本發(fā)明涉及游泳安全管理領(lǐng)域，特別是涉及一種溺水定位報警系統(tǒng)和溺水定位報警方法。

背景技術(shù)：

游泳是人在水環(huán)境中進(jìn)行的一項特殊運(yùn)動，位居“高危性體育項目”排行之首，其開展和推廣過程本身具有非常大的危險性，若稍有不慎，便有可能出現(xiàn)溺水等事故，游泳場館在為人們提供游泳健身場所的同時，也存在發(fā)生溺水、受傷、傳染病等影響人們安全和健康的危險因素，因此游泳場館的安全保障措施顯得極為重要。

在公共游泳場館，尤其是大型的泳池環(huán)境中亟需一種游泳人員溺水自動報警裝置，該裝置應(yīng)在人員游泳時全程跟隨，當(dāng)游泳者因意外溺水時，需自動準(zhǔn)確識別溺水狀況，并測算在當(dāng)前泳池的具體位置，發(fā)送報警信號給現(xiàn)場工作人員。

目前市場中已有的智能泳帽，大多采用濕敏傳感器，檢測是否溺水，然后通過藍(lán)牙裝置進(jìn)行報警信息傳輸，最后監(jiān)護(hù)者在手機(jī)端獲取信號，再做出救援響應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)方案存在以下技術(shù)缺陷問題：

一、無法與游泳場館現(xiàn)場設(shè)施或工作人員發(fā)生聯(lián)系，營救效果不佳：目前市場中設(shè)計的智能泳帽大多只針對個人用戶提供服務(wù)，但尚未有成熟的針對大型公共游泳場館內(nèi)的溺水自動精準(zhǔn)報警與快速救助的智能泳帽解決方案，可以與場館現(xiàn)場的設(shè)施或救援人員互動起來，提高救援行動的效率及成功率；

二、容易誤判發(fā)出假報警信號：采用濕敏傳感器來檢測并判斷人員溺水情況，具有不可靠性，因為人員在水中的狀態(tài)是動態(tài)的，濕敏傳感器有可能因某些特殊原因產(chǎn)生類似溺水狀態(tài)，從而被誤判報警；

三、無法精確獲取溺水人員位置，營救不具針對性：由于人游泳一直待在水中，是移動狀態(tài)，而藍(lán)牙方式傳輸?shù)哪缢盘杻H僅是報警信息，而沒有人員具體溺水位置，若人已沉入水中，便很難找尋，增加救援難度，盲目而無效果；

四、報警信號易被阻斷，錯過救援最佳時間：藍(lán)牙通信方式在深水位置的發(fā)射信號會變得很弱，且無線電信號在水中的傳輸很容易受到阻礙，無法保證溺水報警信息均能夠及時可靠地傳輸，通知到監(jiān)護(hù)者。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種溺水定位報警系統(tǒng)和溺水定位報警方法，可以自動智能精準(zhǔn)定位溺水位置，提高報警準(zhǔn)確率，降低誤報率。其具體方案如下：

一種溺水定位報警系統(tǒng)，包括：安裝在泳帽或泳鏡上的檢測電極、超聲波信號發(fā)生器和具有脈沖觸發(fā)模塊的檢測芯片；還包括：超聲波信號接收器和具有無線通訊模塊的處理芯片；

所述檢測芯片，用于對所述檢測電極的電壓信號通過所述脈沖觸發(fā)模塊發(fā)出的檢測脈沖進(jìn)行實時重復(fù)檢測，根據(jù)所述電壓信號判斷游泳者是否發(fā)生溺水狀況；若判斷出游泳者發(fā)生溺水狀況，則由所述超聲波信號發(fā)生器向所述超聲波信號接收器發(fā)出報警信號；

所述處理芯片，用于將所述超聲波信號接收器接收到的所述報警信號處理后確定人員的溺水位置，通過無線通訊模塊發(fā)送所述溺水位置。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，所述檢測芯片，具體用于當(dāng)所述電壓信號為正弦波信號時，開始計數(shù)，若連續(xù)檢測到所述正弦波信號的次數(shù)大于設(shè)定次數(shù)時，則判斷游泳者發(fā)生溺水狀況，若否，則判斷游泳者未發(fā)生溺水狀況。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，還包括：云端服務(wù)器和移動終端；

