落水警報與救援裝置

摘要：中國平均每年有將近四萬多名兒童死于溺水，我們裝置的作用就是使得這些血淋淋的數據降到最低。本裝置集落水探測、落水警報、語音提示呼救、救援、GPS定位、圖像傳輸、信息收集功能于一體，采用懸浮燈塔式設計使之能在水面上固定。

關鍵詞：危險水域;落水;警報;救援

1???? 工作原理

（1）???? 落水檢測：此裝置前后安有兩個紅外傳感器，可以實現360°全覆蓋，檢測半徑可達5 米，通過紅外傳感器檢測到人的出現。同時加裝有有聲音傳感器，聲音傳感器通過電位器將聲音閥值調至55分貝（人正常說話的聲音是50分貝左右），當聲音高過此閥值，傳出信號。兩種傳感器共同作用作為落水檢測的真實度保障。

（2）???? 語音提示呼救播報：語音提示包括危險水域禁止進入和危險水域有人落水兩種提示音，通過擴音器在野外水域高音傳輸，提醒周圍人事故的發(fā)生以進行及時的救援。前者由置于裝置前方的紅外傳感器控制，對于在江河湖泊等禁止游泳戲水水域將會對靠近該區(qū)域人員進行警報提示，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。語音提示系統(tǒng)會將有人落水的信息進行放大并以語音形式傳遞，使之能對落水者進行快速救援，為落水者的生命安全提供保障。置于裝置后的傳感器同時控制落語音提示呼救播報開關、小型救援系統(tǒng)開關、傳向安防室的無線經緯度及無線圖像傳輸的開關。

（3）???? 無線經緯度信息傳輸：GPS+GPRS的定位監(jiān)控系統(tǒng)，使用最新的SIM900B無線模塊低功耗實現數據傳輸。GPS經緯度數據通過GPRS無線傳輸到指定的服務器上，并通過Google地圖進行精確定位。GPRS開關啟動時，此裝置會同時向指定的手機號發(fā)送經緯度信息，請求救援。

（4）???? 無線圖像采集及傳輸：攝像頭無線GPRS圖像采集及傳輸系統(tǒng)主要 采用STM32+GPRS+OV2640+SD+EEPROM技術 。此 裝置 使用的CMOS攝像模塊，將優(yōu)質VGA的CMOS影像傳感器與高度集成的影像處理器、嵌入式電源和高質量的透鏡組結合在一起，輸出事故發(fā)生當時的圖像資料，從而安防系統(tǒng)調取圖像資料進行最及時有效地救援。

（5）???? 落水者的自救：自救為該裝置通過紅外傳感與聲音傳感技術發(fā)現落水或溺水者，并通過超聲波與紅外交感定位技術對落水者進行方位與距離計算，將信息進行整合處理后發(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）???? 太陽能電池供電及電能的儲存：采用SYPO-120W多晶硅太陽能電池板與DC-DC升穩(wěn)壓模塊加上NPP-85AH太陽能系統(tǒng)專用蓄電池與太陽能控制器CM30多組套件相配合保證整套裝置用電需求。晴天時電池蓄電，晚上或陽光不足時放電。

2???? 市場前景

作品拯救生命的社會意義、制造時低廉的成本，以及作品本身的全智能化自動化等脫穎而出的優(yōu)點不僅使作品有巨大的實用價值，而且還有著較為深遠的研發(fā)前景?！?5歲男生水上樂園溺亡家屬質疑游樂場救援不力、深圳蛇口海濱浴場30天內發(fā)生3 起兒童溺亡事件、汝州安溝水庫姜公廟附近發(fā)生溺水事件三個小孩溺亡”諸如此類的溺亡事件每天都在發(fā)生，中國每天平均有80名兒童死于溺水事件。本裝置的需求之大，應用之廣可見一斑。在城市內公園濕地水域危險地段、河流危險水域、湖泊游泳溺水事故頻發(fā)地段、水上樂園、海邊浴場、水庫等各種危險水域都能運用該裝置，來保證生命的安全。

