智能防溺水救援系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)報(bào)警的溺水救援系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

游泳是很多人都喜愛的一種運(yùn)動(dòng)，它是一種很全面的鍛煉方式，經(jīng)常游泳對(duì)人的心肺功能，全身肌肉的訓(xùn)練都是很有幫助的。但是游泳也是一種有一定危險(xiǎn)性的運(yùn)動(dòng)，每年都有很多人因游泳而溺水身亡。不要說在野外的湖泊河流里，即使是在游泳池內(nèi)，稍不注意，每年依然偶爾會(huì)有溺水的事件發(fā)生。究其原因，是因?yàn)槟缢陌l(fā)生具有突發(fā)性，過程短暫性和隱蔽性的特點(diǎn)。為了解決這個(gè)問題，人們想出了各種辦法，目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了一些溺水報(bào)警產(chǎn)品，主要有溺水報(bào)警器、溺水自救帶和可遙控救生圈等。但這些方法也存在著一些弊端。例如設(shè)計(jì)不合理的溺水報(bào)警器在人員游泳時(shí)容易誤觸開關(guān)產(chǎn)生誤報(bào)，干擾自己和他人的游泳；溺水自救帶是靠自身儲(chǔ)存的壓縮空氣膨脹之后產(chǎn)生的浮力來達(dá)到自救的目的，存在著自身的缺陷：高壓氣體儲(chǔ)存不方便，容易泄漏，又因?yàn)樽龀善?，?chǔ)存量十分有限，不足以產(chǎn)生足夠大的浮力，并且穿著非常不便，大大降低了游泳的樂趣。而遙控游泳圈對(duì)于不熟練的操作者則無法將救生圈快速準(zhǔn)確的操控到溺水者身邊，尤其在水中還有其他人干擾時(shí)或者水面還有風(fēng)浪時(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的技術(shù)不足，本發(fā)明的目的是提供一種報(bào)警信號(hào)穩(wěn)定、定位準(zhǔn)確能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)救援的智能救援系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：智能防溺水救援系統(tǒng)，包括

便攜式報(bào)警器，佩戴在使用者身上，用于在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)發(fā)出報(bào)警和定位信號(hào)，所述的便攜式報(bào)警器包括:佩戴環(huán)、可拆卸地連接在所述的佩戴環(huán)上的報(bào)警浮球，所述的報(bào)警浮球具有透明或半透明的外殼，所述的報(bào)警浮球內(nèi)設(shè)置有用于產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)的報(bào)警電路、與報(bào)警電路相連且用于發(fā)出報(bào)警光信號(hào)的發(fā)光器、與報(bào)警電路信號(hào)連接并發(fā)出無線信號(hào)的報(bào)警信號(hào)發(fā)射模塊；

救援站，設(shè)置在岸邊，所述的救援站具有在接收到所述的無線信號(hào)后自動(dòng)升空的飛行器，所述的飛行器具有用于拍攝飛行器下方圖像的攝像模塊、在攝像模塊所拍攝的圖像中提取報(bào)警光信號(hào)并定位報(bào)警浮球位置的預(yù)處理模塊、發(fā)出指令信息控制所述的飛行器靠近該報(bào)警浮球所在位置的微處理器，所述的飛行器上還帶有救生設(shè)備，所述的救生設(shè)備接收微處理器的指令，在到達(dá)報(bào)警位置上方時(shí)投放。

本發(fā)明更進(jìn)一步地技術(shù)方案是：所述的便攜式報(bào)警器包括固定設(shè)置在所述的佩戴環(huán)上的磁鐵，所述的報(bào)警浮球的底部具有鐵塊以及與所述的報(bào)警電路電連接的霍爾傳感器，所述的報(bào)警浮球通過磁力可拆卸地連接在所述的佩戴環(huán)上。

優(yōu)選地，所述的報(bào)警浮球的外形呈燈泡狀。

優(yōu)選地，所述的佩戴環(huán)為項(xiàng)圈或手環(huán)。

優(yōu)選地，所述的救援站包括報(bào)警接收模塊，用于接收所述的無線信號(hào)；中央控制器，與報(bào)警接收模塊信號(hào)連接；聲光報(bào)警器，與中央控制器信號(hào)連接。

