技術(shù)特征：

1.一種多功能智能游泳手環(huán)，其特征在于，包括呈環(huán)狀的腕帶(1)；所述腕帶(1)上設(shè)有傳感器模塊(2)、通信控制模塊(3)、顯示模塊(4)、振動馬達模塊(5)和/或揚聲器模塊(6)以及向上述模塊供電的電源(7)；通信控制模塊(3)與各個模塊間相連接并和外部進行通訊；所述傳感器模塊(2)包括三軸加速度傳感器、陀螺儀、心率傳感器和血壓傳感器；其中心率傳感器和血壓傳感器位于腕帶(1)的內(nèi)側(cè)以便緊貼游泳者的手腕內(nèi)側(cè)；三軸加速度傳感器、陀螺儀、通信控制模塊(3)、振動馬達模塊(5)和/或揚聲器模塊(6)以及電源(7)均內(nèi)置于腕帶(1)內(nèi)部；顯示模塊(4)位于腕帶(1)外側(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的多功能智能游泳手環(huán)，其特征在于，腕帶(1)外側(cè)上設(shè)有一個盛液模塊(8)和手柄模塊(9)；所述盛液模塊(8)包括一個一端開口的盛液管(81)；所述手柄模塊(8)包括一個通過轉(zhuǎn)動扣合在盛液管(81)上并與盛液管(81)之間實現(xiàn)密封的手柄(91)；手柄(91)的前端延伸出盛液管(81)設(shè)有開口的一端，手柄(91)的前端下方設(shè)有與盛液管(81)開口相配的封液閥(92)用于實現(xiàn)盛液管(81)的密封；手柄(91)的末端轉(zhuǎn)動設(shè)在盛液管(81)不設(shè)開口的一端上；盛液管(81)內(nèi)部設(shè)有與通信控制模塊(3)通訊的內(nèi)置氣體壓強傳感器；內(nèi)置氣體壓強傳感器由電源(7)供電；盛液管(81)內(nèi)部裝有有色液體，盛液管(81)管壁上還設(shè)有用于加入空氣且其上設(shè)有蓋子的增壓口(82)；所述手柄(91)通過向腕帶(1)外側(cè)轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)有色液體的釋放。

3.如權(quán)利要求2所述的多功能智能游泳手環(huán)，其特征在于，通信控制模塊(3)還配有位于腕帶(1)外側(cè)的學(xué)習(xí)按鈕(10)和查看按鈕(11)。

4.如權(quán)利要求3所述的多功能智能游泳手環(huán)，其特征在于，腕帶(1)上還設(shè)有射頻模塊(12)。

5.一種游泳狀態(tài)監(jiān)測裝置，其特征在于，包括服務(wù)器、監(jiān)控終端以及如權(quán)利要求3所述的多個多功能智能游泳手環(huán)；所述多功能智能游泳手環(huán)的通信控制模塊(3)通過無線結(jié)點與服務(wù)器通訊，服務(wù)器通過無線結(jié)點與監(jiān)控終端通訊。

6.一種游泳狀態(tài)監(jiān)測方法，采用如權(quán)利要求5所述的裝置；其特征在于，包括如下步驟：一、將有好友關(guān)系的多位游泳用戶以及救生員所佩戴的多功能智能游泳手環(huán)的標識符存放于服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫表中，以便服務(wù)器在監(jiān)測到某一用戶發(fā)生異常時，快速統(tǒng)一地向該用戶發(fā)出報警信號；

二、某一用戶首先設(shè)定多功能智能游泳手環(huán)為學(xué)習(xí)模式，開始學(xué)習(xí)，多功能智能游泳手環(huán)將不斷采集該用戶的運動數(shù)據(jù)，并通過無線結(jié)點發(fā)送至服務(wù)器，服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)保存至存儲模塊；具體過程如下：

傳感器模塊(2)以Δt秒為采樣時間間隔不斷采集該用戶的運動數(shù)據(jù)，每一組數(shù)據(jù)均包括該用戶采用某一泳姿時三個方向的加速度數(shù)據(jù)信息；數(shù)據(jù)采集過程中，調(diào)用通信控制模塊(3)將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器；通信控制模塊(3)以C秒為間隔，將傳感器模塊(2)在C秒內(nèi)采集到的C/Δt組數(shù)據(jù)打包，并通過連接到的無線結(jié)點發(fā)送至服務(wù)器并予以存儲；其中C為Δt的整數(shù)倍；當某一泳姿學(xué)習(xí)完畢后，根據(jù)實際情況決定開始下一泳姿的學(xué)習(xí)或者完成學(xué)習(xí)；

服務(wù)器默認用戶的每一次學(xué)習(xí)過程所使用的泳姿都不相同，i表示用戶所使用的第i種泳姿，1≤i≤k，k為用戶需要學(xué)習(xí)泳姿的個數(shù)；

