專利名稱：一種便攜式智能電子救生圈控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于救生設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電子救生圈控制器，尤其是一種便攜式智能電子救生圈控制器。
背景技術(shù)：
游泳是一種很好的大眾化的水上鍛煉方式，但無論對(duì)于會(huì)游泳者還是不會(huì)者，如果沒有有效的保護(hù)措施，其危險(xiǎn)系數(shù)都較大。特別是在一些邊遠(yuǎn)不發(fā)達(dá)的地區(qū)，到了夏天許多游泳愛好者都會(huì)在湖泊、水庫等一些自然水域游泳，這樣安全系數(shù)更低。對(duì)安全系數(shù)要求較高的除游泳還有:水上作業(yè)、水上戰(zhàn)斗、水上跳傘、抗洪搶險(xiǎn)等，智能電子救生圈是一種水上自救裝置，當(dāng)人急需時(shí)能自動(dòng)或手動(dòng)控制迅速充氣，完成水上救生?，F(xiàn)有的各種游泳救生器、救生衣等救生裝置，一般都是在下水前充足氣體或本身已經(jīng)具有一定的浮力，但由于體積太大或攜帶不方便，一般會(huì)游泳者不會(huì)愿意隨身攜帶，而且無法應(yīng)付一些突發(fā)事件如腿抽筋和溺水等。針對(duì)上述在游泳時(shí)突發(fā)的一些狀況，為了使人們能在盡情享受游泳帶來的快樂的同時(shí)，也能保護(hù)好自己的人身安全，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種便攜式智能電子救生圈控制器，其結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，可在現(xiàn)有的腰帶上進(jìn)行安裝使用，在遇到突發(fā)狀況時(shí)，可以將手動(dòng)開關(guān)按下也可以電子設(shè)定觸發(fā)，能在較短時(shí)間內(nèi)完成充氣，并可給游泳者供氧，對(duì)游泳愛好者和突發(fā)溺水事件能起到一定的救助作用。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的:這種便攜式智能電子救生圈控制器，其特征在于，包括控制電路以及分別與控制電路連接的采樣電路和執(zhí)行電路；所述采樣電路采集人體在水中所處狀態(tài)包括水壓、波紋干擾、人體機(jī)能、電池電量，產(chǎn)生采樣信號(hào)；所述控制電路綜合分析所述采樣信號(hào)，做出判斷然后發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)；執(zhí)行電路根據(jù)所述控制信號(hào)，將救生圈充氣增大浮力以保證人員的安全，并且發(fā)出報(bào)警信號(hào)。上述采樣電路包括水壓監(jiān)測(cè)電路、濾波抗干擾電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、人體機(jī)能監(jiān)測(cè)模塊、電池供電電路、低電量報(bào)警電路；所述水壓監(jiān)測(cè)電路通過濾波抗干擾電路和A/D轉(zhuǎn)換電路與控制電路連接；所述人體機(jī)能監(jiān)測(cè)直接與控制電路連接；所述電池供電電路通過低電量報(bào)警電路與控制電路連接。上述控制電路以stcl2c系列單片機(jī)作為其控制核心。上述執(zhí)行電路包括直接與控制電路連接的觸發(fā)充氣電路、報(bào)警電路；所述報(bào)警電路的輸出端連接有LED和警鈴。本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，可在現(xiàn)有的腰帶上進(jìn)行安裝使用，在遇到突發(fā)狀況時(shí)，可以將手動(dòng)開關(guān)按下也可以電子設(shè)定觸發(fā)，能在較短時(shí)間內(nèi)完成充氣，并可給游泳者供氧，對(duì)游泳愛好者和突發(fā)溺水事件能起到一定的救助作用。


圖1便攜式智能電子救生圈控制器原理圖；圖2控制判斷流程圖其中。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:參見圖1，本發(fā)明的該種便攜式智能電子救生圈控制器，包括控制電路2以及分別與控制電路2連接的采樣電路I和執(zhí)行電路3 ;采樣電路I采集人體在水中所處狀態(tài)包括水壓、波紋干擾、人體機(jī)能、電池電量，產(chǎn)生采樣信號(hào)；控制電路2綜合分析所述采樣信號(hào)，做出判斷然后發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)；執(zhí)行電路3根據(jù)所述控制信號(hào)，將救生圈充氣增大浮力以保證人員的安全，并且發(fā)出報(bào)警信號(hào)。所述控制電路2以stcl2c系列單片機(jī)作為其控制核心，輸入差分放大電路，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換、LED顯示及采樣電路的控制電路。