CN109785583B - 一种溺水报警*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种溺水报警***，包括：可穿戴式溺水报警器、多个适于设置在泳池水面上的区域报警器以及安全监控设备。区域报警器以及安全监控设备与所述溺水报警器相互通信连接。安全监控设备，包括适于配置在泳池上方的无线收发器，无线收发器用于发射预定频率的无线信号。溺水报警器，用于监测由所述无线收发器发射的预定频率的无线信号，并在持续预定时间未监测到所述无线信号时，向外发射报警信号。区域报警器，用于接收所述溺水报警器发送的报警信号，根据报警信号发出警报以及生成报警信息，并将报警信息发送至安全监控设备。本发明能够提高报警机制的准确性和可靠性，并能实现多层级发出警报。

Description

一种溺水报警***

技术领域

本发明涉及救生应用技术领域，尤其是涉及一种溺水报警器。

背景技术

统计资料表明，溺水淹亡已成为3-23岁儿童非正常死亡的头号杀手，令人感到痛心的是，即使是在城市的标准游泳池中，也常常发生溺水淹亡的事故。目前，国内对游泳人员的溺水监测大都是依靠救护人员，通过肉眼观察来确定，还没有科学设备和手段，提供给救护人员及时而有效的溺水信息。如果溺水者没有被及时发现或者救护，则可能会发生溺水死亡的事故，因此溺水问题已成为一个非常重要的安全问题。在高温高湿的泳池环境中，由于器件多，电路复杂，因而此类设备相较其他运行环境均存在较大的故障机率，导致整套装置的可靠性降低。现有的溺水报警装置，设备之间相互依赖，缺一不可，任何一个设备出现故障，全***即刻失去应有的报警功能，更无法确定溺水者位置，浪费了宝贵的救援时间。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种溺水报警***，全***实现多级报警，并每一级均提供多对多的并发警报能力，不会因为个别设备的故障造成全***崩溃，能够提高报警机制的准确性、可靠性和实用性。

为实现上述目的，本发明提供一种溺水报警***，包括：

可穿戴式的溺水报警器、多个适于设置在泳池水面上的区域报警器以及适于设置在泳池上空的安全监控设备；所述区域报警器以及安全监控设备与所述溺水报警器相互通信连接；

所述溺水报警器，用于在水面监测由所述安全监控设备的无线收发器发射的第一预定频率的无线安全信号，并在持续预定时间未监测到所述无线安全信号时，通过多种传播介质向水面发射报警信号，以驱动信号覆盖范围内的若干个所述区域报警器，形成一对多的扩散报警效果；

所述区域报警器，用于接收所述溺水报警器在水下发送的报警信号，以及生成报警信息，并将所述报警信息发送至所述安全监控设备，同时根据所述报警信号发出区域声光警报；其中，泳池中若干个所述区域报警器能收到来自预定范围内的所述溺水报警器发送的报警信号，以形成并发警报；

所述安全监控设备，其具有部署于泳池上空的无线收发器，所述无线收发器不间断地发射具有第一预定频率的无线安全信号，作为安全识别信号供所述溺水报警器接收；所述无线收发器同时用于接收来自所述区域报警器发射的报警信息，并根据所述报警信息，发出警报。

优选地，所述多种传播介质包括超声波介质以及无线电波介质；所述溺水报警器包括第一无线通信模块、超声波发射器、无线电波发射器、第一级警报装置以及第一主控芯片；所述第一无线通信模块、所述超声波发射器、所述无线电波发射器、所述第一级警报装置，分别与所述第一主控芯片电连接；

所述第一无线通信模块，用于监测所述无线收发器发射的无线安全信号；

所述第一主控芯片，用于在判断所述第一无线通信模块持续预定时间未监测到所述无线安全信号时，判断自身处于水下时间超时，将当前的工作模式从安全状态切换为危险状态，进入危险状态时，所述第一主控芯片控制所述超声波发射器发出超声波报警信号，以及控制所述无线电波发射器发射出无线报警信号；

所述超声波发射器，受所述第一主控芯片的控制，发射具有第二预定频率的超声波报警信号，供水面上多个所述区域报警器接收，以作为第一级警报的第一触发信号；

所述无线电波发射器，受所述第一主控芯片的控制，发射具有第三预定频率的无线报警信号，此无线电波信号携带溺水报警器的地址码，供水面上的多个所述区域报警器接收，作为第一级警报的第二触发信号；

所述第一级警报装置，受所述第一主控芯片的控制，启动可听可见的声光警报，作为第一级警报。

优选地，适于按区域划分而分布于泳池水面的所述区域报警器包括所述第二无线通信模块、超声波接收器、无线电接收器、第二级警报装置以及第二主控芯片；所述第二无线通信模块、超声波接收器、无线电接收器、第二级警报装置分别与所述第二主控芯片电连接；

