危險(xiǎn)水域落水警報(bào)與救援裝置

張鵬 陳娛

摘要：中國(guó)平均每年有將近四萬(wàn)多名兒童死于溺水，我們裝置的作用就是減少這些血淋淋的數(shù)據(jù)。本裝置集落水探測(cè)、落水警報(bào)、語(yǔ)音提示呼救、救援、GPS定位、無(wú)線GPS及圖像傳輸、自發(fā)電及電力儲(chǔ)存、信息收集功能于一體，采用懸浮燈塔式設(shè)計(jì)使之能在水面上固定。

關(guān)鍵詞：危險(xiǎn)水域落水者警報(bào)救援

1 工作原理

（1）落水檢測(cè)：此裝置前后安有兩個(gè)紅外傳感器，檢測(cè)范圍360°全覆蓋，直徑檢測(cè)距離達(dá)10米，通過(guò)紅外傳感器檢測(cè)人的出現(xiàn)。后方同時(shí)安置有聲音傳感器，聲音傳感器通過(guò)電位器將聲音閥值調(diào)至55分貝（人正常說(shuō)話的聲音是50分貝左右），當(dāng)聲音高過(guò)此閥值，D0引腳輸出低電平。兩種傳感器共同作用作為落水檢測(cè)的真實(shí)度保障。

（2）語(yǔ)音提示呼救播報(bào)：語(yǔ)音提示包括危險(xiǎn)水域禁止進(jìn)入和危險(xiǎn)水域有人落水兩種提示音，通過(guò)擴(kuò)音器在野外水域高音傳輸，提醒周?chē)耸鹿实陌l(fā)生以進(jìn)行及時(shí)的救援。前者由置于裝置前方的紅外傳感器控制，對(duì)于在江河湖泊等禁止游泳戲水水域?qū)?huì)對(duì)靠近該區(qū)域人員進(jìn)行警報(bào)提示，將有效防止落水溺水事故發(fā)生。后者由置于裝置后方的紅外傳感器及聲音傳感器共同控制。語(yǔ)音提示系統(tǒng)會(huì)將有人落水的信息進(jìn)行放大并以語(yǔ)音形式傳遞，使之能對(duì)落水者進(jìn)行快速救援，為落水者的生命安全提供保障。置于裝置后的傳感器同時(shí)控制落語(yǔ)音提示呼救播報(bào)開(kāi)關(guān)、小型救援系統(tǒng)開(kāi)關(guān)、傳向安防室的無(wú)線經(jīng)緯度及無(wú)線圖像傳輸?shù)拈_(kāi)關(guān)。

（3）無(wú)線經(jīng)緯度信息傳輸：GPS+GPRS的定位監(jiān)控系統(tǒng)，使用最新的SIM900B無(wú)線模塊低功耗實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。GPS經(jīng)緯度數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線傳輸?shù)街付ǖ姆?wù)器上，并通過(guò)Google地圖進(jìn)行精確定位。GPRS開(kāi)關(guān)啟動(dòng)時(shí)，此裝置會(huì)同時(shí)向指定的手機(jī)號(hào)發(fā)送經(jīng)緯度信息，請(qǐng)求救援。

（4）無(wú)線圖像采集及傳輸：攝像頭無(wú)線GPRS圖像采集及傳輸系統(tǒng)主要采用STM32+GPRS+OV2640+SD+EEPROM技術(shù)。此裝置使用的CMOS攝像模塊，將優(yōu)質(zhì)VGA的CMOS影像傳感器與高度集成的影像處理器、嵌入式電源和高質(zhì)量的透鏡組結(jié)合在一起，輸出事故發(fā)生當(dāng)時(shí)的圖像資料，從而安防系統(tǒng)調(diào)取圖像資料進(jìn)行最及時(shí)有效地救援。

（5）落水者的自救：自救為該裝置通過(guò)紅外傳感與聲音傳感技術(shù)發(fā)現(xiàn)落水或溺水者，并通過(guò)超聲波與紅外交感定位技術(shù)對(duì)落水者進(jìn)行方位與距離計(jì)算，將信息進(jìn)行整合處理后發(fā)送至小型救援裝置，并將救援裝置（救生圈）送至落水者處使之自救。

（6）太陽(yáng)能電池供電及電能的儲(chǔ)存：

采用SYPO-120W多晶硅太陽(yáng)能電池板與DC-DC升穩(wěn)壓模塊加上NPP-85AH太陽(yáng)能系統(tǒng)專用蓄電池與太陽(yáng)能控制器CM30多組套件相配合保證整套裝置用電需求。晴天時(shí)電池蓄電，晚上或陽(yáng)光不足時(shí)放電。

作品效果圖如下：

2 市場(chǎng)前景

作品拯救生命的社會(huì)意義、制造時(shí)低廉的成本，以及作品本身的全智能化自動(dòng)化等脫穎而出的優(yōu)點(diǎn)不僅使作品有巨大的實(shí)用價(jià)值，而且還有著較為深遠(yuǎn)的研發(fā)前景?！?5歲男生水上樂(lè)園溺亡家屬質(zhì)疑游樂(lè)場(chǎng)救援不力、深圳蛇口海濱浴場(chǎng)30天內(nèi)發(fā)生3起兒童溺亡事件、汝州安溝水庫(kù)姜公廟附近發(fā)生溺水事件三個(gè)小孩溺亡”諸如此類的溺亡事件每天都在發(fā)生，中國(guó)每天平均有80名兒童死于溺水事件。本裝置的需求之大，應(yīng)用之廣可見(jiàn)一斑。在城市內(nèi)公園濕地水域危險(xiǎn)地段、河流危險(xiǎn)水域、湖泊游泳溺水事故頻發(fā)地段、水上樂(lè)園、海邊浴場(chǎng)、水庫(kù)等各種危險(xiǎn)水域都能運(yùn)用該裝置，來(lái)保證生命的安全。