所述采樣電路包括水壓監(jiān)測(cè)電路、濾波抗干擾電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、人體機(jī)能監(jiān)測(cè)、電池供電、低電量報(bào)警，所述水壓監(jiān)測(cè)電路，通過游泳者腰部的水深檢測(cè)模塊，檢測(cè)游泳者所處的狀態(tài)，若檢測(cè)到游泳者的腰部處于危險(xiǎn)深度以下時(shí)，傳感器反饋危險(xiǎn)信號(hào)。采集人體在水中所處狀態(tài)包括水壓、波紋干擾、安全體位、電池電量，產(chǎn)生采樣信號(hào)。所述濾波抗干擾電路，對(duì)采樣的數(shù)據(jù)采取兩次中值濾波，在較大程度減少偶然因素的影響，對(duì)于潛水，可將設(shè)置的最大觸發(fā)充氣時(shí)間大于游泳者的最大潛水時(shí)間IOs以上，通常為Imin左右，這樣如果游泳者在最大安全時(shí)間內(nèi)重新處于安全狀態(tài)，計(jì)時(shí)器清零，達(dá)到防止誤判斷的目的。所述A/D轉(zhuǎn)換電路，將采集的實(shí)時(shí)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制電路識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，通過高低電平的輸入判斷，更直接有效的發(fā)出控制指令。所述的人體機(jī)能監(jiān)測(cè)模塊具有人體機(jī)能監(jiān)測(cè)功能，監(jiān)測(cè)游泳者發(fā)生溺水時(shí)的一些共同點(diǎn)，如游泳者會(huì)驚慌失措，用力掙扎，在2-3min鐘內(nèi)上下浮動(dòng)，但是頭部露出水面能呼吸的時(shí)間不會(huì)超過5s，游泳者正常游泳時(shí)，腰部會(huì)比直立在水中時(shí)的水位要淺，將人淹沒時(shí)的腰部水深作為危險(xiǎn)深度。根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇刂齐娐?。所述電池供電、低電量?bào)警，智能電子救生圈控制器的電源系統(tǒng)，提供各控制模塊工作電壓，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。所述控制電路，分析所述水壓檢測(cè)電路傳輸監(jiān)測(cè)信號(hào)，判斷人體所處狀態(tài)，主控電路判斷危險(xiǎn)，并使計(jì)時(shí)單元開始計(jì)時(shí)，可設(shè)置觸發(fā)充氣時(shí)間。如果游泳者溺水時(shí)，腰部達(dá)到危險(xiǎn)深度，模塊內(nèi)計(jì)時(shí)單元開始計(jì)時(shí)，如果計(jì)時(shí)單元到設(shè)置觸發(fā)延遲時(shí)間，則腰帶充氣，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)救助功能。如果游泳者的腰部處于安全深度以上超過5秒表明游泳者目前處于安全狀態(tài)，則將內(nèi)部計(jì)時(shí)單元清零。綜合分析所述采樣信號(hào)，做出一定的判斷然后發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)及報(bào)警信號(hào)。所述執(zhí)行電路包括觸發(fā)充氣電路、報(bào)警電路，根據(jù)所述控制信號(hào)，當(dāng)使用者處于危險(xiǎn)水深范圍的時(shí)間超過設(shè)定時(shí)間范圍，執(zhí)行電路會(huì)打開閥門，將高壓氣瓶中的氣體充入安全氣囊之內(nèi)，增大浮力以保證人員的安全，并且點(diǎn)亮紅色LED使其發(fā)光閃爍，發(fā)出救援聲音以便救援人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)。本發(fā)明的工作原理如下:利用傳感器測(cè)量水壓，游泳者正常游泳時(shí)，腰部會(huì)比直立在水中時(shí)的水位要淺，將人淹沒時(shí)的腰部水深作為危險(xiǎn)深度。當(dāng)水深超過腰部與下顎的距離(即臨界水深)時(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，當(dāng)超過所設(shè)定的時(shí)間(即臨界時(shí)間)時(shí)，就會(huì)觸發(fā)氣體發(fā)生裝置，并使紅色LED發(fā)光閃爍，以便救援人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)抗干擾分析，游泳時(shí)水深檢測(cè)模塊周圍的水在擾動(dòng)，會(huì)對(duì)水壓傳感器產(chǎn)生一定的干擾，游泳者發(fā)生溺水時(shí)都會(huì)有一些共同點(diǎn)，如游泳者會(huì)驚慌失措，用力掙扎，在2-3min鐘內(nèi