所述超声波接收器，用于接收所述溺水报警器发送的超声波信号，并在判断所述超声波信号为在危险状态下发送的第一级超声波报警信号时，将此判断状态发送给所述第二主控芯片；

所述无线电接收器，用于接收所述溺水报警器发送的无线电波信号，并在判断所述无线电波信号为在危险状态下发出的第一级无线报警信号时，从所述无线报警信号中获取所述溺水报警器的地址码时，将所述溺水报警器的地址码发送给所述第二主控芯片；

所述第二主控芯片，用于在接收到第一级超声波报警信号时，记录超声波报警信号接收时间，并控制所述第二级警报装置，发出相应的声光警报；

所述第二主控芯片，还用于在接收到第一级无线报警信号，获得所述溺水报警器的地址码时，记录无线报警信号接收时间，控制所述第二级警报装置，发出无线报警相应的声光警报；同时启动第二无线通信模块，将此报警事件向泳池上空的若干个所述安全监控设备的无线收发器发射报警信息；由于每个所述的区域报警器发射的报警信息为若干个所述安全监控设备的无线收发器接收，形成第二级扩散报警；

所述第二无线通信模块，受所述第二主控芯片的控制，向部署于泳池上空若干个所述安全监控设备的无线收发器发射报警信息；

所述报警信息内容包括无线报警信号接收时间、超声波报警信号接收时间、溺水报警器地址码、区域报警器地址码；

所述第二级警报装置，受所述第二主控芯片的控制，发出声光警报，以作为第二级警报。

优选地，作为第二级警报的声光警报中，灯光为爆闪灯光，并以约定的频率节奏闪烁。

优选地，所述安全监控设备包括第三级警报装置以及第三主控芯片，所述第三级警报装置与所述第三主控芯片电连接；

所述第三主控芯片，连接所述无线收发器，在预定频率始终处于发送安全信号的状态，发送安全信号标识供所述的溺水报警器器接收；

所述第三主控芯片，还连接所述无线收发器，在预定频率始终处于等待接收报警信息的状态，接收来自任何一个所述的区域报警器的报警信息；

所述第三级警报装置，接受所述第三主控芯片的控制，在收到所述第三主控芯片发出警报指令时，发出声光警报，以作为第三级警报。

优选地，所述安全监控设备的数量为多个；单个所述区域报警器发出无线信号在覆盖范围内，能够驱动多个所述安全监控设备，各自启动第三级警报，形成扩散效果，并根据所述报警信息，控制所述第三级警报装置发出***级的声光及大屏幕图形化的警报。

优选地，所述安全监控设备还包括定位模块、通信模块、译码模块；所述定位模块、通信模块、译码模块分别与所述的第三主控芯片电连接；

所述定位模块，用于获取所述第三主控芯片接收的所述溺水报警器的地址码及若干所述区域报警器地址码，并根据每个区域报警器上报的无线报警信号接收时间、超声波报警信号接收时间，进行计算得出所述溺水警报器相对于泳池的坐标值；

所述译码模块，用于所述第三主控芯片将所述溺水报警器地址码查询转译为溺水者姓名，合并定位坐标值组成报警文本信息，通过通信模块送给大屏显示；

所述通信模块，用于所述第三主控芯片将所述报警文本信息，发送给相关联的两个以上的用户终端。

本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、本发明将无线信号持续消失时间超过预定时间作为溺水判定条件之一，增加溺水状况判断条件。

2、本发明具有多层次的独立报警机制包括溺水报警器、区域报警器以及安全监控设备都可以自主报警，保证快速有效的报警。

3、本发明能针对溺水事件，驱动区域报警器发出报警，相邻区域报警器并行报警，表现为整体***运行可靠，强化报警视听效果；

4、本发明采取多对多逐级扩散的报警策略，实现多层次的警报放大效应，客观上进一步提高了***运行的可靠性，提高了对溺水事件的监控与救援力度。

5、本发明能耐高温、高湿环境，每个区域报警器都是独立运行，在泳池水平面上互不干扰，稳定可靠，任何一个区域报警器出现故障都不影响整体报警效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种溺水报警***的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种溺水报警器的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的一种区域报警器的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种安全监控设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图4，本发明实施例提供了一种溺水报警***，包括：

可穿戴式的溺水报警器2、多个适于设置在泳池水面上的区域报警器3以及适于设置在泳池上空的安全监控设备1；所述区域报警器3与所述安全监控设备1以及所述溺水报警器1相互通信连接。其中：

所述溺水报警器2，用于在水面监测由所述安全监控设备1的无线收发器11发射的第一预定频率的无线安全信号，并在持续预定时间未监测到所述无线安全信号时，通过多种传播介质向水面发射报警信号，以驱动信号覆盖范围内的若干个所述区域报警器，形成一对多的扩散报警效果。

