一種可攜式智能電子救生圈控制器的製作方法
2023-07-05 08:54:41 3
專利名稱：一種可攜式智能電子救生圈控制器的製作方法
技術領域：
本發明屬於救生設備技術領域，涉及一種電子救生圈控制器，尤其是一種可攜式智能電子救生圈控制器。
背景技術：
遊泳是一種很好的大眾化的水上鍛鍊方式，但無論對於會遊泳者還是不會者，如果沒有有效的保護措施，其危險係數都較大。特別是在一些邊遠不發達的地區，到了夏天許多遊泳愛好者都會在湖泊、水庫等一些自然水域遊泳，這樣安全係數更低。對安全係數要求較高的除遊泳還有:水上作業、水上戰鬥、水上跳傘、抗洪搶險等，智能電子救生圈是一種水上自救裝置，當人急需時能自動或手動控制迅速充氣，完成水上救生。現有的各種遊泳救生器、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具有一定的浮力，但由於體積太大或攜帶不方便，一般會遊泳者不會願意隨身攜帶，而且無法應付一些突發事件如腿抽筋和溺水等。針對上述在遊泳時突發的一些狀況，為了使人們能在盡情享受遊泳帶來的快樂的同時，也能保護好自己的人身安全，
發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種可攜式智能電子救生圈控制器，其結構簡單、安裝方便，可在現有的腰帶上進行安裝使用，在遇到突發狀況時，可以將手動開關按下也可以電子設定觸發，能在較短時間內完成充氣，並可給遊泳者供氧，對遊泳愛好者和突發溺水事件能起到一定的救助作用。本發明的目的是通過以下技術方案來解決的:這種可攜式智能電子救生圈控制器，其特徵在於，包括控制電路以及分別與控制電路連接的採樣電路和執行電路；所述採樣電路採集人體在水中所處狀態包括水壓、波紋幹擾、人體機能、電池電量，產生採樣信號；所述控制電路綜合分析所述採樣信號，做出判斷然後發出相應控制信號；執行電路根據所述控制信號，將救生圈充氣增大浮力以保證人員的安全，並且發出報警信號。上述採樣電路包括水壓監測電路、濾波抗幹擾電路、A/D轉換電路、人體機能監測模塊、電池供電電路、低電量報警電路；所述水壓監測電路通過濾波抗幹擾電路和A/D轉換電路與控制電路連接；所述人體機能監測直接與控制電路連接；所述電池供電電路通過低電量報警電路與控制電路連接。上述控制電路以stcl2c系列單片機作為其控制核心。上述執行電路包括直接與控制電路連接的觸發充氣電路、報警電路；所述報警電路的輸出端連接有LED和警鈴。本發明具有以下有益效果:
本發明結構簡單、安裝方便，可在現有的腰帶上進行安裝使用，在遇到突發狀況時，可以將手動開關按下也可以電子設定觸發，能在較短時間內完成充氣，並可給遊泳者供氧，對遊泳愛好者和突發溺水事件能起到一定的救助作用。
圖1可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。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:參見圖1，本發明的該種可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連接的採樣電路I和執行電路3 ;採樣電路I採集人體在水中所處狀態包括水壓、波紋幹擾、人體機能、電池電量，產生採樣信號；控制電路2綜合分析所述採樣信號，做出判斷然後發出相應控制信號；執行電路3根據所述控制信號，將救生圈充氣增大浮力以保證人員的安全，並且發出報警信號。所述控制電路2以stcl2c系列單片機作為其控制核心，輸入差分放大電路，內置A/D轉換、LED顯示及採樣電路的控制電路。所述採樣電路包括水壓監測電路、濾波抗幹擾電路、A/D轉換電路、人體機能監測、電池供電、低電量報警，所述水壓監測電路，通過遊泳者腰部的水深檢測模塊，檢測遊泳者所處的狀態，若檢測到遊泳者的腰部處於危險深度以下時，傳感器反饋危險信號。採集人體在水中所處狀態包括水壓、波紋幹擾、安全體位、電池電量，產生採樣信號。所述濾波抗幹擾電路，對採樣的數據採取兩次中值濾波，在較大程度減少偶然因素的影響，對於潛水，可將設置的最大觸發充氣時間大於遊泳者的最大潛水時間IOs以上，通常為Imin左右，這樣如果遊泳者在最大安全時間內重新處於安全狀態，計時器清零，達到防止誤判斷的目的。所述A/D轉換電路，將採集的實時變化的模擬信號轉換為控制電路識別的數位訊號，通過高低電平的輸入判斷，更直接有效的發出控制指令。所述的人體機能監測模塊具有人體機能監測功能，監測遊泳者發生溺水時的一些共同點，如遊泳者會驚慌失措，用力掙扎，在2-3min鍾內上下浮動，但是頭部露出水面能呼吸的時間不會超過5s，遊泳者正常遊泳時，腰部會比直立在水中時的水位要淺，將人淹沒時的腰部水深作為危險深度。