多功能智能游泳手環(huán)采集到的一組數(shù)據(jù)可表示為其中表示在t_m時刻第i種泳姿的加速度，分別表示在t_m時刻第i種泳姿的三軸加速度傳感器在x、y和z三個方向上的輸出值；

表示學(xué)習(xí)過程中采集到的第i種泳姿的時序數(shù)據(jù)，可表示為：

三、服務(wù)器根據(jù)以上學(xué)習(xí)過程中實時采集到的數(shù)據(jù)，根據(jù)游泳運動生理學(xué)規(guī)律，確定第i種泳姿周期窗口取值范圍，同時考慮到游泳者個體差異，根據(jù)多組數(shù)據(jù)的相似度確定周期窗口T_i的大小，并得到第i種泳姿在一個周期T_i的平均運動規(guī)律α_i：

${\mathrm{\α}}_i=\left\{a_{{\mathrm{it}}_1},a_{i(t_1+\mathrm{\Δ}t)},...,a_{i(t_1+(\mathrm{int}\left(\frac{T_i}{\mathrm{\Δ}t}\right)+1\left)\mathrm{\Δ}t\right)}\right\}$

其中，Δt為傳感器模塊(2)的采樣時間間隔，int(*)表示取整函數(shù)；

服務(wù)器將用戶在多種泳姿下的運動周期T_i及運動規(guī)律α_i予以保存，并將其作為標準模式；

四、若已完成學(xué)習(xí)，則用戶將多功能智能游泳手環(huán)的學(xué)習(xí)模式關(guān)閉，用戶進入正常游泳狀態(tài)，此后多功能智能游泳手環(huán)將不斷采集用戶的時序數(shù)據(jù)，并通過無線結(jié)點發(fā)送至服務(wù)器；服務(wù)器將接收到的時序數(shù)據(jù)保存至存儲模塊并對其進行分析；具體工作原理如下：采用時序數(shù)據(jù)聚類算法，聚類個數(shù)為用戶學(xué)習(xí)的泳姿個數(shù)k，類中心為k個泳姿的運動規(guī)律α_i(1≤i≤k)；根據(jù)學(xué)習(xí)模式中得到的多種泳姿的周期窗口大小T_i可求得一個測量周期窗口T，T＝max{T_i}，采用滑動窗口技術(shù)，即將測量周期窗口放在時間序列的起始位置，此時測量周期窗口對應(yīng)序列上長度為T的一段子序列，然后測量周期窗口向后移，再以序列的第二個點為起始單位，形成另一個長度為T的子序列；依此類推，一共可以得到(C/Δt—T+1)個長度為T的時間子序列，然后對形成的時間子序列與運動規(guī)律α_i逐一計算相似度；選定相似性度量后，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定相似度閾值，即可確定(C/Δt—T+1)個時間子序列與各類中心α_i的關(guān)系；若多個子序列的相似度都大于閾值，則選取歸并至相似度最大的類；若相似度都低于閾值，則該數(shù)據(jù)不能歸并至學(xué)習(xí)過程中所保存的任何一類，那么認為用戶可能發(fā)生溺水或異常；

五、若服務(wù)器判斷出用戶處于溺水狀態(tài)或發(fā)生異常情況，會立即向用戶好友及救生員所佩戴多功能智能游泳手環(huán)發(fā)出報警信號；多功能智能游泳手環(huán)在接收到來自服務(wù)器的報警信號后，將調(diào)用振動馬達模塊(5)和/或揚聲器模塊(6)發(fā)出報警信號，同時多功能智能游泳手環(huán)的顯示模塊會將從服務(wù)器獲取到的位置信息顯示給用戶好友及救生員。

7.如權(quán)利要求6所述的游泳狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，服務(wù)器同時還采集用戶的心率、血壓以及入水深度，一旦上述三項數(shù)據(jù)有任意一項超過預(yù)先設(shè)定的閾值，則立即發(fā)出報警信號。

8.如權(quán)利要求6或7所述的游泳狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，當用戶意識遇到危險或抽筋時，向外拉開多功能智能游泳手環(huán)中的手柄模塊(9)，發(fā)出主動求救信號，此時盛液模塊(8)被打開，釋放一種帶鮮艷顏色的、易擴散的無害超濃縮液體，同時，內(nèi)置氣體壓強傳感器通過通信控制模塊(3)將盛液模塊(8)中的壓強信號傳輸至服務(wù)器，服務(wù)器通過與預(yù)先設(shè)定好的閾值作比較，得出該用戶處于危險中的結(jié)論，向該用戶好友及救生員第一時間發(fā)送報警信號。

9.如權(quán)利要求6或7所述的游泳狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述上傳服務(wù)器時間間隔C采用2秒，傳感器模塊(2)采樣間隔Δt為0.2秒。

10.如權(quán)利要求8所述的游泳狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述上傳服務(wù)器時間間隔C采用2秒，傳感器模塊(2)采樣間隔Δt為0.2秒。