救援中心，就能夠?yàn)闈撍畣T的水下操作營造一個安全的工作環(huán)境。
[0005]然而，現(xiàn)有技術(shù)中，潛水員在水下所攜帶的檢測器件主要集中在對水下環(huán)境的檢測，例如水壓檢測、圖像傳感器等，而對潛水員本身的生理狀態(tài)缺乏有效的水下檢測儀器，更不用說在潛水員生理狀態(tài)異常時，能夠提供便于潛水員緊急報(bào)警的通信設(shè)備。
[0006]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中存在以下技術(shù)問題:(I)缺乏有效的潛水員水下生理狀態(tài)檢測設(shè)備；(2)缺乏有效的生理參數(shù)預(yù)警機(jī)制；(3)缺乏在危險(xiǎn)時刻能夠緊急觸發(fā)并幫助潛水員與水上救援平臺通信的緊急通信通道。
[0007]因此，本發(fā)明提出了一種潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)，能夠及時了解水下潛水員的脈搏信號和心電圖信號，一旦出現(xiàn)異常時，能夠啟動緊急通信機(jī)制以幫助潛水員快速與水上救援平臺建立通信聯(lián)系，從而有效地避免潛水員溺亡的事故發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)，利用有針對性的、可用于水下的緊湊結(jié)構(gòu)的脈搏監(jiān)控設(shè)備和心電圖監(jiān)控設(shè)備分別實(shí)現(xiàn)對水下潛水員的脈搏信息和心電圖信息的提取，并在異常時觸發(fā)報(bào)警機(jī)制，更關(guān)鍵的是，在異常時觸發(fā)緊急通話通道便于潛水員使用，以盡快將自己的當(dāng)前狀況告知水上救援中心，便于水上救援中心快速趕赴救援。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括脈搏檢測子系統(tǒng)、心電圖檢測子系統(tǒng)和MSP430單片機(jī)，所述脈搏檢測子系統(tǒng)用于對水下的潛水員的脈搏狀態(tài)進(jìn)行檢測，所述心電圖檢測子系統(tǒng)用于對駕駛艙內(nèi)水下的潛水員的心電狀態(tài)進(jìn)行檢測，所述MSP430單片機(jī)與所述脈搏檢測子系統(tǒng)和所述心電圖檢測子系統(tǒng)分別連接，根據(jù)所述脈搏檢測子系統(tǒng)和所述心電圖檢測子系統(tǒng)的檢測結(jié)果確定是否進(jìn)行身體機(jī)能異常報(bào)警。
[0010]更具體地，在所述潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)中，包括:防水外殼，位于潛水服上，用于為所述檢測系統(tǒng)內(nèi)的電子設(shè)備提供防水保護(hù);警示屏，設(shè)置在潛水服手臂位置，與MSP430單片機(jī)連接，用于在接收到異常狀態(tài)信號時，顯示按鍵通話字符，在接收到正常狀態(tài)信號時，不進(jìn)行顯示操作;緊急按鍵，設(shè)置在潛水服手臂位置上，位于所述警示屏旁邊;按鍵驅(qū)動設(shè)備，與所述緊急按鍵連接，用于在接收到所述緊急按鍵上的按壓操作時，發(fā)出電源供應(yīng)信號;緊急通信設(shè)備，設(shè)置在潛水服手臂位置上，位于所述警示屏旁邊，用于將潛水員的通話信息通過通信鏈路發(fā)送到岸上的潛水管理中心的服務(wù)器處;開關(guān)切換設(shè)備，與所述按鍵驅(qū)動設(shè)備連接，在接收到所述電源供應(yīng)信號時，打開所述獨(dú)立供電設(shè)備和所述緊急通信設(shè)備之間的連接通道以保持所述獨(dú)立供電設(shè)備對所述緊急通信設(shè)備的電力供應(yīng);獨(dú)立供電設(shè)備，與所述警示屏、所述按鍵驅(qū)動設(shè)備、所述開關(guān)切換設(shè)備和所述緊急通信設(shè)備分別連接，僅為所述警示屏、所述按鍵驅(qū)動設(shè)備、所述開關(guān)切換設(shè)備和所述緊急通信設(shè)備提供電力供應(yīng);第一電阻，一端與5V電源連接，另一端與紅外接收二極管的正端連接;第二電阻，一端與5V電源連接，另一端與第三電阻的一端連接;第三電阻，另一端接地，并具有與第二電阻相同的阻值;第一雙路運(yùn)算放大器，用于產(chǎn)生2.5V的基準(zhǔn)電壓，其正端與第二電阻的另一端連接，負(fù)端與第一電容的一端連接，輸出端與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接，負(fù)端還與