所述處理芯片，具體用于將所述溺水位置通過所述無線通訊模塊發(fā)送至所述云端服務(wù)器，由所述云端服務(wù)器進(jìn)行處理后得到報警信息參數(shù)并發(fā)送至所述移動終端，由所述移動終端展開報警提醒。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，所述移動終端包括：獲取模塊，識別模塊和顯示模塊；

所述獲取模塊，用于獲取所述泳帽的監(jiān)控權(quán)限；

所述識別模塊，用于識別所述云端服務(wù)器發(fā)送的報警信息參數(shù)；

所述顯示模塊，用于在識別到所述報警信息參數(shù)后，控制顯示頁面顯示圖形化報警信息，以告知游泳者的溺水位置。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，所述移動終端還包括：監(jiān)控模塊；

所述監(jiān)控模塊，用于同步監(jiān)控第三方用戶的報警信息參數(shù)。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，所述檢測芯片集成在所述超聲波信號發(fā)生器中；和/或，

所述處理芯片集成在所述超聲波信號接收器中。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，所述檢測電極包括正性電極和負(fù)性電極，分別位于所述泳帽或泳鏡的兩側(cè)；

所述超聲波信號接收器為四個，分別位于所述泳池的四角位置；

所述超聲波信號發(fā)生器位于所述泳帽或泳鏡對應(yīng)于游泳者額頭前方的位置。

本發(fā)明實施例還提供了一種溺水定位報警方法，包括：

檢測芯片對檢測電極的電壓信號通過脈沖觸發(fā)模塊發(fā)出的檢測脈沖進(jìn)行實時重復(fù)檢測，根據(jù)所述電壓信號判斷游泳者是否發(fā)生溺水狀況；

若判斷出游泳者發(fā)生溺水狀況，由超聲波信號發(fā)生器向超聲波信號接收器發(fā)出報警信號；

所述超聲波信號接收器將所述報警信號發(fā)送至處理芯片；

所述處理芯片將所述報警信號處理后確定游泳者的溺水位置，通過無線通訊模塊發(fā)送所述溺水位置。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警方法中，檢測芯片根據(jù)所述電壓信號判斷游泳者是否發(fā)生溺水狀況，具體包括：

當(dāng)所述電壓信號為正弦波信號時，檢測芯片開始計數(shù)，若連續(xù)檢測到所述正弦波信號的次數(shù)大于設(shè)定次數(shù)時，則判斷游泳者發(fā)生溺水狀況，若否，則判斷游泳者未發(fā)生溺水狀況。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警方法中，處理芯片通過無線通訊模塊發(fā)送所述溺水位置，具體包括：

處理芯片將所述溺水位置通過無線通訊模塊發(fā)送至云端服務(wù)器，由所述云端服務(wù)器進(jìn)行處理后得到報警信息參數(shù)并發(fā)送至所述移動終端，由所述移動終端展開報警提醒。

本發(fā)明所提供的一種溺水定位報警系統(tǒng)和溺水定位報警方法，包括：安裝在泳帽或泳鏡上的檢測電極、超聲波信號發(fā)生器和具有脈沖觸發(fā)模塊的檢測芯片；還包括：超聲波信號接收器和具有無線通訊模塊的處理芯片；檢測芯片，用于對檢測電極的電壓信號通過脈沖觸發(fā)模塊發(fā)出的檢測脈沖進(jìn)行實時重復(fù)檢測，根據(jù)電壓信號判斷游泳者是否發(fā)生溺水狀況；若判斷出游泳者發(fā)生溺水狀況，則由超聲波信號發(fā)生器向超聲波信號接收器發(fā)出報警信號；處理芯片，用于將超聲波信號接收器接收到的報警信號處理后確定游泳者的溺水位置，通過無線通訊模塊發(fā)送溺水位置。本發(fā)明利用實時檢測泳帽上檢測電極的電壓信號狀態(tài)，并利用實時重復(fù)檢測的方式判斷溺水狀況是否發(fā)生，借助超聲波水下傳感定位，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)，可以自動智能精準(zhǔn)定位溺水位置，提高報警準(zhǔn)確率，降低誤報率，且可以快速及時通知現(xiàn)場救援人員采取施救行動。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的溺水定位報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的溺水定位報警系統(tǒng)的報警過程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的溺水定位報警方法流程圖之一；