進(jìn)一步地，所述的救援站還包括網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。

進(jìn)一步地，所述的救援站具有遙控器，用于發(fā)出指令信息遙控所述的飛行器的飛行路徑；所述的遙控器發(fā)出的指令信息優(yōu)于所述的微處理器發(fā)出的指令信息。

優(yōu)選地，所述的救生設(shè)備與飛行器相連時(shí)處于壓縮狀態(tài)。

本發(fā)明的工作原理是：當(dāng)游泳者遇險(xiǎn)溺水時(shí)，取下報(bào)警浮球，報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并通過報(bào)警信號(hào)發(fā)射模塊發(fā)出無線信號(hào)，救援站接收到無線信號(hào)后，發(fā)出指令使飛行器立即升空到一定高度，隨后攝像模塊拍攝下方水域的圖像，通過分析圖像信息找出報(bào)警光信號(hào)所在位置，并確定其坐標(biāo)，由微處理器控制其靠近報(bào)警浮球所在位置，或者由位于救援站的救護(hù)人員通過遙控器控制飛行器到達(dá)指定地點(diǎn)。一旦到達(dá)報(bào)警浮球所在位置上方，飛行器立即往下空投所攜帶的救生設(shè)備，如救生氣囊等。

本發(fā)明的有益效果在于：1、采用報(bào)警浮球進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警浮球可以始終浮在水面之上，保證報(bào)警信號(hào)不受干擾；2、采用飛行器自動(dòng)識(shí)別和定位求救地點(diǎn)，可以縮短救援時(shí)間；3、采用光信號(hào)報(bào)警和圖像識(shí)別，可以覆蓋的搜尋面積大，并且提高定位精度，保證救生設(shè)備的準(zhǔn)確投放。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的便攜式報(bào)警器的示意圖；

附圖2為本發(fā)明的報(bào)警浮球的結(jié)構(gòu)框圖；

附圖3為本發(fā)明的救援站的結(jié)構(gòu)框圖；

附圖4為本發(fā)明的飛行器的結(jié)構(gòu)框圖；

附圖5為本發(fā)明的救援系統(tǒng)的示意圖。

、便攜式報(bào)警器；11、佩戴環(huán)；12、磁鐵；13、報(bào)警浮球；131、鐵塊；132、霍爾傳感器；133、報(bào)警電路；134、發(fā)光器；135、報(bào)警信號(hào)發(fā)射模塊；

20、飛行器；21、救生設(shè)備；22、攝像模塊；

30、救援站；31、天線。

具體實(shí)施方式

參見附圖5所示，智能防溺水救援系統(tǒng)，包括：

便攜式報(bào)警器10，佩戴在使用者身上，用于在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)發(fā)出報(bào)警和定位信號(hào)，參見附圖1、2所示，所述的便攜式報(bào)警器10包括:佩戴環(huán)11、可拆卸地連接在所述的佩戴環(huán)11上的報(bào)警浮球13，佩戴環(huán)11上固定設(shè)置有磁鐵12，報(bào)警浮球13的底部具有鐵塊131以及霍爾傳感器132，報(bào)警浮球13具有透明或半透明的外殼，殼體內(nèi)充滿空氣，報(bào)警浮球13內(nèi)具有與所述的霍爾傳感器132電連接的報(bào)警電路133、與報(bào)警電路133電連接的報(bào)警信號(hào)發(fā)射模塊135以及發(fā)光器134，所述的報(bào)警浮球13通過磁力吸附在佩戴環(huán)11上，并且可以輕易的取下，當(dāng)溺水者取下報(bào)警浮球13時(shí)，改變了霍爾傳感器132所在的磁場(chǎng)，報(bào)警電路133捕捉到霍爾傳感器132的電流變化，報(bào)警電路133將報(bào)警信息發(fā)送給發(fā)光器134，發(fā)光器134由紅外或者可見光LED陣列組成，其發(fā)出報(bào)警光信號(hào)，同時(shí)，報(bào)警電路133將報(bào)警信息發(fā)送給報(bào)警信號(hào)發(fā)射模塊135，報(bào)警信號(hào)發(fā)射模塊135發(fā)出無線信號(hào)，該無線信號(hào)可以是射頻信號(hào)也可以是2G／3G通訊信號(hào)；