在本实施例中，考虑到无线信号在水中的衰减速度快，因此本实施例中优先采用具有频率高于2.4GHz的无线收发器11作为通信基站，例如，所述无线收发器11为LC12S。当然，可以理解的是，在本发明的其他实施例中，所述无线收发器11也可以根据实际的需要对应配置，例如，还可以采用无线WiFi AP路由器、ZigBee基站、蓝牙基站、LoRa基站等，其具体型号可根据实际需要进行配置，本发明不做具体限制。

在本实施例中，为了避免单种传播介质不稳定或者故障而产生的无法正常报警的问题，本实施例的溺水报警器2采用了多种传播介质向水面发射报警信号，以增加报警的可靠性。

例如，所述多种传播介质包括超声波介质、无线电波介质、可见光介质、可听声音介质。

则在此种情况下，所述溺水报警器2包括第一无线通信模块21、超声波发射器23、无线电波发射器22、第一级警报装置24以及第一主控芯片20；所述第一无线通信模块21与所述第一主控芯片20之间采用UART连接；所述超声波发射器22与所述第一主控芯片20之间采用PIO连接；所述无线电波发射器23与所述第一主控芯片20之间采用PIO连接；所述第一级警报装置24与所述第一主控芯片20之间采用PIO连接。

在本实施例中，所述第一主控芯片20为STM8S103K3T6C，当然，需要说明的是，所述第一主控芯片20也可以为其他型号主控芯片，其具体可根据实际需要设置，在此，本发明不做具体限制。

在本实施例中，所述第一无线通信模块21为LC12S，无线频率为2.4GHz；超声波发射器23为YH-82，超声波频率为40KHz；无线电波发射器22为H34C-315，无线频率为315KHz。

具体工作过程中，在正常情况下，所述第一无线通信模块21能够接收到所述无线收发器11发射的无线安全信号，在这种情况下，说明用户是安全的。但是，当所述第一无线通信模块21在持续预定时间未能接收到无线安全信号时(由于无线电磁波在水中传播的衰耗比在空气中传播的衰耗大，无线电磁波的频率越高，衰减越快。因此当用户处于水中的深度较深时，无线信号在水中的穿透距离有限，导致第一无线通信模块21无法检测到由无线收发器11发射的无线安全信号)，则说明用户可能发生了溺水，则此时所述溺水报警器2需要发出报警信号。其中，基于当人溺水时，大量的水、泥沙、杂物经过口、鼻灌入落水者的肺部，会引起呼吸道阻塞、缺氧和昏迷直至死亡。这一过程发展十分迅速，往往只需2-4分钟就会停止呼吸导致死亡，所以对溺水者的抢救，必须争分夺秒。在本实施例中，所述信号持续消失时间为优选为15秒。当然，可以理解的是，在本发明的其他实施例中，也可以根据实际的情况设定信号持续消失时间，例如10秒、17秒、20秒等，甚至更长时间，本发明在此不做具体的限制。

在本实施例中，当所述第一主控芯片20在判断所述第一无线通信模块21持续预定时间未监测接收到所述无线安全信号时，判断自身处于水下时间超时，将当前的工作模式从安全状态切换为危险状态，进入危险状态时，所述第一主控芯片20控制所述超声波发射器23发出超声波报警信号，以及控制所述无线电波发射器22发射出无线报警信号，其中，此无线电波信号携带溺水报警器的地址码。

更进一步的，所述第一主控芯片20还将控制所述第一级警报装置24启动可听可见的约定频率声音、约定波长光的警报，作为第一级警报，如此，可以引起附近的其他游泳者的警觉，以及时发现该溺水者，并第一时间施与援手或者通知相关救生人员进行搭救。

在本实施例中，优选地，所述第一无线通信模块21可为LC12S。当然，需要说明的是，所述第一无线通信模块21也可以为其他型号的无线通信模块，其具体可根据实际需要设置，但需满足能够与所述无线收发器11相匹配。当然，需要说明的是，ZigBee模块、蓝牙模块、WIFI模块以及移动通信模块等无线通信模块也均在本发明的保护范围之内，在此不再赘述。

需要说明的是，所述溺水报警器2可以安装在泳帽、泳镜、泳衣上，或单独作为可穿戴设备佩戴在游泳者身上，其具体固定方式与固定位置本发明不做具体限定。

所述区域报警器3，用于接收所述溺水报警器2在水下发送的报警信号，以及生成报警信息，并将所述报警信息发送至所述安全监控设备1，同时根据所述报警信号发出区域声光警报；其中，泳池中若干个所述区域报警器3能收到来自预定范围内的所述溺水报警器2发送的报警信号，以形成并发警报。

