基于zigbee通信模塊的泳池防溺水智能泳帽的研究

鄒旭 廖鐘豪 王廷軍 范佳旸 曾順 張遠(yuǎn)飛

摘 要：針對游泳館溺水事件發(fā)生而救援不及時造成人員死亡的情況，設(shè)計研究了一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的可自動報警防溺水智能泳帽裝置，該裝置將zigbee通信模塊、zigbee通電控制器、水壓檢測裝置、LED發(fā)光模塊進(jìn)行結(jié)合，最大程度上解決了游泳溺水即時報警的問題，保證了游泳者的人身安全，也讓游泳館的救助管理變得更加規(guī)范、高效。

關(guān)鍵詞：防溺水；zigbee；水壓檢測；智能泳帽

隨著生活水平的提高，越來越多的人們加入游泳鍛煉，同時，游泳的安全問題也得到關(guān)注。目前，市面上的泳帽功能單一。為了減少溺水事故發(fā)生，同時降低安全成本，設(shè)計了一種基于壓力傳感器監(jiān)測溺水和zigbee無線通信即時報警的防溺水智能泳帽，游泳時能對水壓和游泳者所處的位置進(jìn)行檢測并及時提醒游泳者在安全的水位處。

1 智能泳帽與檢測系統(tǒng)設(shè)計

1.1 智能泳帽的結(jié)構(gòu)與外觀設(shè)計

智能泳帽主要由zigbee通信模塊、電源裝置、壓力傳感器、LED燈幾大模塊組成。如圖1所示：

1.2 工作原理

在環(huán)形壓力傳感器包圍的泳帽中，當(dāng)溺水條件形成，壓力傳感器產(chǎn)生信號并且轉(zhuǎn)換成電子信號；然后信號運(yùn)輸?shù)郊呻娐分羞M(jìn)行濾波，放大，整流等處理之后，得到穩(wěn)定的信號；于此同時進(jìn)一步傳輸?shù)絲igbee信號發(fā)生器上和LED燈，使LED燈發(fā)光，并且將溺水者信息傳輸出去，實現(xiàn)判斷溺水及報警的功能。

1.3 溺水自動報警的實現(xiàn)

利用水壓判定，超過規(guī)定時間判定為溺水，并通過zigbee實時通信模塊反饋是否有人溺水，發(fā)送信號給求救人員以及游泳池大屏幕上顯示，直觀地說明事故位置。也可手動拍打感應(yīng)處（有意識），使裝置得電導(dǎo)通達(dá)到求救的目的。提高了泳池溺水者的存活率。

溺水指從掙扎的狀態(tài)進(jìn)入到無力掙扎的狀態(tài)。時間十分簡短，考慮每個人的水性和身體素質(zhì)不盡相同，本裝置將溺水判定分為兩種可調(diào)：①水性好（水壓超過4900pa持續(xù)3min）；②水性一般（水壓超過4900pa持續(xù)90s）到達(dá)相應(yīng)持續(xù)時間則判定為溺水。當(dāng)水壓檢測裝置檢測到超過4900pa且時間超過90s則會打開進(jìn)水開關(guān)，導(dǎo)通zigbee通信裝置以及紅色發(fā)光燈。LED燈環(huán)形包裹在泳帽周圍，顏色采用藍(lán)色、綠色、白色以及3種顏色混搭。導(dǎo)通后則亮燈，能夠起到很好的視覺定位效果。

2 結(jié)語

智能泳帽通過壓力傳感器、計時器讀取數(shù)據(jù)，檢測到超過4900pa且時間超過90s（20s）則會導(dǎo)通電路，并由zigbee通信裝置發(fā)送信號以及LED燈發(fā)光；通過zigbee通信裝置實現(xiàn)自動發(fā)送警報信號以及位置信號；LED燈可以在泳池環(huán)境下起到很好的視覺定位效果，及時發(fā)現(xiàn)溺水者及時救援。智能泳帽制作成本較低，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、不影響正常使用。

參考文獻(xiàn)：

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