圖4為本發(fā)明實施例提供的溺水定位報警方法流程圖之二；

圖5為本發(fā)明實施例提供的溺水定位報警方法流程圖之三。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供一種溺水定位報警系統(tǒng)，如圖1和圖2所示，包括：安裝在泳帽1或泳鏡上的檢測電極2、超聲波信號發(fā)生器3和具有脈沖觸發(fā)模塊的檢測芯片4；還包括：安裝在泳池5或其他地方中的超聲波信號接收器6和具有無線通訊模塊7的處理芯片8；

檢測芯片4，用于對檢測電極2的電壓信號通過脈沖觸發(fā)模塊發(fā)出的檢測脈沖進(jìn)行實時重復(fù)檢測，根據(jù)電壓信號判斷游泳者是否發(fā)生溺水狀況；若判斷出游泳者發(fā)生溺水狀況，則由超聲波信號發(fā)生器3向超聲波信號接收器6發(fā)出報警信號；

處理芯片8，用于將超聲波信號接收器6接收到的報警信號處理后確定游泳者的溺水位置，通過無線通訊模塊7發(fā)送溺水位置。

需要說明的是，檢測芯片可以包括主控單片機(jī)(mcu)及輔助電路，處理芯片可以包括主控單片機(jī)(mcu)及輔助電路。

在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，檢測芯片用于對檢測電極的電壓信號通過脈沖觸發(fā)模塊發(fā)出的檢測脈沖進(jìn)行實時重復(fù)檢測，根據(jù)電壓信號判斷游泳者是否發(fā)生溺水狀況；若判斷出游泳者發(fā)生溺水狀況，則由超聲波信號發(fā)生器向超聲波信號接收器發(fā)出報警信號；處理芯片用于將超聲波信號接收器接收到的報警信號處理后確定游泳者的溺水位置，通過無線通訊模塊發(fā)送溺水位置。這樣利用實時檢測泳帽上檢測電極的電壓信號狀態(tài)，并利用實時重復(fù)檢測的方式判斷溺水狀況是否發(fā)生，借助超聲波水下傳感定位，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)，可以自動智能精準(zhǔn)定位溺水位置，提高報警準(zhǔn)確率，降低誤報率，且可以快速及時通知現(xiàn)場救援人員采取施救行動。另外，本發(fā)明將泳帽和泳池看成一個監(jiān)管整體，二者之間有互動，使得泳池溺水營救更加場景化，提高了實際應(yīng)用效果及意義。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，具體地，檢測電極可以包括正性電極和負(fù)性電極，分別位于泳帽的兩側(cè)；如圖1所示，泳帽1的左側(cè)可以安裝正性電極，泳帽1的右側(cè)可以安裝負(fù)性電極；當(dāng)正性電極和負(fù)性電極入水時，電極兩端將產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電壓信號；

另外，當(dāng)泳池的橫截面形狀為四邊形時，超聲波信號接收器可以設(shè)置為四個，分別位于泳池的四角位置；如圖1所示，超聲波信號接收器6為四個，分別為泳池的西北角方位、西南角方位、東南角方位、東北角方位；這四個超聲波信號接收器均可接收到泳帽上超聲波信號發(fā)生器發(fā)來的報警信號，并進(jìn)行處理后發(fā)送給泳池中的處理芯片；

為了裝備簡單化，超聲波信號發(fā)生器可以位于泳帽對應(yīng)于游泳者額頭前方的位置；如圖1所示，超聲波信號發(fā)生器位于泳帽1的前方。

具體地，泳帽中的檢測芯片(如主控mcu)定時地發(fā)出檢測脈沖給泳帽兩側(cè)的正、負(fù)電極兩端，根據(jù)實際情況，該脈沖信號通常為1秒鐘發(fā)一次，該檢測脈沖可調(diào)整占空比，以降低泳帽電池電源的電壓損耗，實現(xiàn)智能泳帽的低功耗特性；