参阅图3，在本实施例中，所述区域警报器3包括：第二级警报装置31、超声波接收器34、无线电接收器32、第二无线通信模块33以及第二主控芯片30；所述第二级警报装置31与所述第二主控芯片30之间采用PIO连接，超声波接收器34与所述第二主控芯片30之间采用PIO连接，无线电接收器32与所述第二主控芯片30之间采用PIO连接，第二无线通信模块33与所述第二主控芯片30之间采用UART连接。

在本实施例中，所述第二主控芯片30为stm32f103rct6，当然，需要说明的是，所述第二主控芯片30也可以为其他型号的主控芯片，其具体可根据实际需要设置，在此，本发明不做具体限制。

其中，所述超声波接收器34在接收所述溺水报警器2发送的超声波信号，并在判断所述超声波信号为在危险状态下发送的第一级超声波报警信号时，将此判断状态发送给所述第二主控芯片30。同样的，所述无线电波接收器32接收所述溺水报警器2发送的无线电波信号，并在判断所述无线电波信号为在危险状态下发出的第一级无线报警信号时，从所述无线报警信号中获取所述溺水报警器的地址码，将所述溺水报警器的地址码发送给所述第二主控芯片30。

当所述第二主控芯片30在接收到第一级超声波报警信号时，其记录超声波信号接收时间，并控制所述第二级警报装置31，发出相应的声光警报。

所述第二主控芯片30，还用于在接收到第一级无线报警信号，获得所述溺水报警器2的地址码时，记录无线报警信号接收时间，控制所述第二级警报装置31，发出相应的声光警报。同时所述第二主控芯片30还用于将接收到此报警数据记录，编辑为报警信息帧(报警帧结构：“溺水报警器2地址码+区域报警器3地址码+无线报警信号接收时间+超声波报警信号接收时间”)向泳池上空的若干个所述安全监测设备1的无线收发器11发射报警信息；由于每个所述的区域报警器3发射的报警信息为若干个所述安全监控设备1的无线收发器11接收，故而形成第二级扩散。

在本实施例中，所述第二级警报装置31包括第一警报灯(图未示出)、第二警报灯(图未示出)以及蜂鸣器(图未示出)。其中，在接收到所述超声波接收器34的超声波报警信号时，所述第二主控芯片30控制所述第一警报灯发光以及所述蜂鸣器发出警笛声；在接收到所述无线电接收器32的无线报警信号时，蜂鸣器控制所述第二警报灯发光以及所述蜂鸣器发出警笛声。

在本实施例中，所述第一警报灯可以是黄色警灯或者其他颜色的警灯，所述第二警报灯可以是红色警报灯或者其他颜色的警灯，本发明不做具体限定，只需要确保第一警报灯颜色与第二警报灯颜色能区分即可。此外，所述蜂鸣器也可以是报警器、电铃、警铃或者其他可以进行报警提醒的设备，本发明不做具体限制。其中，为了便于说明，以所述第一警报灯为黄色警灯、第二警报灯为红色警灯为例进行说明。

在本实施例中，考虑到无线电波信号传输距离比超声波信号传输距离短，因此，在本实施中，采用无线电接收器32接收近距离溺水的报警信号，采用选择315兆频率，而433MHz、1.2GHz、2.4GHz等其它无线电频率信号同样可以应用在此处，这些均在本发明的保护范围之内，在此不再赘述。当然，需要说明的是，在本实施例中，所述无线电接收器32可以为LR35A，接收315MHz无线电波信号，所述无线电接收器32还可以根据实际情况选择相应型号的无线电接收器，例如KYL-324，在此，本发明不做具体限制。

在本实施例中，考虑到超声波信号在水中传输距离远，其接收范围相对较大，因此，在本实施中，选择超声波频率为40KHz，而28KHz、60KHz等其它频率同样可以应用在此处，这些均在本发明的保护范围之内，在此不再赘述。在本实施例中，所述超声波接收器34可以为HC-SR04P，当然，需要说明的是，在本实施例中，所述超声波接收器34还可以根据实际情况选择相应型号的超声波接收器34，在此，本发明不做具体限制。

在本实施例中，所述第二无线通信模块33可以选用433MHz、315MHz、WIFI模块、ZigBee模块、蓝牙模块、Lora模块、NB-IOT模块、2G/3G/4G/5G移动通信模块等，在此，本发明不做具体限制。

