CN108720189A - 自动水上救援手环 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动水上救援手环，属于电子器械领域。心率监测装置通过光电容积脉搏波描记法测量脉搏，得到准确的脉搏数据；再通过光电传感器把被测量信号转换成光信号，然后借助光电元件将光信号转换成电信号；通过比较器将脉搏数据的均值与拟定的标准值进行比较，判断脉搏数据是否在安全范围之内；然后通过水导电装置开关来判断是否落水形成二道判断依据；接着，由A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传送给MCU处理，MCU通过对A/D转换器传来的数字信号进行处理，如果所测脉搏频率在危险频率范围之内，其产生控制信号启动报警装置，实现报警，并触发开关，启动充气装置使手环充气，进而使溺水者浮至水面。

Description

自动水上救援手环

技术领域

本发明属于电子器械领域，涉及自动水上救援手环。

背景技术

随着经济的发展，人们的生活水平日益提高，生活方式与生活理念变得更加开放、更加科学。炎炎夏日，海边游泳的人数不胜数；更有许多人将游泳提上了自己的健身日程。所以说，游泳已经深入到了人们的生活当中。但是，游泳又是有危险的，据中国***统计，我国每年有57000人溺水死亡，相当于平均每天有150多人死于溺水，其中绝大部分为儿童和学生。无论是水性好的还是水性差的，在遇到危险的时候，生命显得那么不堪一击。

本专利以当今智能手环为源点进行设计制造。市场上也存有气囊手环，其主要作用就是当人体在水中出现意外情况，如手脚抽筋时就需人体自行去拉开气囊栓，打开气罐放出气体以此充满事先准备的气囊达到救援作用。

基于现有市场的救援手环，还存有不足之处。其产品功能较为单一，一整个产品就唯有一个气囊及充气装置，且此产品主要用户是一些会游泳的人，而对于那些不会游泳的人来说，当他们掉入水中处于需要援救状态时，双手会本能的向两侧挥舞，而不会主动去打开救援手环，这就会造成手环存在形同虚设的场面。

Self Rescue Bracelet是华南农业大学艺术学院设计的溺水救援手环，此手环的优点为在使用者拉动手环后，使其迅速充气膨胀变成一个救生游泳圈，从而产生浮力，将人体托浮在水面上。但此产品也有着致命的缺陷，有实验证明，在拉开手环后，若不能及时抱住手环，人的头也不会第一时间浮出水面，再就是此手环需要手动打开气囊，限制了使用人员要在水下有较清晰的头脑，若人员在溺水时比较慌乱，极有可能连开关都打不开，最后就是，充气后，猛然抬起的手臂会破坏水中的平衡，会造成更大的危险。

“一种智能手环”(专利号：CN206684903U)的优点是带有防溺水手环复位按钮溺水手环设置按钮，通过水深压力传感器和心率传感器判断一个人是否溺水，如果判断为溺水则会通过GPS定位以及蓝牙定位显示溺水人的位置通知救援人员救援；如果判断失误可手动关闭警报，解除救援信息。但缺点是水深压力传感器对水深(数据)变化要求较高、不够灵敏且受到温度、电压尖峰、光照、电磁辐射、电气干扰、冲击和振动、过压等因素的影响；而且救援只能靠人工救援，并不能做到及时把溺水人员浮出水面，会错过最好的救援时间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动水上救援手环，来弥补上述缺陷。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

自动水上救援手环，该手环包括心率监测装置、光电传感器、比较器、A/D转换器、MCU、控制电路、报警装置、开关、取消按钮和充气装置；

心率监测装置通过光电容积脉搏波描记法测量脉搏，得到准确的脉搏数据；再通过光电传感器把被测量信号转换成光信号，然后借助光电元件将光信号转换成电信号；通过比较器将脉搏数据的均值与拟定的标准值进行比较，判断脉搏数据是否在安全范围之内；然后通过水导电装置开关来判断是否落水形成二道判断依据；接着，由A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传送给MCU处理，MCU通过对A/D转换器传来的数字信号进行处理，如果所测脉搏频率在危险频率范围之内，其产生控制信号启动报警装置，实现报警，并触发开关，启动充气装置使手环充气，进而使溺水者浮至水面。

进一步，所述光电传感器包括光源、光学通路和光电元件；光电传感器测量方法为吸收式、反射式、遮光式和辐射式；

进一步，所述取消按钮为在意外启动报警装置时，实现一键取消手环启动。

进一步，所述充气装置包括折叠气囊、压缩气瓶和气体电磁阀，压缩气瓶瓶身长度为83mm，瓶身直径为18mm，瓶口直径为7.3mm；折叠气囊处于密闭状态以防止气体的流散；气体电磁阀一个接口通过电焊方式与压缩气瓶相接来得到密闭条件，另一个接口与折叠气囊密闭相接；在开关打开后，气体快速充满折叠气囊，形成一个救援平台。

进一步，所述手环还包括WIFI模块、GPS模块、定时器模块、报警灯模块、电源模块、远距离通讯模块、蓝牙接收器和显示屏；

使用时，当佩戴者发生溺水情况时，自动启动报警灯模块，若没按动取消按钮，就激活GPS模块，通过WIFI模块发出报警信息和位置信息，传输到监控端，救生员的对应装置上通过蓝牙接收器确定溺水人员的具***置，便于援救；若是使用者并未有溺水危险但仍想得到救助，通过长按开关直接激活GPS模块向工作人员求助。

