基于rssi無線定位技術的智能游泳手環的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種具有溺水識別及救援功能的智能游泳手環，尤其是一種基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其由在泳池中游泳的游泳者佩戴，所述泳池周圍部署有由若干參考節點構成的無線傳感器網絡，所述基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環內設置有通信模塊，所述通信模塊內包含有與所述若干參考節點信號連接的定位節點，該基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環通過在其內設置與部署在游泳池周圍以構成無線傳感器網絡的參考節點信號連接的定位節點，從而能夠實現快速定位游泳者的位置，提高了救援效率，最大限度地縮短人員溺水的黃金救援時間。
【專利說明】基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有溺水識別及救援功能的智能游泳手環，尤其是一種基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環。
【背景技術】
[0002]游泳是一種全身性運動，不但可以減肥，還可提高你的心肺功能，而且能鍛煉你幾乎所有的肌肉，尤其是堅持有規律的強化訓練，幾個月的功夫就能使你“脫胎換骨”。在水中人的骨骼得到了充分的放松，可以有機會“伸一下懶腰”，這對于保持挺拔的身體很有好處，與此同時，游泳還可以增強心肌功能，人在水中運動時，各器官都參與其中，耗能多，血液循環也隨之加快，以供給運動器官更多的營養物質。所以，游泳可以鍛煉出一顆強而有力的心臟，達到增強抵抗力的目的。
[0003]但是，如果游泳的同時不注意安全的話，極易發生溺水事故，據WTO報道，溺水是世界各地非故意傷害死亡的第三大原因，必須指出，全球性問題遠遠大于上述數字所表明的情況；由于數據的分類方式，全球數字不包括因洪水(洪災)、劃船和水上運輸事故造成的溺水。在許多國家，非致命性溺水統計資料不易掌握，也不可靠。目前，在現有的溺水救援工作中，由于無法判斷游泳者的溺水位置而錯過了最佳的救援時間。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種能夠快速定位游泳者的位置，以提高救援效率的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環。
[0005]本發明的一種基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，由在泳池中游泳的游泳者佩戴，所述泳池周圍部署有由若干參考節點構成的無線傳感器網絡，所述基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環內設置有通信模塊，所述通信模塊內包含有與所述若干參考節點信號連接的定位節點。
[0006]進一步的，所述智能游泳手環還設置有主動救助按鈕，所述主動救助按鈕與通信模塊連接，當所述游泳者按下主動救助按鈕后，驅動所述通信模塊發出求救信號至外部系統。
[0007]進一步的，所述智能游泳手環包括無線發射模塊、及與所述無線發射模塊信號連接的環境感應模塊、健康檢測模塊和智能提醒模塊，其中，所述環境感應模塊對用戶周圍的環境進行監控以得到環境數據，所述監控檢測模塊對用戶的各項健康指標進行監控以得到健康數據，所述無線發射模塊與外部服務器連接，且將環境數據和健康數據發送至外部服務器上，所述智能提醒模塊通過無線發射模塊接收外部服務器的分析結果并顯示和/或播放分析結果，該分析結果由外部服務器分析所述環境數據、運動數據和健康數據得到。
[0008]進一步的，所述智能游泳手環包括測定游泳者的加速度以確定其在空間內的運動模式的運動感知模塊，所述智能提醒模塊與運動感知模塊信號連接，在鍛煉計劃進行到一定程度時，智能提醒模塊會通過震動來提醒游泳者當前的進度。
[0009]進一步的，所述運動感知模塊由動作感應器和計時器所組成。
[0010]進一步的，所述環境感應模塊為環境傳感器，所述健康檢測模塊為用以檢測人體健康指標的體征傳感器。
[0011]進一步的，所述體征傳感器包括脈搏傳感器、體溫傳感器和血壓傳感器。
[0012]進一步的，所述智能提醒模塊內置有多種對用戶身體狀況和鍛煉對比后的評價語言的錄音，所述分析結果通過編號的形式發送至智能提醒模塊，每個錄音對應一個編號。
[0013]進一步的，所述無線傳感器網絡為zigbee無線傳感網絡，所述定位節點為zigbee定位節點。
