一种救生手环制造技术

本发明专利技术公开了一种救生手环，该救生手环包括：九轴运动传感器，用于实时采集游泳者手部的真实加速度和姿态角，对所述真实加速度和姿态角进行数据融合，将所述真实加速度分解到绝对坐标系，转换为绝对坐标系中的运动加速度；微处理器MCU，用于对所述绝对坐标系中的运动加速度进行计算，得到所述绝对坐标系中的运动加速度在Z轴方向上的加速度分量；利用所述加速度分量计算预设时间内游泳者拍打水面的次数，若预设时间内游泳者拍打水面的次数大于预设阈值，判断游泳者的运动状态处于溺水状态，向远程监控终端发送报警信号；与所述MCU相连的电源模块。该救生手环实现提高救生手环对于溺水状态检测的准确性，提升报警效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及手环
，特别是涉及一种救生手环。
技术介绍
目前，特别是夏暑时期，溺水事故频发，新闻报道表明，海滩浅海等地成为溺亡事故高发区域。但游泳极具锻炼价值，不仅能够提高心肺功能，对全身肌肉也起到极佳锻炼的锻炼效果。同时，水中运动对老人慢性病的治疗和身体的恢复都有好处。这使得游泳运动成为了广大男女老少的热爱。从此可以看出，海滩泳池等地的游泳安全问题成为一个迫切需要解决的问题。现有技术中，救生手环利用心率传感器与气压传感器来判断溺水，由于溺水者的脉搏会比正常锻炼时快的多，当心率传感器检测到佩戴者脉搏高于设置的阈值一段时间或者环境感应模块检测到水压高于某个阈值一段时间时，便判断游泳者处于溺水状态，发出救援信号。但是目前的心率传感器技术并不够成熟，在陆地上使用尚可，但经实验发现，在水下使用光学心率传感器，由于传感器表面浸水，心率偏差很大，如果用其作为判别是否溺水的依据，会经常造成误判，甚至危害溺水者的生命，因此导致救生手环对于溺水状态检测的准确性不高。并且，通过水压传感器的阈值判断是否溺水是理论上可行的，但仍有缺陷：水压传感器的尺寸都比较大，难以装入小巧的手环之中；水压溺水判断算法实际上是一种在心率判断失误后的事后补救措施，它要求人在水中溺水超过一定时长才触发溺水警报，而此时的溺水者很可能已经吸入大量的水进入肺部，溺水已经实际上造成人身安全的问题，因此救生手环的报警效率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种救生手环，以实现提高救生手环对于溺水状态检测的准确性，提升报警效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种救生手环，该救生手环包括：九轴运动传感器，用于实时采集游泳者手部的真实加速度和姿态角，对所述真实加速度和姿态角进行数据融合，将所述真实加速度分解到绝对坐标系，转换为绝对坐标系中的运动加速度；微处理器MCU，用于对所述绝对坐标系中的运动加速度进行计算，得到所述绝对坐标系中的运动加速度在Z轴方向上的加速度分量；利用所述加速度分量计算预设时间内游泳者拍打水面的次数，若预设时间内游泳者拍打水面的次数大于预设阈值，判断游泳者的运动状态处于溺水状态，向远程监控终端发送报警信号；与所述MCU相连的电源模块。优选的，所述MCU为运行Zigbee协议栈的微处理器。优选的，所述救生手环还包括：位置传感器，用于实时采集游泳者的位置信息，将所述位置信息发送至远程监控终端。优选的，所述九轴传感器包括加速度计，陀螺仪和磁力计。优选的，所述远程监控终端为上位机。优选的，所述位置传感器用于采用三角质心算法实时采集游泳者的位置信息，将所述位置信息发送至远程监控终端。优选的，所述九轴运动传感器还用于采用卡尔曼滤波算法对采集到的真实加速度和姿态角进行数据滤波，除去真实加速度和姿态角中的噪声和干扰。本专利技术所提供的一张救生手环，包括：九轴运动传感器，用于实时采集游泳者手部的真实加速度和姿态角，对所述真实加速度和姿态角进行数据融合，将所述真实加速度分解到绝对坐标系，转换为绝对坐标系中的运动加速度；微处理器MCU，用于对所述绝对坐标系中的运动加速度进行计算，得到所述绝对坐标系中的运动加速度在Z轴方向上的加速度分量；利用所述加速度分量计算预设时间内游泳者拍打水面的次数，若预设时间内游泳者拍打水面的次数大于预设阈值，判断游泳者的运动状态处于溺水状态，向远程监控终端发送报警信号；与所述MCU相连的电源模块。