下面本文從政府政策、市場(chǎng)因素兩方面來(lái)分析本作品的市場(chǎng)前景：

（1）政府重視：“2016年3月28日是第21個(gè)全國(guó)中小學(xué)生安全教育日。溺水一直是導(dǎo)致中小學(xué)生非正常死亡的第一殺手，教育部基礎(chǔ)一司特發(fā)布防溺水《致全國(guó)中小學(xué)生家長(zhǎng)的一封信》，希望家長(zhǎng)和小朋友們都能提高安全意識(shí)！”、“陜西省教育廳發(fā)布的為強(qiáng)化學(xué)校防溺水教育工作，推動(dòng)落實(shí)家長(zhǎng)（監(jiān)護(hù)人）安全責(zé)任，教育部委托中國(guó)教育學(xué)會(huì)在中國(guó)安全教育網(wǎng)舉辦“2016年全國(guó)中小學(xué)生（幼兒）預(yù)防溺水專題教育”活動(dòng)。為做好我省中小學(xué)幼兒園預(yù)防溺水專題教育工作”等等此類文件和新聞可見(jiàn)國(guó)家教育部門(mén)對(duì)學(xué)生“預(yù)防溺水專項(xiàng)活動(dòng)”的重視，也間接反映了溺水身亡事故頻發(fā)，已經(jīng)成為學(xué)生非正常死亡的頭號(hào)殺手，這種事態(tài)的嚴(yán)重性。

（2）市場(chǎng)容量：由于溺水事故頻發(fā)的地點(diǎn)都需要我們救援裝置的設(shè)立，市場(chǎng)容量遍布全國(guó)各地公有私有水域。

（3）市場(chǎng)需求：根據(jù)教育部辦公廳發(fā)布文件的教育部辦公廳關(guān)于預(yù)防學(xué)生溺水事故切實(shí)做好學(xué)生安全工作的通知教督廳[2015]1號(hào)，可以看出國(guó)家對(duì)學(xué)生安全的重視，另一方面也看出了，這些安全教育并沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題，一旦學(xué)生溺水該怎么最大可能的拯救他們的生命，我們的危險(xiǎn)水域落水警報(bào)與救援裝置填補(bǔ)了救援史上的空白。不管是國(guó)家投資公益建設(shè)，還是私人企業(yè)需求，我們的裝置是市場(chǎng)上從來(lái)沒(méi)出現(xiàn)過(guò)的，在城市內(nèi)公園濕地水域危險(xiǎn)地段、河流危險(xiǎn)水域、湖泊游泳溺水事故頻發(fā)地段 、水上樂(lè)園、海邊浴場(chǎng)、水庫(kù)等各種危險(xiǎn)水域?qū)Υ搜b置的需求都是巨大的。所以市場(chǎng)需求十分可觀。

（4）市場(chǎng)潛力：雖然我們的裝置各方面功能已經(jīng)相對(duì)完善，一旦使用就能發(fā)揮它的實(shí)用價(jià)值，但必須承認(rèn)的是各個(gè)方面都還有改進(jìn)完善繼續(xù)研發(fā)的空間，它后續(xù)的市場(chǎng)隨著裝置本身功能的進(jìn)一步強(qiáng)大和裝置結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步精巧設(shè)計(jì)而潛力無(wú)窮。

（5）市場(chǎng)走向：由國(guó)家消防部門(mén)對(duì)溺水事故頻發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域?qū)Υ搜b置的設(shè)立開(kāi)始，隨著產(chǎn)品的推廣會(huì)逐漸走向私有企業(yè)甚至千家萬(wàn)戶。成為遍布危險(xiǎn)水域家喻戶曉的救生裝置。

（6）市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系：目前市場(chǎng)上還沒(méi)有同類產(chǎn)品出現(xiàn)，所以目前存在的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系為“無(wú)”。

3 總結(jié)

本文提出了一種危險(xiǎn)水域報(bào)警與救援裝置：設(shè)立于危險(xiǎn)水域，檢測(cè)到有人進(jìn)入該區(qū)域，裝置將自動(dòng)發(fā)出警報(bào)（前方處于深水區(qū)請(qǐng)勿進(jìn)入），防止發(fā)生事故。檢測(cè)到有人落水，該裝置通過(guò)紅外傳感與聲音傳感技術(shù)發(fā)現(xiàn)落水或溺水者，并通過(guò)距離傳感器對(duì)落水者進(jìn)行方位與距離計(jì)算，將信息進(jìn)行整合處理后發(fā)送至小型救援裝置，并將救援裝置送至落水者處使之自救；期間，裝置發(fā)出警報(bào)（前方深水區(qū)有人落水了）高音提示周?chē)擞腥寺渌Ｍ瑫r(shí)，落水警報(bào)啟動(dòng)后此裝置會(huì)將落水者的經(jīng)緯度及圖像信息自動(dòng)發(fā)送到安防室，盡最大的可能給溺水者提供及時(shí)的營(yíng)救。

同時(shí)，對(duì)該作品的市場(chǎng)前景進(jìn)行分析，論證了其具有廣泛的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)：

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