游泳池溺水預(yù)警系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì).pdf

1、一直以來(lái)對(duì)外開(kāi)放的游泳池由于開(kāi)放時(shí)間長(zhǎng)，人數(shù)擁擠，當(dāng)有溺水事件發(fā)生時(shí)，救生員很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)并做出有效營(yíng)救措施而導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。如何在溺水事故出現(xiàn)時(shí)及時(shí)預(yù)警并迅速做出營(yíng)救以減少重大傷亡事故的發(fā)生是國(guó)家有關(guān)部門一直關(guān)心的問(wèn)題。
　　本文提出了一種基于長(zhǎng)基線定位的游泳池溺水預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)由水下聲信標(biāo)（即待測(cè)目標(biāo)）、水聽(tīng)器基陣、水上信號(hào)處理機(jī)和顯控終端組成。當(dāng)有溺水事件發(fā)生時(shí)，游泳者可以利用佩戴在手腕上的水下聲信標(biāo)主動(dòng)或自動(dòng)地發(fā)射聲信號(hào)，

2、布設(shè)在池底4個(gè)角落的水聽(tīng)器會(huì)將接收到的信號(hào)上傳到水上信號(hào)處理機(jī)，水上信號(hào)處理機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和解算并將結(jié)果通過(guò)無(wú)線發(fā)射器發(fā)送到遠(yuǎn)端的PC機(jī)上，此時(shí)PC機(jī)端運(yùn)行的顯控界面會(huì)描繪出當(dāng)前溺水者的位置坐標(biāo)并發(fā)出報(bào)警通知救生員及時(shí)營(yíng)救。
　　本文的主要工作是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了水下聲信標(biāo)和水上信號(hào)處理機(jī)的樣機(jī)，并結(jié)合顯控終端完成了水池實(shí)驗(yàn)，得到了很好的跟蹤定位效果，定位精度為1m。
　　水下聲信標(biāo)的MCU采用目前運(yùn)行功耗最低的STM8L151

3、單片機(jī)，其動(dòng)態(tài)運(yùn)行功耗低至90uA/MHz。為了進(jìn)一步降低功耗，采用定時(shí)喚醒的低功耗工作模式。該單片機(jī)通過(guò)SPI接口和壓力傳感器通信可以定時(shí)獲取信標(biāo)的深度信息，當(dāng)深度達(dá)到一定門限或者外部觸發(fā)按鍵被按下時(shí)單片機(jī)會(huì)通過(guò)IO口驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷環(huán)發(fā)射聲信號(hào)。
　　水上信號(hào)處理機(jī)主要包括4通道信號(hào)調(diào)理模塊，數(shù)字信號(hào)處理模塊以及無(wú)線收發(fā)模塊。數(shù)字信號(hào)處理模塊采用OMAPL138開(kāi)發(fā)板，水聽(tīng)器接收信號(hào)經(jīng)過(guò)4通道信號(hào)調(diào)理模塊濾波并放大后由數(shù)字信號(hào)處理