在本实施例中，所述区域警报器3的外壳形状可以呈圆球、圆柱形或其他形状等这些均在本发明的保护范围之内，在此，本发明不再赘述。在本实施例中，所述区域报警器3根据漂浮原理进行设计，例如，可参考船漂浮于水面或是如不倒翁的空心葫芦，将重心设计于水面下同时漂浮于水面的原理等进行设计，使得所述区域报警器3始终漂浮于泳池水面上。当然，需要说明的是，所述区域报警器3还可以设计为壁挂式镶嵌于池壁水面处。每个区域报警器3都是独立运行，在泳池水平面上互不干扰，稳定可靠，任何一个区域报警器3出现故障都不影响整体报警。而且，本实例中，所述无线电接收器32设计有效接收距离至少能接收半径7.5米范围内的无线电波信号，可以根据实际泳池的大小、形状配置其他无线电传送距离；所述超声波接收器34至少能接收到半径16米范围内的超声波信号，甚至更远，可以根据实际泳池的大小、形状配置其他超声波传送距离。具体地，所述区域报警器3适于设置于泳池水面上，可以以预定的行距和列距进行排列遍布于泳池上，当然，需要说明的是，也可以根据实际泳池的形状情况设置于泳池水面上，。

穿戴有所述溺水报警器2游泳者处于若干个所述区域报警器3之间，且每个所述区域报警器3独立工作，互不影响。在正常情况下所述区域报警器3处于静默状态。但是，当所述区域报警器3的无线电波接收器32接收到溺水报警器2的无线电波发射器22发送的无线电波信号时，第二主控芯片30能够控制第二警报灯亮起红色警灯以及控制蜂鸣器进行发声报警。使得泳池半径7.5米的区域的若干个区域报警器同时周期性红灯闪烁，蜂鸣器鸣响，使得泳池救生员极易辨别溺水点，及时进行施救。若所述超声波接收器34接收到的溺水报警器2的超声波发射器23发送的超声波信号时，则所述第二主控芯片30控制所述第一警报灯亮起黄色警灯以及控制蜂鸣器进行发声报警。使得泳池半径16米的区域若干个区域报警器同时周期性黄灯闪烁，蜂鸣器鸣响，使得泳池救生员极易辨别溺水区域，及时进行施救并具有多层次独立报警机制。

在本实施例中，所述安全监控设备1包括：第三级警报装置12、无线收发器11以及第三主控芯片10；所述第三级警报装置12与所述第三主控芯片10之间采用PIO连接，无线收发器11与所述第三主控芯片10之间采用UART连接。

所述安全监控设备1的数量为多个；单个所述区域报警器3发出无线信号在覆盖范围内，能够驱动多个所述安全监控设备1，使得各个安全监控设备1能够各自启动第三级警报，形成扩散效果，并根据所述报警信息，控制所述第三级警报装置发出***级的声光及大屏幕图形化的警报。

在本实施例中，所述第三主控芯片10为stm32f103rct6，当然，需要说明的是，所述第三主控芯片10也可以为其他型号的主控芯片，其具体可根据实际需要设置，在此，本发明不做具体限制。

更进一步的，请参阅图4，在本实施例中，所述监控安全设备1还包括译码模块15、通信模块13、定位模块14以及第三主控芯片10。所述译码模块15与所述第三主控芯片10之间采用UART连接，通信模块13与所述第三主控芯片10之间采用UART连接，定位模块14与所述第三主控芯片10之间采用UART连接，其中：

所述定位模块14，用于获取所述第三主控芯片10接收的所述溺水报警器1的地址码及若干所述区域报警器3的地址码，并根据每个区域报警器3上报的无线报警信号接收时间、超声波报警信号接收时间，进行计算得出所述溺水警报器相对于泳池的坐标值，发送给第三主控芯片10，供其控制在大屏幕上显示。

所述译码模块15，用于所述第三主控芯片10将所述溺水报警器地址码查询转译为溺水者姓名，合并定位坐标值组成报警信息，。

所述通信模块13，用于所述第三主控芯片10将所述溺水事件信息，发送给相关联的两个以上的用户终端。

在本实施例中，所述通信模块13可以选用WIFI设备、2G/3G/4G/5G移动通信设备等各种可能的通信技术，在此，本发明不做具体限制。

具体地，所述无线收发器11接收到多个区域报警器3并行发送的“溺水报警器2地址码+区域报警器3地址码+无线报警信号接收时间+超声波报警信号接收时间”报警信息帧，并将收到的所述报警信息帧转发至第三主控芯片10，第三主控芯片10接收上述多个区域报警器3的报警信息帧，转发至定位模块14，由于相邻的多个区域报警器3组成的区域是预先进行预分区及编码(编码表)，定位模块14针对接收到的多个相邻的区域报警器3的报警信息帧，计算溺水点与各个区域报警器的距离，并根据所述预分区编码表判断出溺水定位点在泳池的相对坐标，并编辑为：“溺水报警器2地址码+区域码+无线报警信号接收时间+相对坐标(x,y)”的定位信息帧，并所述定位信息帧发送至第三主控芯片10。