需要說明的是，當(dāng)檢測電極裸露在空氣介質(zhì)中時，檢測電極的兩端無電壓信號；而如圖2所示，當(dāng)檢測電極沉入泳池中時，檢測電極兩端將產(chǎn)生與檢測脈沖高電平相對應(yīng)的正弦波信號，該正弦波信號最大幅值大于或等于設(shè)定閾值。

進(jìn)一步地，在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，檢測芯片，具體用于當(dāng)電壓信號為正弦波信號時，開始計數(shù)，若連續(xù)檢測到正弦波信號的次數(shù)大于設(shè)定次數(shù)時，則判斷游泳者發(fā)生溺水狀況，若否，則判斷游泳者未發(fā)生溺水狀況。

需要說明的是，設(shè)定次數(shù)可以設(shè)置為5次，當(dāng)連續(xù)檢測到正弦波信號次數(shù)大于5次時，則確定游泳者已溺水，此時泳帽的檢測芯片將觸發(fā)泳帽正前方的超聲波信號發(fā)生器發(fā)出報警信號，給泳池四角安裝的超聲波信號接收器。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，如圖1和圖2所示，該系統(tǒng)還可以包括：云端服務(wù)器9和移動終端10；

處理芯片8，具體用于將溺水位置通過無線通訊模塊7發(fā)送至云端服務(wù)器9，由云端服務(wù)器9進(jìn)行處理后得到報警信息參數(shù)并發(fā)送至移動終端10，由移動終端10展開報警提醒。

進(jìn)一步地，在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，移動終端10可以包括：獲取模塊，識別模塊和顯示模塊；

獲取模塊，用于獲取泳帽的監(jiān)控權(quán)限；

識別模塊，用于識別云端服務(wù)器發(fā)送的報警信息參數(shù)；

顯示模塊，用于在識別到報警信息參數(shù)后，控制顯示頁面顯示圖形化報警信息，以告知游泳者的溺水位置。

上述各種模塊可以在移動終端的報警應(yīng)用程序(app)中實現(xiàn)，可直接在移動終端安裝該報警app軟件，采用掃碼即可安裝并具有獲取泳帽的監(jiān)控權(quán)限，獲取該報警app的監(jiān)控權(quán)限中設(shè)計有兩種角色：管理員和一般用戶，即移動終端的持有者為管理員和一般用戶，其中，泳池工作人員為管理員，可監(jiān)管所有的泳帽報警信息；一般用戶即游泳者的監(jiān)護(hù)者或親人等；泳池工作人員可通過掃管理員二維碼方式綁定，以獲取每個泳帽的監(jiān)控權(quán)限；游泳者可以通過掃描一般用戶二維碼方式，綁定后，獲取一般用戶權(quán)限，操作簡單，符合在泳池現(xiàn)場掃一掃即可使用的要求，同時每個泳帽均與所有救生人員的移動終端app相連，讓救生人員可第一時間獲取溺水位置，并且能夠讓位置相近的救生人員快速下水開展施救，加快了泳池中游泳者溺水的救援速度。

進(jìn)一步地，移動終端還包括：監(jiān)控模塊；該監(jiān)控模塊用于同步監(jiān)控第三方用戶的報警信息參數(shù)。也就是說，移動終端中的報警app軟件可授權(quán)場外第三方用戶同步監(jiān)測報警信號，提高了救援的成功率。另外，該泳帽被一般用戶綁定使用完成后，可以由游泳館統(tǒng)一管理，可進(jìn)行復(fù)位清零操作，即解綁之前的所有設(shè)備，并待下次一般用戶的綁定。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警系統(tǒng)中，為了使系統(tǒng)的裝置簡單化，檢測芯片集成在超聲波信號發(fā)生器中；和/或，處理芯片集成在超聲波信號接收器中。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供了一種溺水定位報警方法，由于該方法解決問題的原理與前述一種溺水定位報警系統(tǒng)相似，因此該方法的實施可以參見溺水定位報警系統(tǒng)的實施，重復(fù)之處不再贅述。