下面本文從政府政策、市場因素兩方面來分析本作品的市場前景：

（1）???? 政府重視“：2016年 3月 28日是第21個全國中小學生安全教育日。溺水一直是導致中小學生非正常死亡的第一殺手，教育部基礎一司特發(fā)布防溺水《致全國中小學生家長的一封信》，希望家長和小朋友們都能提高安全意識！”、“陜西省教育廳發(fā)布的為強化學校防溺水教育工作，推動落實家長（監(jiān)護人）安全責任，教育部委托中國教育學會在中國安全教育網舉辦“2016年全國中小學生（幼兒）預防溺水專題教育”活動。為做好我省中小學幼兒園預防溺水專題教育工作”等等此類文件和新聞可見國家教育部門對學生“預防溺水專項活動”的重視，也間接反映了溺水身亡事故頻發(fā)，已經成為學生非正常死亡的頭號殺手，這種事態(tài)的嚴重性。

（2）???? 市場容量：由于溺水事故頻發(fā)的地點都需要我們救援裝置的設立，市場容量遍布全國各地公有私有水域。

（3）???? 市場需求：根據教育部辦公廳發(fā)布文件的教育部辦公廳關于預防學生溺水事故切實做好學生安全工作的通知教督廳[2015]1號，可以看出國家對學生安全的重視，另一方面也看出了，這些安全教育并沒有從根本上解決問題，一旦學生溺水該怎么最大可能的拯救他們的生命，我們的危險水域落水警報與救援裝置填補了救援史上的空白。不管是國家投資公益建設，還是私人企業(yè)需求，我們的裝置是市場上從來沒出現過的，在城市內公園濕地水域危險地段、河流危險水域、湖泊游泳溺水事故頻發(fā)地段

、水上樂園、海邊浴場、水庫等各種危險水域對此裝置的需求都是巨大的。所以市場需求十分可觀。

（4）???? 市場潛力：雖然我們的裝置各方面功能已經相對完善，一旦使用就能發(fā)揮它的實用價值，但必須承認的是各個方面都還有改進完善繼續(xù)研發(fā)的空間，它后續(xù)的市場隨著裝置本身功能的進一步強大和裝置結構的進一步精巧設計而潛力無窮。

（5）???? 市場走向：由國家消防部門對溺水事故頻發(fā)的重點區(qū)域對此裝置的設立開始，隨著產品的推廣會逐漸走向私有企業(yè)甚至千家萬戶。成為遍布危險水域家喻戶曉的救生裝置。

（6）???? 市場競爭關系：目前市場上還沒有同類產品出現，所以目前存在的競爭關系為“無”。

3???? 總結

本文提出了一種危險水域報警與救援裝置：設立于危險水域，檢測到有人進入該區(qū)域，裝置將自動發(fā)出警報（前方處于深水區(qū)請勿進入），防止發(fā)生事故。檢測到有人落水，該裝置通過紅外傳感與聲音傳感技術發(fā)現落水或溺水者，并通過距離傳感器對落水者進行方位與距離計算，將信息進行整合處理后發(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（前方深水區(qū)有人落水了）高音提示周圍人有人落水。同時，落水警報啟動后此裝置會將落水者的經緯度及圖像信息自動發(fā)送到安防室，盡最大的可能給溺水者提供及時的營救。

同時，對該作品的市場前景進行分析，論證了其具有廣泛的市場前景。

參考文獻：

[1]?? 徐浩鋒，孟瑞琳，朱旭豪，農村兒童溺水危險水域評級指標體系研究[J].中華疾病控制雜志，2017，21（10）：1018-1021.

[2]?? 蔡紅梅.嵌入式船舶人員落水搜救控制系統(tǒng)的設計與研究[J].艦船科學技術，2015，37（11）：155-159.

[3]?? 唐飛，詹志，張凱凱，等.一種汽車落水預警救生系統(tǒng)與方法：，CN106427862A[P].2017.

作者簡介：

張鵬，男，漢族，山西大同，鄭州市中原區(qū)鄭州大學機械工程專業(yè)本科生。