当然，可以理解的是正常情况下，定位模块14收到所述定位信息帧至少包括2至3个相邻的区域报警器3发送的报警信息帧的内容，生成的定位精度较高(<7.5米)的定位信息帧；极端情况下，当相邻的所述区域报警器发生故障时，仅有一个所述区域报警器3发送的报警信息帧，所述定位模块14可依据此所述区域报警器所在的位置做为定位坐标，编辑生成相对精度较低(半径7.5米范围)：“溺水报警器2地址码+区域码+无线报警信号接收时间+区域报警器坐标(x,y)”定位信息帧。

第三主控芯片10将所述定位信息帧，转发至所述译码模块15；接收到所述定位信息帧，将所述溺水报警器2地址码翻译为人名，并编辑生成与施救报警相关的溺水事件信息帧发送至第三主控芯片10，溺水事件信息帧内容如：“XXX在XXX泳池的XX区域发生溺水事故，请救生人员立刻施救”或其他文本表述形式。

第三主控芯片10将溺水事件信息帧通过通信模块13发送至云语音服务器以合成语音，并将语音进行播报，

第三主控芯片10将事件信息帧发送至通信模块13，发送至相关联的两个以上的用户终端。

在本实施例中，第三主控芯片10获得所述定位(区域码)后，以区域码为要素编辑时间与施救报警的文本信息。并将所述文本信息提交至云语音服务器，以合成语音，并进行语音播报或者将语音发送给关联的用户终端。具体地，所述安全监控设备1通过通信模块13连接网络的云语音服务器，将简讯信息通过人工智能进行合成语音，并自动呼叫相关各方手机、呼叫中心、值班电话、对讲机等语音终端，自动播报语音简讯。例如：通过安全监控设备1进行播放如下语音施救信息：“请注意，在D6区域发生溺水事故，所有人员请撤离至岸上，救生员请立即施救”。当然，需要说明的是，所述溺水报警***还内置有电话呼叫***、短信推送模块等，当发生溺水时，所述溺水报警***将所述报警信息自主呼叫求救电话以及推送报警事件至关联用户终端等。

本发明具备开放性，能够实现各层次可以相对独立的向现场的人和其他设备发出多种报警信号。每个区域产生的多维报警信号传播是交叉覆盖的，在形成报警能力时又是互相叠加、互相加固，具备强势表达效果，提高了报警功能的可靠性。本发明所述的安全监控设备1，其外设至少两个无线收发器11，每个收到报警信号的区域警报器3均主动向安全监控设备1发送的溺水事件数据记录，安全监控设备1收到每条事件记录，即可在屏幕上绘出溺水事件：溺水者姓名、溺水位置的表达图形，同时发出警铃，提醒泳池管理人员。区域警报器3，内置相应的超声波接收器34及无线电波接收器32，可以接收溺水报警器2发送的超声波信号及无线电波报警信号，使得区域报警器3根据接收到的不同介质报警信号驱动不同的警报形式：不同警笛声音、闪烁不同颜色的警灯，提醒救生员立刻施救。而所述溺水报警器2能分别发出超声波信号与无线电波信号，实现双介质同时报警。

参见图1，在第一实施例的基础上，本实施例的一优选实施例中，所述还包括应急云服务平台4，用于将所述接收安全监控设备1发送的报警信息发送给相关联的两个以上的用户终端，以使得用户终端根据所述报警信息进行应急处理。

在本实施例中，所述安全监控设备1发送的报警信息包括时间、泳池名字、溺水区域码、溺水人ID(溺水人姓名、溺水人相关人员手机号码等等)。所述应急云服务平台在接到安全监控设备1发送的报警信息后，启动应急机制：

(1)、向当事人的相关人员的应急APP推送事件信息。

(2)、发起可视电话会议呼叫，将现场视频、现场对讲机、管理员手机、120急救中心、社区医院等等相关单位召开在线视频会议指导泳池救生事宜。

具体地，在本实施例中，所述安全监控设备1能实时采集游泳池当前发生溺水事件的警报信息，编辑为简讯信息，根据其注册登记的相关信息，迅速分发至相关泳池责任人、管理者、家属、行业管理中心、保险公司、应急救助机构等关联方的手机、呼叫中心、信息中心。

