鄒旭 廖鐘豪 王廷軍 范佳旸 曾順 張遠飛

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；然后信號運輸?shù)郊呻娐分羞M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：

[1]崔文華.ZigBee協(xié)議棧的研究與實現(xiàn).華東師范大學(xué)碩士論文，2007.01.

[2]張少軍.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用，2010.