)上下浮動(dòng)，但是頭部露出水面能呼吸的時(shí)間不會(huì)超過5s，對(duì)采樣的數(shù)據(jù)采取兩次中值濾波，在較大程度減少偶然因素的影響，對(duì)于潛水,可將設(shè)置的最大觸發(fā)充氣時(shí)間大于游泳者的最大潛水時(shí)間IOs以上，通常為Imin左右，這樣如果游泳者在最大安全時(shí)間內(nèi)重新處于安全狀態(tài)，計(jì)時(shí)器清零，達(dá)到防止誤判斷的目的；圖2所示為控制判斷流程圖，分析采樣傳輸監(jiān)測(cè)信號(hào)，判斷人體所處狀態(tài)，如果游泳者溺水時(shí)，水深超過腰部與下顎的距離(即臨界水深)時(shí)，計(jì)數(shù)器開始計(jì)時(shí)，設(shè)置觸發(fā)充氣時(shí)間，當(dāng)超過所設(shè)定的時(shí)間(即臨界時(shí)間)時(shí)，如果計(jì)時(shí)單元到設(shè)置觸發(fā)延遲時(shí)間，則腰帶就會(huì)觸發(fā)氣體發(fā)生裝置充氣，并使紅色LED發(fā)光閃爍，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)救助功能；如果游泳者的腰部處于安全深度以上超過5秒表明游泳者目前處于安全狀態(tài)，則將內(nèi)部計(jì)時(shí)單元清零。
權(quán)利要求
1.一種便攜式智能電子救生圈控制器，其特征在于，包括控制電路(2)以及分別與控制電路(2 )連接的采樣電路(I)和執(zhí)行電路(3 );所述采樣電路(I)采集人體在水中所處狀態(tài)包括水壓、波紋干擾、人體機(jī)能、電池電量，產(chǎn)生采樣信號(hào)；所述控制電路(2)綜合分析所述采樣信號(hào)，做出判斷然后發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)；執(zhí)行電路(3)根據(jù)所述控制信號(hào)，將救生圈充氣增大浮力以保證人員的安全，并且發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式智能電子救生圈控制器，其特征在于，所述采樣電路包括水壓監(jiān)測(cè)電路、濾波抗干擾電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、人體機(jī)能監(jiān)測(cè)模塊、電池供電電路、低電量報(bào)警電路；所述水壓監(jiān)測(cè)電路通過濾波抗干擾電路和A/D轉(zhuǎn)換電路與控制電路(2)連接；所述人體機(jī)能監(jiān)測(cè)直接與控制電路(2)連接；所述電池供電電路通過低電量報(bào)警電路與控制電路(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式智能電子救生圈控制器，其特征在于，所述控制電路(2)以stcl2c系列單片機(jī)作為其控制核心，輸入差分放大電路，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換、LED顯示及采樣電路的控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式智能電子救生圈控制器，其特征在于，所述執(zhí)行電路(3)包括直接與控制電路(2)連接的觸發(fā)充氣電路、報(bào)警電路；所述報(bào)警電路的輸出端連接有LED和警鈴。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種便攜式智能電子救生圈控制器，包括控制電路以及分別與控制電路連接的采樣電路和執(zhí)行電路；采樣電路采集人體在水中所處狀態(tài)包括水壓、波紋干擾、人體機(jī)能、電池電量，產(chǎn)生采樣信號(hào)；控制電路綜合分析所述采樣信號(hào)，做出判斷然后發(fā)出相應(yīng)控制信號(hào)；執(zhí)行電路根據(jù)所述控制信號(hào)，將救生圈充氣增大浮力以保證人員的安全，并且發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明的便攜式智能電子救生圈控制器結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，可在現(xiàn)有的腰帶上進(jìn)行安裝使用，在遇到突發(fā)狀況時(shí)，可以將手動(dòng)開關(guān)按下也可以電子設(shè)定觸發(fā)，能在較短時(shí)間內(nèi)完成充氣，并可給游泳者供氧，對(duì)游泳愛好者和突發(fā)溺水事件能起到一定的救助作用。
文檔編號(hào)G05B19/048GK103149859SQ20131003435
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者史永勝, 劉丹妮, 馬猛飛, 羅迪, 寧青菊 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)