为便于对本发明的理解，以下从整体来详细描述本实施例的溺水报警***的工作过程以及原理：

超声波与无线电磁波的物理特性如下：

1、无线电磁波在水中传播的衰耗比在空气中传播的衰耗大；无线电磁波的频率越高，衰减越快；

2、无线电磁波在水中的传播速度约为2.20x10^8米/秒；声波在水中传播速度比空气中传播的速度快，声波在水中的传播速度约为1500米/秒。

根据上述特性1：以泳池水面为分界面，基于无线电磁波由空中入射水面信号强度陡降的特性，可以预设水下信号强度值作为警戒线；无线收发器11作为安全识别信号源，应选用较高的频率，入水衰耗快，故无线收发器11的安全识别信号源应选用较高的频率，如2.4GHz。依据特性2：两点间无线电波与声波传送到达的时间差，可以用于测量距离。

可以将此特性量化为水下状态判断条件，即为溺水报警器2所用。首先在泳池上方设置“安全监控设备1的无线收发器11”，处于不断发出“安全识别信号”的广播信号。采用接收无线收发器11的广播信号作为溺水状态的监测条件，当收到信号强度低于警戒线时，收不到安全识别信号，并持续一定的时长，判定出现异常状态，此方法作为游泳者随身佩戴的溺水报警器2其中的溺水传感器，应能及时发现异常——溺水状态发生，即时启动报警流程。

溺水报警器2启动报警流程：分别发出超声波报警信号与无线报警信号，实现双介质同时报警。超声波有效传播半径要大于无线电波有效传播半径，小半径的无线电传播范围直接表达为溺水发生点的警报区域，大半径的超声波范围就是警示公告区域；由于水中溺水报警器2发生的声波速度与电磁波速度的差异超过10的5次方，两点间的电磁波到达时间相对于声波到达时间几乎可以忽略不计。

水面部署区域警报器3，内置相应的超声波接收器及无线电波接收器，可以接收溺水报警器2发生的超声波及无线电波警报信号，不同的介质信号驱动不同的警报形式：不同警笛声音、闪烁不同颜色的警灯，提醒救生员立刻施救。

由于每个区域警报器3的部署区域不同，水下无线信号的小半径决定少数区域警报器能同时收到超声波信号与无线电波信号，所以无线电波信号驱动警报形式优先表达。每个接收到报警信号的区域警报器3都通过无线收发器11，向“安全监控设备1”发送报警数据帧：溺水报警器2的地址码、区域警报器3地址码、无线报警信号接收时间、超声波报警信号接收时间。

每个泳池设置“安全监控设备1”，其外设两个以上无线收发器11，每个收到溺水报警器2报警信号的区域警报器3均主动向中心发送的溺水事件数据记录，安全监控设备1收到每条事件记录，即可在安全监控设备1的中心屏幕上绘出溺水事件：溺水者姓名、溺水位置的表达图形，同时发出警铃，提醒泳池管理人员。

溺水点定位方法：可以将两点之间的双介质报警信号的接收时间的差值△T，作为声波达到区域警报器3的时间，也就意味溺水点至区域警报器3两点间距离确定：r＝△T*1500，从单个区域报警器3求得与可能的溺水位置关系，就是以区域警报器3为圆心，以r为半径的圆周轨迹函数；若干个接收到无线信号的区域警报器3各自求得不同的r，在游泳池的平面图上构成若干个不同半径的圆的关系，取得若干个圆的交集点区就求得相对准确的溺水点坐标。

本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域普通技术人员在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上做任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种溺水报警***，其特征在于，包括：

可穿戴式的溺水报警器、多个适于设置在泳池水面上的区域报警器以及适于设置在泳池上空的安全监控设备；所述区域报警器以及安全监控设备与所述溺水报警器相互通信连接；

所述溺水报警器，用于在水面监测由所述安全监控设备的无线收发器发射的第一预定频率的无线安全信号，并在持续预定时间未监测到所述无线安全信号时，通过多种传播介质向水面发射报警信号，以驱动信号覆盖范围内的若干个所述区域报警器，形成一对多的第一级扩散报警效果；

所述区域报警器，用于接收所述溺水报警器在水下发送的报警信号，以及生成报警信息，并将所述报警信息发送至所述安全监控设备，同时根据所述报警信号发出区域声光警报；其中，泳池中若干个所述区域报警器能收到来自预定范围内的所述溺水报警器发送的报警信号，以形成并发警报；

所述安全监控设备，其具有部署于泳池上空的无线收发器，所述无线收发器不间断地发射具有第一预定频率的无线安全信号，作为安全识别信号供所述溺水报警器接收；所述无线收发器同时用于接收来自所述区域报警器发射的报警信息，并根据所述报警信息，发出警报。

2.根据权利要求1所述的溺水报警***，其特征在于，所述多种传播介质包括超声波介质以及无线电波介质。

3.根据权利要求2所述的溺水报警***，其特征在于，所述溺水报警器包括第一无线通信模块、超声波发射器、无线电波发射器、第一级警报装置以及第一主控芯片；所述第一无线通信模块、所述超声波发射器、所述无线电波发射器、所述第一级警报装置分别与所述第一主控芯片电连接；