本发明的有益效果在于：

本发明能够自动触发气囊装置，解决了人员溺水后出现慌乱忘记打开手环的情况；

本发明的气囊装置为绑缚在腰上的环带装置，在气囊触发后能够使身体平稳上升，解决了气囊出发后，造成的使身体失去平衡而引起危险的问题；

本发明采用光电容积检测方法，检测结果的准确性高，检测时间短，解决了救援手环需要人员沉入水中后才能通过压力测得数据的问题，降低了人员溺亡的几率；

本发明具有智能救援气囊，能在检测到异常信号后就能够启动气囊对人员进行救援，并同时通知工作人员赶赴进行后续救援，弥补了救援手环只能通知人救援的缺陷，缩短了救援时间，保证了黄金救援时间，减小了救援难度。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为光电式传感器原理图；

图3为反射式光电元件测量方法；

图4为本发明运作原理图

图5为介质连接电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，自动水上救援手环，该手环包括心率监测装置、光电传感器、比较器、A/D转换器、MCU、控制电路、报警装置、开关、取消按钮和充气装置；

心率监测装置通过光电容积脉搏波描记法测量脉搏，得到准确的脉搏数据；再通过光电传感器把被测量信号转换成光信号，然后借助光电元件将光信号转换成电信号；通过比较器将脉搏数据的均值与拟定的标准值进行比较，判断脉搏数据是否在安全范围之内；然后通过水导电装置开关来判断是否落水形成二道判断依据；接着，由A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传送给MCU处理，MCU通过对A/D转换器传来的数字信号进行处理，如果所测脉搏频率在危险频率范围之内，其产生控制信号启动报警装置，实现报警，并触发开关，启动充气装置使手环充气，进而使溺水者浮至水面。

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量转换成光信号，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路、和光电元件三部分组成。光电传感器有吸收式、反射式、遮光式、辐射式等测量方法，光电容积法运用的是反射式测量方法。

如图2-图3所示，图中a1和a2分别为光源的光信号和光电转换元件接受的光信号，被测量为x1或x2，输出量为I。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器结构简单，形式灵活多样，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测与控制领域得到了广泛的应用。

如图4所示，以前端两个检测开关来判定人员是否溺水，检测信号1是将数据传至后台判定。若触水开关也闭合就将此信息交予处理器进行处理，进而打开救援装置。开关1为电子开关，由后台进行控制，当数据异常时开关闭合。开关2为电路开关，如图5所示，以水为介质连接电路。

综上所述：本发明过WIFI模块连接到相应的，把手环上传感器的信息发送到路由器，由路由器转发到控制终端进行分析，根据心率传感器判断心率，结合起来判断一个人是否溺水，如果确定为溺水，手环的发光模块就会亮，救援人员根据服务器返回的溺水者的位置以及蓝牙定位光源显示来快速找到溺水者进行援，如果是判断失误，游泳者可以通过手环上的按钮手动关闭手环的报警指示灯，说明人已经没事，不用救援。该装置有利于救生员及时发现险情进行营救，避免错过营救时间，也降低了成本的投入，避免资源的浪费。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.自动水上救援手环，其特征在于：该手环包括心率监测装置、光电传感器、比较器、A/D转换器、MCU、控制电路、报警装置、开关、取消按钮和充气装置；

心率监测装置通过光电容积脉搏波描记法测量脉搏，得到准确的脉搏数据；再通过光电传感器把被测量信号转换成光信号，然后借助光电元件将光信号转换成电信号；通过比较器将脉搏数据的均值与拟定的标准值进行比较，判断脉搏数据是否在安全范围之内；然后通过水导电装置开关来判断是否落水形成二道判断依据；接着，由A/D转换器将模拟信号转换成数字信号传送给MCU处理，MCU通过对A/D转换器传来的数字信号进行处理，如果所测脉搏频率在危险频率范围之内，其产生控制信号启动报警装置，实现报警，并触发开关，启动充气装置使手环充气，进而使溺水者浮至水面。

2.根据权利要求1所述的自动水上救援手环，其特征在于：所述光电传感器包括光源、光学通路和光电元件；光电传感器测量方法为吸收式、反射式、遮光式和辐射式。

3.根据权利要求1所述的自动水上救援手环，其特征在于：所述取消按钮为在意外启动报警装置时，实现一键取消手环启动。

4.根据权利要求1所述的自动水上救援手环，其特征在于：所述充气装置包括折叠气囊、压缩气瓶和气体电磁阀，压缩气瓶瓶身长度为83mm，瓶身直径为18mm，瓶口直径为7.3mm；折叠气囊处于密闭状态以防止气体的流散；气体电磁阀一个接口通过电焊方式与压缩气瓶相接来得到密闭条件，另一个接口与折叠气囊密闭相接；在开关打开后，气体快速充满折叠气囊，形成一个救援平台。

5.根据权利要求1所述的自动水上救援手环，其特征在于：所述手环还包括WIFI模块、GPS模块、定时器模块、报警灯模块、电源模块、远距离通讯模块、蓝牙接收器和显示屏；

使用时，当佩戴者发生溺水情况时，自动启动报警灯模块，若没按动取消按钮，就激活GPS模块，通过WIFI模块发出报警信息和位置信息，传输到监控端，救生员的对应装置上通过蓝牙接收器确定溺水人员的具***置，便于援救；若是使用者并未有溺水危险但仍想得到救助，通过长按开关直接激活GPS模块向工作人员求助。