可见，当人处于溺水时，此时溺水者神志清楚，身体会出现挣扎和拍水动作，无论手环的姿态如何，其反映出的拍水动作只包括绝对坐标系中z轴上的剧烈拍水动作，而正常游泳时的x，y轴上的动作不会被误判，本专利技术中的救生手环利用运动传感器采集游泳者手部的真实加速度和姿态，该救生手环对从运动传感器得到的真实加速度和姿态角进行数据融合，得到绝对坐标系的运动加速度，并得到z轴方向上的加速度分量，由加速度分量来确定溺水状态，如此提高救生手环对于溺水状态检测的准确性，减少误判，并且结合人溺水的时候会挣扎拍水的特点，如果一段时间内多次拍水，当拍水次数达到阈值时，判定为溺水，该救生手环通过加速度分量计算预设时间内游泳者拍打水面的次数，依据计算的拍打水面的次数来判断游泳者的运动状态是否处于溺水状态，这样能够直接根据加速度分量来确定溺水状态，不需要时间的消耗，因此提升报警效率。所以该救生手环实现提高救生手环对于溺水状态检测的准确性，提升报警效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的一种救生手环的结构示意图；图2为救生手环确定位置坐标的原理图。具体实施方式本专利技术的核心是提供一种救生手环，以实现提高救生手环对于溺水状态检测的准确性，提升报警效率。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1，图1为本专利技术所提供的一种救生手环的结构示意图,，改救生手环包括：九轴运动传感器11，用于实时采集游泳者手部的真实加速度和姿态角，对真实加速度和姿态角进行数据融合，将所述真实加速度分解到绝对坐标系，转换为绝对坐标系中的运动加速度；微处理器MCU12，用于对所述绝对坐标系中的运动加速度进行计算，得到所述绝对坐标系中的运动加速度在Z轴方向上的加速度分量；利用所述加速度分量计算预设时间内游泳者拍打水面的次数，若预设时间内游泳者拍打水面的次数大于预设阈值，判断游泳者的运动状态处于溺水状态，向远程监控终端发送报警信号；与所述MCU12相连的电源模块13。可见，当人处于溺水时，此时溺水者神志清楚，身体会出现挣扎和拍水动作，无论手环的姿态如何，其反映出的拍水动作只包括绝对坐标系中z轴上的剧烈拍水动作，而正常游泳时的x，y轴上的动作不会被误判，本专利技术中的救生手环利用运动传感器采集游泳者手部的真实加速度和姿态，该救生手环对从运动传感器得到的真实加速度和姿态角进行数据融合，得到绝对坐标系的运动加速度，并得到z轴方向上的加速度分量，由加速度分量来确定溺水状态，如此提高救生手环对于溺水状态检测的准确性，减少误判，并且结合人溺水的时候会挣扎拍水的特点，如果一段时间内多次拍水，当拍水次数达到阈值时，判定为溺水，该救生手环通过加速度分量计算预设时间内游泳者拍打水面的次数，依据计算的拍打水面的次数来判断游泳者的运动状态是否处于溺水状态，这样能够直接根据加速度分量来确定溺水状态，不需要时间的消耗，因此提升报警效率。所以该救生手环实现提高救生手环对于溺水状态检测的准确性，提升报警效率。基于上述救生手环，具体的，所述MCU为运行Zigbee协议栈的微处理器。游泳者的手腕上佩戴有救生手环，即救生手环设置在游泳者的手腕上。微处理器MCU与九轴运动传感器相连。其中，将真实加速度分解到绝对坐标系，转换为绝对坐标系中的运动加速本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种救生手环，其特征在于，包括：九轴运动传感器，用于实时采集游泳者手部的真实加速度和姿态角，对所述真实加速度和姿态角进行数据融合，将所述真实加速度分解到绝对坐标系，转换为绝对坐标系中的运动加速度；微处理器MCU，用于对所述绝对坐标系中的运动加速度进行计算，得到所述绝对坐标系中的运动加速度在Z轴方向上的加速度分量；利用所述加速度分量计算预设时间内游泳者拍打水面的次数，若预设时间内游泳者拍打水面的次数大于预设阈值，判断游泳者的运动状态处于溺水状态，向远程监控终端发送报警信号；与所述MCU相连的电源模块。

【技术特征摘要】
1.一种救生手环，其特征在于，包括：九轴运动传感器，用于实时采集游泳者手部的真实加速度和姿态角，对所述真实加速度和姿态角进行数据融合，将所述真实加速度分解到绝对坐标系，转换为绝对坐标系中的运动加速度；微处理器MCU，用于对所述绝对坐标系中的运动加速度进行计算，得到所述绝对坐标系中的运动加速度在Z轴方向上的加速度分量；利用所述加速度分量计算预设时间内游泳者拍打水面的次数，若预设时间内游泳者拍打水面的次数大于预设阈值，判断游泳者的运动状态处于溺水状态，向远程监控终端发送报警信号；与所述MCU相连的电源模块。2.如权利要求1所述的救生手环，其特征在于，所述MCU为运行Zigbee协议栈的微处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉伟，曾超威，钟嘉瑜，何浩鑫，李杰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44