所述第一无线通信模块，用于监测所述无线收发器发射的无线安全信号；

所述第一主控芯片，用于在判断所述第一无线通信模块持续预定时间未监测到所述无线安全信号时，判断自身处于水下时间超时，将当前的工作模式从安全状态切换为危险状态，进入危险状态时，所述第一主控芯片控制所述超声波发射器发出超声波报警信号，以及控制所述无线电波发射器发射出无线报警信号；

所述超声波发射器，受所述第一主控芯片的控制，发射具有第二预定频率的超声波信号，供水面上多个所述区域报警器接收，以作为第一级警报的第一触发信号；

所述无线电波发射器，受所述第一主控芯片的控制，发射具有第三预定频率的无线电波信号，此无线电波信号携带溺水报警器的地址码，供水面上的多个所述区域报警器接收，作为第一级警报的第二触发信号；

所述第一级警报装置，受所述第一主控芯片的控制，启动可听可见的声光警报，作为第一级警报。

4.根据权利要求3所述的溺水报警***，其特征在于，适于按区域划分而分布于泳池水面的所述区域报警器包括第二级警报装置、超声波接收器、无线电接收器、第二无线通信模块以及第二主控芯片；所述第二级警报装置、超声波接收器、无线电接收器、第二无线通信模块分别与所述第二主控芯片电连接；

所述超声波接收器，用于接收所述溺水报警器发送的超声波信号，并在判断所述超声波信号为在危险状态下发送的第一级超声波报警信号时，将此判断状态发送给所述第二主控芯片；

所述无线电接收器，用于接收所述溺水报警器发送的无线电波信号，并在判断所述无线电波信号为在危险状态下发出的第一级无线报警信号时，从所述无线电波信号中获取所述溺水报警器的地址码时，将所述溺水报警器的地址码发送给所述第二主控芯片；

所述第二主控芯片，用于在接收到第一级超声波报警信号时，记录超声波信号接收时间，并控制所述第二级警报装置，发出相应的声光警报；

所述第二主控芯片，还用于在接收到第一级无线报警信号，获得所述溺水报警器的地址码时，记录无线报警信号接收时间，控制所述第二级警报装置，发出无线报警相应的声光警报；同时启动第二无线通信模块，将此报警事件向泳池上空的若干个所述安全监控设备的无线收发器发射报警信息；由于每个所述的区域报警器发射的报警信息为若干个所述安全监控设备的无线收发器接收，形成一对多的第二级扩散报警效果；

所述第二无线通信模块，受所述第二主控芯片的控制，向部署于泳池上空若干个所述安全监控设备的无线收发器发射报警信息；

所述报警信息内容包括无线报警信号接收时间、超声波报警信号接收时间、溺水报警器地址码、区域报警器地址码；

所述第二级警报装置，受所述第二主控芯片的控制，发出声光警报，以作为第二级警报。

5.根据权利要求4所述的溺水报警***，其特征在于，作为第二级警报的声光警报中，灯光为爆闪灯光，并以约定的频率节奏闪烁。

6.根据权利要求5所述的溺水报警***，其特征在于，所述安全监控设备还包括第三级警报装置以及第三主控芯片，所述第三级警报装置与所述第三主控芯片电连接；

所述第三主控芯片，用于接收无线收发器发送的在预定频率始终处于等待接收所述报警信息的状态，接收来自任何一个区域报警器的报警信息；

所述第三级警报装置，接受所述第三主控芯片的控制，在收到所述第三主控芯片发出警报指令时，发出声光警报，以作为第三级警报。

7.根据权利要求6所述的溺水报警***，其特征在于，所述安全监控设备的数量为多个；单个所述区域报警器发出的无线信号在覆盖范围内，能够驱动多个所述安全监控设备，各自启动第三级警报，形成扩散效果，并根据所述报警信息，控制所述第三级警报装置发出***级的声光及大屏幕图形化的警报。

8.根据权利要求7所述的溺水报警***，其特征在于，所述安全监控设备还包括定位模块、译码模块、通信模块；所述定位模块、译码模块、通信模块分别与所述的第三主控芯片电连接；

所述定位模块，用于获取所述第三主控芯片接收的所述溺水报警器的地址码及若干所述区域报警器地址码，并根据每个区域报警器上报的无线报警信号接收时间、超声波报警信号接收时间，进行计算得出所述溺水报警器相对于泳池的坐标值；

所述译码模块，用于所述第三主控芯片将所述溺水报警器地址码查询转译为溺水者姓名，合并定位坐标值组成报警文本信息，通过通信模块送给大屏显示；

所述通信模块，用于所述第三主控芯片将所述报警文本信息，发送给相关联的两个以上用户终端。

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