[0014]借由上述方案，本發明至少具有以下優點:本發明的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環通過在其內設置與部署在游泳池周圍以構成無線傳感器網絡的參考節點信號連接的定位節點，從而能夠實現快速定位游泳者的位置，提高了救援效率，最大限度地縮短人員溺水的黃金救援時間。
[0015]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環的結構圖；
[0017]圖2是本發明的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環的溺水識別的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0019]RSSI 是 Received Signal Strength Indicat1n 的縮寫，代表接收信號強度指示，一般用來判定鏈接質量，以及是否增大廣播發送強度。基于RSSI的定位算法通過接收到的信號強弱測定信號點與接收點的距離，進而根據相應算法進行定位計算的一種定位技術。已知發射節點的發射信號強度，接收節點根據接收到信號的強度計算出信號的傳播損耗，利用理論和經驗模型將傳輸損耗轉化為距離，再利用定位算法計算出節點的具體位置，從而達到定位的目的。ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。根據國際標準規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術，其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。
[0020]參見圖1，本發明一較佳實施例所述的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環由在泳池中游泳的游泳者佩戴，該泳池周圍部署有由若干參考節點構成的無線傳感器網絡，在本實施例中，該無線傳感器網絡為zigbee無線傳感網絡。所述基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環內設置有通信模塊1，所述通信模塊I內包含有與所述若干參考節點信號連接的定位節點2，在本實施例中，該定位節點2為zigbee定位節點。所述智能游泳手環還設置有主動救助按鈕，所述主動救助按鈕與通信模塊I連接，當所述游泳者按下主動救助按鈕后，驅動所述通信模塊I發出求救信號至外部系統。
[0021]所述智能游泳手環包括無線發射模塊、與所述無線發射模塊信號連接的環境感應模塊3、運動感知模塊、健康檢測模塊4及智能提醒模塊5。其中，所述環境感應模塊3對用戶周圍的環境進行監控以得到環境數據，所述環境感應模塊3為環境傳感器，其包括檢測水壓的壓力傳感器31和檢測環境溫度的溫度傳感器32。所述運動感知模塊測定游泳者的加速度以確定其在空間內的運動模式。所述健康檢測模塊4對用戶的各項健康指標進行監控以得到健康數據，為用以檢測人體健康指標的體征傳感器，該體征傳感器4包括脈搏傳感器41、體溫傳感器和血壓傳感器。所述無線發射模塊與外部服務器連接，且將環境數據、健康數據發送至外部服務器上。所述智能提醒模塊5通過無線發射模塊接收外部服務器的分析結果并顯示和/或播放分析結果，該分析結果由外部服務器分析所述環境數據、運動數據和健康數據得到。所述智能提醒模塊5還與運動感知模塊信號連接，在鍛煉計劃進行到一定程度時，智能提醒模塊5會通過震動來提醒游泳者當前的進度。所述運動感知模塊由動作感應器和計時器所組成，所述健康檢測模塊4為用以檢測人體健康指標的體征傳感器4。所述智能提醒模塊5內置有多種對用戶身體狀況和鍛煉對比后的評價語言的錄音，所述分析結果通過編號的形式發送至智能提醒模塊5，每個錄音對應一個編號。
[0022]上述基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環的工作原理如下:智能游泳手環中配有通信模塊I用于發送救援信息，其中包含zigbee定位節點2用于通信，同時在泳池周圍部署若干參考節點構成zigbee無線傳感網絡。救援功能分為主動救援和被動救援，智能游泳手環上配有主動救助按鈕，當游泳者按下主動求助按鈕時便會發出救援信號。被動救援是當智能游泳手環檢測到游泳者處于溺水狀態時自動觸發，發送救援信號，采用基于RSSI定位技術確定游泳者的位置，該定位技術由參考節點和定位節點2組成，參考節點是一個位于已知位置的靜態節點，這個節點知道自己的位置并可以將其位置通過發送數據包通知其他節點。定位節點2從參考節點處接收數據包信號，獲得參考節點位置坐標及相應的RSSI值并將其送入定位引擎，然后通過定位算法計算得到的自身位置。經過定位從而確定溺水者的位置，救生員根據對應儀器顯示的位置進行針對性的救援，大大提高了救援的效率。