救援站30，設(shè)置在岸邊，所述的救援站30具有在接收到所述的無線信號(hào)后自動(dòng)升空的四軸飛行器20，參見附圖3所示，救援站30包括報(bào)警接收模塊，用于接收所述的無線信號(hào)，本實(shí)施例中該報(bào)警接收模塊為射頻接收天線31；中央控制器，與報(bào)警接收模塊信號(hào)連接；起飛控制模塊，與中央控制器信號(hào)連接，用于在接收到報(bào)警信號(hào)后發(fā)送起飛控制信號(hào)給飛行器，該起飛控制信號(hào)為射頻信號(hào)；喇叭；報(bào)警燈；以及，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，用于將報(bào)警信息傳遞至遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備；所述的救援站30還具有遙控器，該遙控器可有救援人員操控，用于發(fā)出指令信息遙控所述的飛行器的飛行路徑。

參見附圖4、5所示，所述的飛行器20具有用于拍攝飛行器下方圖像的攝像模塊22、在攝像模塊22所拍攝的圖像中提取報(bào)警光信號(hào)并定位報(bào)警浮球位置的預(yù)處理模塊、發(fā)出指令信息控制所述的飛行器靠近該報(bào)警浮球13所在位置的微處理器，該預(yù)處理模塊優(yōu)選為FPGA芯片（Field－Programmable Gate Array即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列），所述的飛行器20上還帶有救生設(shè)備21，所述的救生設(shè)備21接收微處理器的指令，在到達(dá)報(bào)警位置上方時(shí)投放。

優(yōu)選地，該飛行器20上還具有RF模塊，RF模塊可接收來自救援站的起飛控制信號(hào)，在報(bào)警發(fā)生時(shí)自動(dòng)升空，同時(shí)該RF模塊還用于接收遙控信號(hào)，并且遙控器發(fā)出的指令信息優(yōu)于所述的微處理器發(fā)出的指令信息。

為便于佩戴，所述的佩戴環(huán)優(yōu)選為項(xiàng)圈，戴在脖頸處。

溺水的救援過程如圖5所示：游泳者佩戴著便攜式報(bào)警器10游泳，當(dāng)游泳者發(fā)覺自己快要溺水時(shí)，就自己扯下報(bào)警浮球13，觸發(fā)霍爾傳感器，啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)發(fā)射，報(bào)警信號(hào)包括兩部分，一部分是無線信號(hào)，可以與地面的救援站30通信，另外的就是打開報(bào)警浮球的發(fā)光器，這些發(fā)光器既有紅外的，也有可見光的。報(bào)警浮球13的形狀類似一個(gè)燈泡，鐵塊位于報(bào)警浮球底部，當(dāng)該報(bào)警浮球落在水里后，由于上面的球形空間比較大，整體是浮著的，但因?yàn)橄旅骅F塊比較重，報(bào)警浮球能保持豎立在水中，報(bào)警信號(hào)發(fā)射模塊的天線位于球形上部的，所以總可以浮在水面以上，保證了信號(hào)發(fā)射不會(huì)因?yàn)樵谒露p。

當(dāng)?shù)孛婢仍?0的報(bào)警接收模塊接收到游泳者發(fā)出的無線信號(hào)后，一方面打開聲光報(bào)警，通知附近水面或陸地的人進(jìn)行搜救，另一方面中央控制器自動(dòng)啟動(dòng)放置在上面的四軸飛行器20，讓其迅速升空。飛行器20升空到一定高度后，底部的攝像模塊22拍攝水面上的場(chǎng)景，該攝像模塊22為紅外攝像模塊，因?yàn)槭怯媒?jīng)過濾的紅外光波段拍攝的，并且再用了圖像處理里的一些常用的濾波算法找到很亮的孤立光源點(diǎn)，圖像上的其他干擾就很容易被排除了，從而迅速定位了溺水者的位置。隨后微處理器發(fā)出指令讓飛行器往光源點(diǎn)所在位置飛去，當(dāng)飛到正上空時(shí)，就投下飛行器上所載的救生設(shè)備，如救生衣、救生圈等，這些設(shè)備平常都是壓縮狀態(tài)，體積很小，投到水面后可以迅速的膨脹。溺水者只要抓到膨脹開的救生衣就得救了。除了飛行器自動(dòng)計(jì)算溺水者位置并跟蹤飛行外，飛行器上微處理器產(chǎn)生的對(duì)飛行器的方向控制命令也可以是來自地面救援站的遙控器傳過來的，并且來自遙控器的操作者的控制具有更高優(yōu)先級(jí)。

上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。