在具體實施時，本發(fā)明實施例提供的溺水定位報警方法，如圖3所示，具體包括以下步驟：

s301、檢測芯片對檢測電極的電壓信號通過脈沖觸發(fā)模塊發(fā)出的檢測脈沖進(jìn)行實時重復(fù)檢測，根據(jù)電壓信號判斷游泳者是否發(fā)生溺水狀況；

s302、若判斷出游泳者發(fā)生溺水狀況，由超聲波信號發(fā)生器向超聲波信號接收器發(fā)出報警信號；

s303、超聲波信號接收器將報警信號發(fā)送至處理芯片；

s304、處理芯片將報警信號處理后確定游泳者的溺水位置，通過無線通訊模塊發(fā)送溺水位置。

在本發(fā)明實施例提供的溺水定位報警方法中，通過電極脈沖信號并重復(fù)檢測，來判斷游泳者是否真正溺水，相比已有的電容式或濕敏傳感器檢測方法，通過電極脈沖信號來檢測溺水狀態(tài)，可以多角度判斷，提高報警準(zhǔn)確率；并且，由于脈沖信號可以調(diào)整占空比，因此可以根據(jù)用戶不同的狀態(tài)發(fā)送不同占空比的脈沖信號，以達(dá)到降低泳帽自帶電池功率損耗的目的，實現(xiàn)低功耗特性；另外，相比已有的藍(lán)牙傳輸方式，超聲波信號發(fā)生器和超聲波信號接收器配合使用，傳輸報警信號，更適合水下環(huán)境的信號傳輸，降低信號在水中傳輸時被中斷的概率，可以提高泳帽溺水報警的可靠性；將泳池看成一個信號場地，泳帽只是信號場中一個游走的點(diǎn)，點(diǎn)在場中的位置可以根據(jù)超聲波定位技術(shù)得到精確計算，從而使救生人員的施救行動更具有針對性，提高救援成功率。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警方法中，如圖4所示，在執(zhí)行步驟s301檢測芯片根據(jù)電壓信號判斷游泳者是否發(fā)生溺水狀況，具體可以包括：

s401、當(dāng)電壓信號為正弦波信號時，檢測芯片開始計數(shù)，若連續(xù)檢測到正弦波信號的次數(shù)大于設(shè)定次數(shù)時，則判斷游泳者發(fā)生溺水狀況，若否，則判斷游泳者未發(fā)生溺水狀況。

在具體實施時，在本發(fā)明實施例提供的上述溺水定位報警方法中，如圖5所示，在執(zhí)行步驟s304處理芯片通過無線通訊模塊發(fā)送溺水位置，具體可以包括：

s501、處理芯片將溺水位置通過無線通訊模塊發(fā)送至云端服務(wù)器，由云端服務(wù)器進(jìn)行處理后得到報警信息參數(shù)并發(fā)送至移動終端，由移動終端展開報警提醒。

本發(fā)明實施例提供的一種溺水定位報警系統(tǒng)和溺水定位報警方法，包括：安裝在泳帽或泳鏡上的檢測電極、超聲波信號發(fā)生器和具有脈沖觸發(fā)模塊的檢測芯片，以及超聲波信號接收器和具有無線通訊模塊的處理芯片；檢測芯片，用于對檢測電極的電壓信號通過脈沖觸發(fā)模塊發(fā)出的檢測脈沖進(jìn)行實時重復(fù)檢測，根據(jù)電壓信號判斷游泳者是否發(fā)生溺水狀況；若判斷出游泳者發(fā)生溺水狀況，則由超聲波信號發(fā)生器向超聲波信號接收器發(fā)出報警信號；處理芯片，用于將超聲波信號接收器接收到的報警信號處理后確定游泳者的溺水位置，通過無線通訊模塊發(fā)送溺水位置。本發(fā)明利用實時檢測泳帽上檢測電極的電壓信號狀態(tài)，并利用實時重復(fù)檢測的方式判斷溺水狀況是否發(fā)生，借助超聲波水下傳感定位，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)，可以自動智能精準(zhǔn)定位溺水位置，提高報警準(zhǔn)確率，降低誤報率，且可以快速及時通知現(xiàn)場救援人員采取施救行動。

最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上對本發(fā)明所提供的溺水定位報警系統(tǒng)和溺水定位報警方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。