根據監測系統監測信號實時傳輸到控制電路。所述電池供電、低電量報警，智能電子救生圈控制器的電源系統，提供各控制模塊工作電壓，保證系統安全運行。所述控制電路，分析所述水壓檢測電路傳輸監測信號，判斷人體所處狀態，主控電路判斷危險，並使計時單元開始計時，可設置觸發充氣時間。如果遊泳者溺水時，腰部達到危險深度，模塊內計時單元開始計時，如果計時單元到設置觸發延遲時間，則腰帶充氣，實現自動救助功能。如果遊泳者的腰部處於安全深度以上超過5秒表明遊泳者目前處於安全狀態，則將內部計時單元清零。綜合分析所述採樣信號，做出一定的判斷然後發出相應控制信號及報警信號。所述執行電路包括觸發充氣電路、報警電路，根據所述控制信號，當使用者處於危險水深範圍的時間超過設定時間範圍，執行電路會打開閥門，將高壓氣瓶中的氣體充入安全氣囊之內，增大浮力以保證人員的安全，並且點亮紅色LED使其發光閃爍，發出救援聲音以便救援人員及時發現。本發明的工作原理如下:利用傳感器測量水壓，遊泳者正常遊泳時，腰部會比直立在水中時的水位要淺，將人淹沒時的腰部水深作為危險深度。當水深超過腰部與下顎的距離(即臨界水深)時，計數器開始計時，當超過所設定的時間(即臨界時間)時，就會觸發氣體發生裝置，並使紅色LED發光閃爍，以便救援人員及時發現抗幹擾分析，遊泳時水深檢測模塊周圍的水在擾動，會對水壓傳感器產生一定的幹擾，遊泳者發生溺水時都會有一些共同點，如遊泳者會驚慌失措，用力掙扎，在2-3min鍾內上下浮動，但是頭部露出水面能呼吸的時間不會超過5s，對採樣的數據採取兩次中值濾波，在較大程度減少偶然因素的影響，對於潛水,可將設置的最大觸發充氣時間大於遊泳者的最大潛水時間IOs以上，通常為Imin左右，這樣如果遊泳者在最大安全時間內重新處於安全狀態，計時器清零，達到防止誤判斷的目的；圖2所示為控制判斷流程圖，分析採樣傳輸監測信號，判斷人體所處狀態，如果遊泳者溺水時，水深超過腰部與下顎的距離(即臨界水深)時，計數器開始計時，設置觸發充氣時間，當超過所設定的時間(即臨界時間)時，如果計時單元到設置觸發延遲時間，則腰帶就會觸發氣體發生裝置充氣，並使紅色LED發光閃爍，實現自動救助功能；如果遊泳者的腰部處於安全深度以上超過5秒表明遊泳者目前處於安全狀態，則將內部計時單元清零。
權利要求
1.一種可攜式智能電子救生圈控制器，其特徵在於，包括控制電路(2)以及分別與控制電路(2 )連接的採樣電路(I)和執行電路(3 );所述採樣電路(I)採集人體在水中所處狀態包括水壓、波紋幹擾、人體機能、電池電量，產生採樣信號；所述控制電路(2)綜合分析所述採樣信號，做出判斷然後發出相應控制信號；執行電路(3)根據所述控制信號，將救生圈充氣增大浮力以保證人員的安全，並且發出報警信號。
2.根據權利要求1所述的可攜式智能電子救生圈控制器，其特徵在於，所述採樣電路包括水壓監測電路、濾波抗幹擾電路、A/D轉換電路、人體機能監測模塊、電池供電電路、低電量報警電路；所述水壓監測電路通過濾波抗幹擾電路和A/D轉換電路與控制電路(2)連接；所述人體機能監測直接與控制電路(2)連接；所述電池供電電路通過低電量報警電路與控制電路(2)連接。
3.根據權利要求1所述的可攜式智能電子救生圈控制器，其特徵在於，所述控制電路(2)以stcl2c系列單片機作為其控制核心，輸入差分放大電路，內置A/D轉換、LED顯示及採樣電路的控制電路。
4.根據權利要求1所述的可攜式智能電子救生圈控制器，其特徵在於，所述執行電路(3)包括直接與控制電路(2)連接的觸發充氣電路、報警電路；所述報警電路的輸出端連接有LED和警鈴。
全文摘要
本發明公開了一種可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採樣電路和執行電路；採樣電路採集人體在水中所處狀態包括水壓、波紋幹擾、人體機能、電池電量，產生採樣信號；控制電路綜合分析所述採樣信號，做出判斷然後發出相應控制信號；執行電路根據所述控制信號，將救生圈充氣增大浮力以保證人員的安全，並且發出報警信號。本發明的可攜式智能電子救生圈控制器結構簡單、安裝方便，可在現有的腰帶上進行安裝使用，在遇到突發狀況時，可以將手動開關按下也可以電子設定觸發，能在較短時間內完成充氣，並可給遊泳者供氧，對遊泳愛好者和突發溺水事件能起到一定的救助作用。
文檔編號G05B19/048GK103149859SQ20131003435
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者史永勝, 劉丹妮, 馬猛飛, 羅迪, 寧青菊 申請人:陝西科技大學