[0023]另外，請參見圖2，基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環還具有溺水識別，該溺水識別方法如下:由于溺水者的脈搏會比正常鍛煉時快的多，當健康檢測模塊4檢測到佩戴者脈搏高于設置的閾值一段時間或者環境感應模塊3檢測到水壓高于某個閾值一段時間時，便判斷游泳者處于溺水狀態，發出救援信號。
[0024]綜上所述，上述基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環通過在其內設置與部署在游泳池周圍以構成無線傳感器網絡的參考節點信號連接的定位節點2，從而能夠實現快速定位游泳者的位置，提高了救援效率，最大限度地縮短人員溺水的黃金救援時間。而通過該基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環溺水識別，可以自動發出溺水信號。
[0025]以上所述僅是本發明的優選實施方式，并不用于限制本發明，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其特征在于:由在泳池中游泳的游泳者佩戴，所述泳池周圍部署有由若干參考節點構成的無線傳感器網絡，所述基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環內設置有通信模塊，所述通信模塊內包含有與所述若干參考節點信號連接的定位節點。
2.根據權利要求1所述的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其特征在于:所述智能游泳手環還設置有主動救助按鈕，所述主動救助按鈕與通信模塊連接，當所述游泳者按下主動救助按鈕后，驅動所述通信模塊發出求救信號至外部系統。
3.根據權利要求1所述的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其特征在于:所述智能游泳手環包括無線發射模塊、及與所述無線發射模塊信號連接的環境感應模塊、健康檢測模塊和智能提醒模塊，其中，所述環境感應模塊對用戶周圍的環境進行監控以得到環境數據，所述監控檢測模塊對用戶的各項健康指標進行監控以得到健康數據，所述無線發射模塊與外部服務器連接，且將環境數據和健康數據發送至外部服務器上，所述智能提醒模塊通過無線發射模塊接收外部服務器的分析結果并顯示和/或播放分析結果，該分析結果由外部服務器分析所述環境數據、運動數據和健康數據得到。
4.根據權利要求3所述的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其特征在于:所述智能游泳手環包括測定游泳者的加速度以確定其在空間內的運動模式的運動感知模塊，所述智能提醒模塊與運動感知模塊信號連接，在鍛煉計劃進行到一定程度時，智能提醒模塊會通過震動來提醒游泳者當前的進度。
5.根據權利要求4所述的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其特征在于:所述運動感知模塊由動作感應器和計時器所組成。
6.根據權利要求3所述的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其特征在于:所述環境感應模塊為環境傳感器，所述健康檢測模塊為用以檢測人體健康指標的體征傳感器。
7.根據權利要求6所述的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其特征在于:所述體征傳感器包括脈搏傳感器、體溫傳感器和血壓傳感器。
8.根據權利要求3所述的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其特征在于:所述智能提醒模塊內置有多種對用戶身體狀況和鍛煉對比后的評價語言的錄音，所述分析結果通過編號的形式發送至智能提醒模塊，每個錄音對應一個編號。
9.根據權利要求1所述的基于RSSI無線定位技術的智能游泳手環，其特征在于:所述無線傳感器網絡為zigbee無線傳感網絡，所述定位節點為zigbee定位節點。
【文檔編號】H04B1/3888GK104433009SQ201410798188
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優先權日:2014年12月19日
【發明者】嚴建峰, 姚婷婷, 李云飛, 曾嘉, 賈俊鋮, 楊璐 申請人:蘇州大學