[發(fā)明專(zhuān)利]一種溺水者定位方法及其系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310563716.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103592630A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳東升;于清禹;王龍;戴和源
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東北電力大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S5/22
• 分類(lèi)號(hào): G01S5/22
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專(zhuān)利事務(wù)所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域：一種溺水者定位方法及其系統(tǒng)，主要應(yīng)用在游泳池或者浴場(chǎng)。

背景技術(shù)

游泳是深受廣大人民喜愛(ài)的運(yùn)動(dòng)和休閑方式，但是游泳時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生溺水事件，如果救援不及時(shí)，就會(huì)使游泳者有生命危險(xiǎn)，因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位發(fā)生溺水的游泳者就非常重要。

在陸地上，人們一般使用全球定位系統(tǒng)（GPS,??Global?Positioning?System）實(shí)現(xiàn)定位和導(dǎo)航，用戶可以通過(guò)接收多顆衛(wèi)星的信號(hào)實(shí)現(xiàn)定位。但是電磁波并不適合用于水下通信，水下通信一般采用聲波通信技術(shù)。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利號(hào)ZL?200910236794.0公開(kāi)了本申請(qǐng)人的在先發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)，該發(fā)明采用主從方式進(jìn)行定位，主要提供位置信息，可用于游樂(lè)場(chǎng)所兒童的定位以防走失，不具備遇到危險(xiǎn)情況主動(dòng)報(bào)警及危險(xiǎn)情況判斷等的功能。

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種科學(xué)、合理的溺水者定位方法；并提供能夠使游泳者隨時(shí)精確定位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、佩戴方便、易于實(shí)現(xiàn)、實(shí)時(shí)性好的溺水者定位系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案之一是，一種溺水者定位方法，其特征是，它包括以上內(nèi)容：

1）確定目標(biāo)位置的定位：由兩個(gè)接收裝置安裝在浴場(chǎng)中的坐標(biāo)位置，其三維空間坐標(biāo)分別為????????????????????????????????????????????????，；

2）采用佩戴于游泳者身上的移動(dòng)終端設(shè)備，固定在游泳池池壁或浴場(chǎng)水下的接收設(shè)備與游泳場(chǎng)所的控制中心通過(guò)信號(hào)連接組成溺水者定位系統(tǒng)。佩戴于游泳者身上的移動(dòng)終端設(shè)備包括一個(gè)MCU（微控制單元），聲波發(fā)射、接收模塊，深度計(jì)量模塊和緊急按鍵電連接；接收裝置安裝在游泳池池壁或浴場(chǎng)的水下，包括一個(gè)DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）與聲波發(fā)射接收模塊電連接；控制中心為計(jì)算機(jī)；接收裝置通過(guò)TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議)與控制中心通信，通過(guò)聲波的方式與移動(dòng)終端設(shè)備通信，接收裝置能夠?qū)⒔邮盏揭苿?dòng)終端設(shè)備的深度信息，發(fā)送給控制中心計(jì)算機(jī)；控制中心計(jì)算機(jī)也能夠通過(guò)接收裝置發(fā)送命令，對(duì)移動(dòng)終端設(shè)備進(jìn)行功能配置；

3）目標(biāo)點(diǎn)的具體位置解算：首先確定兩個(gè)接收裝置在游泳池池壁或浴場(chǎng)水下的坐標(biāo)位置，其三維空間坐標(biāo)分別為，，每一個(gè)接收裝置與目標(biāo)點(diǎn)間的距離分別為：

?（i=1,2）??????（1）

其中（）為三維位置坐標(biāo)值，為每一個(gè)接收裝置與目標(biāo)點(diǎn)間的距離。

發(fā)射信號(hào)中帶有時(shí)間戳信息，接收裝置收到信息，與本機(jī)當(dāng)?shù)貢r(shí)間相減后得出聲波傳播距離，已知高頻段聲波的傳播速度速率C=340米/秒，忽略設(shè)備接收、發(fā)送，處理信息時(shí)的時(shí)延，得：

??????????????????????（2）

????其中為信號(hào)收發(fā)的時(shí)間差,

需要求解的位置信息為（），共計(jì)三個(gè)變量,但是，通過(guò)游泳者佩戴的移動(dòng)終端設(shè)備帶有的深度測(cè)量模塊得到，并且發(fā)送給了接收裝置,這樣通過(guò)兩個(gè)接收裝置的位置信息以及相應(yīng)的時(shí)延就能夠解算出來(lái)位置（）；

控制中心計(jì)算機(jī)與接收裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，采用TCP/IP協(xié)議通信，保證通信內(nèi)容的安全性；終端設(shè)備有兩種工作模式，分為普通模式和緊急模式，普通模式為每隔10秒刷新一次位置信息，緊急模式情況下每隔1秒鐘刷新一次位置信息，終端設(shè)備的工作模式可由控制中心計(jì)算機(jī)通過(guò)主終端設(shè)備進(jìn)行設(shè)定。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案之二是：一種溺水者定位系統(tǒng)，其特征是，它包括移動(dòng)終端設(shè)備、兩個(gè)接收裝置和一個(gè)控制中心，其中移動(dòng)終端設(shè)備佩戴在游泳者身上，兩個(gè)接收裝置固定在水下、且與游泳場(chǎng)所的控制中心相連，所述的控制中心為一臺(tái)計(jì)算機(jī)，所述的接收裝置包括DSP和與DSP相連的聲波發(fā)射接收模塊，所述的移動(dòng)終端設(shè)備包括一個(gè)微處理器MCU，聲波發(fā)射、接收模塊，深度計(jì)量模塊和緊急按鍵電連接；通信與定位聲波的頻率為500KHz。

本發(fā)明的溺水者定位方法科學(xué)、合理；溺水者定位系統(tǒng)能夠使游泳者隨時(shí)精確定位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、佩戴方便、易于實(shí)現(xiàn)、實(shí)時(shí)性好。

附圖說(shuō)明

圖1接收裝置定位示意圖；

圖2系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；

圖3移動(dòng)終端設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；

圖4?接收裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體的實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

????本發(fā)明的一種溺水者定位方法包括以上內(nèi)容：