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接;第一電容，另一端接地;第四電阻，一端與紅外發(fā)射二極管的負(fù)端連接；第二雙路運(yùn)算放大器，正端與第四電阻的另一端連接，負(fù)端與紅外接收二極管的正端連接，輸出端作為脈搏電壓;第五電阻，并聯(lián)在第二雙路運(yùn)算放大器負(fù)端和第二雙路運(yùn)算放大器輸出端之間；第二電容，并聯(lián)在第二雙路運(yùn)算放大器負(fù)端和第二雙路運(yùn)算放大器輸出端之間；紅外發(fā)射二極管，設(shè)置在潛水員耳部毛細(xì)血管位置，用于發(fā)射紅外光，紅外發(fā)射二極管的負(fù)端與紅外接收二極管的正端連接;紅外接收二極管，設(shè)置在潛水員耳部毛細(xì)血管位置，位于所述紅外發(fā)射二極管的相對位置，用于接收透射潛水員耳部毛細(xì)血管后的紅外光;信號采集設(shè)備，包括多個醫(yī)用電極和多個運(yùn)動軌跡傳感器，所述多個醫(yī)用電極分別設(shè)置在潛水員體表處的多個固定位置，用于提取潛水員心電場在體表處的多個固定位置分別產(chǎn)生的多個電壓，每一個運(yùn)動軌跡傳感器緊鄰一個醫(yī)用電極放置，用于提取對應(yīng)位置處潛水員因?yàn)楹粑腿梭w運(yùn)動而產(chǎn)生的漂移心電電壓信號;運(yùn)動軌跡消除設(shè)備，與所述多個醫(yī)用電極和所述多個運(yùn)動軌跡傳感器別連接，將每一個醫(yī)用電極產(chǎn)生的每一個電壓與對應(yīng)運(yùn)動軌跡傳感器產(chǎn)生的漂移心電電壓信號求和，以獲得對應(yīng)的目標(biāo)電壓;導(dǎo)聯(lián)電路，與所述運(yùn)動軌跡消除設(shè)備連接，用于接收多個目標(biāo)電壓，基于所述多個目標(biāo)電壓計(jì)算心電電壓差并輸出；信號放大電路，與所述導(dǎo)聯(lián)電路連接，用于接收所述心電電壓差并對所述心電電壓差放大;帶通濾波電路，與所述信號放大電路連接，用于濾除放大后的心電電壓差中的噪聲成分以獲得濾波電壓差;模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，與所述帶通濾波電路連接，用于對濾波電壓差進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以獲得數(shù)字化電壓差；心電圖參數(shù)提取電路，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，基于所述數(shù)字化電壓差提取潛水員的竇性心率和PR間隔;MSP430單片機(jī)，與所述第二雙路運(yùn)算放大器的輸出端和所述心電圖參數(shù)提取電路分別連接以獲得所述脈搏電壓、所述竇性心率和所述PR間隔，當(dāng)所述脈搏電壓在預(yù)設(shè)脈搏范圍之外時，發(fā)出脈搏異常識別信號，當(dāng)所述竇性心率在預(yù)設(shè)竇性心率范圍之外時，發(fā)出竇性心率異常識別信號，當(dāng)所述PR間隔在預(yù)設(shè)PR間隔范圍之外時，發(fā)出PR間隔異常識別信號；其中，當(dāng)MSP430單片機(jī)發(fā)出脈搏異常識別信號、竇性心率異常識別信號或PR間隔異常識別信號時，MSP430單片機(jī)同時發(fā)出異常狀態(tài)信號，否則，MSP430單片機(jī)同時發(fā)出正常狀態(tài)信號；所述心電電壓差包括多個電壓差;第一雙路運(yùn)算放大器和第二雙路運(yùn)算放大器都為TI公司的雙路運(yùn)算放大器。
[0011]更具體地，在所述潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)中:當(dāng)紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管之間無脈搏時，脈搏電壓為2.5V。
[0012]更具體地，在所述潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)中:當(dāng)紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管之間存在跳動的脈搏時，血脈使耳部透光性變差，脈搏電壓大于2.5V。
[0013]更具體地，在所述潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)中:所述緊急通信設(shè)備為超聲波通信設(shè)備。
[0014]更具體地，在所述潛水員水下機(jī)能檢測系統(tǒng)中:所述緊急通信設(shè)備為聲納通信設(shè)備。