【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及泳池求救，具体是涉及一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统。
技术介绍
1、游泳已成为越来越多人的休闲和健身活动，然而，溺亡事故的发生率也在上升，这些事故的主要原因之一是抢救不及时，尤其是在溺水人员处于昏迷状态时，无法发出求救信号，为了解决这一问题，泳池安全系统的有效性至关重要，目前，泳池报警系统的实现主要可以分为三种方式：声呐监测、视频监测和可穿戴设备监测。声呐监测通过水下声波探测异常情况，能够较为精准地识别溺水者，但其制造和安装成本较高，维护修理也相对复杂，限制了其在一般泳池中的广泛应用，视频监测同样具有较高的技术要求和成本，且在不同光照和水面波动的情况下，识别准确性可能受影响，相比之下，可穿戴设备监测作为一种新兴的解决方案，以其低成本和易维护的优势，逐渐受到青睐，这些便携设备能够实时监测游泳者的状态，如心率和位置，一旦发现异常情况，即可迅速发出报警信号，确保及时救援。
2、现有的便携穿戴设备求救系统不能通过游泳者的现有状态进行预测，从而导致危险发生的几率更高。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，提供一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，本技术方案解决了上述的问题。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，泳池求救系统包括：
4、数据获取模块：基于生理监测传感器实时监测游泳者当前时刻的生理状态；
5、意外预测模块：意外预测模块与数据获取模块电性连接，所述意外
6、意外判断模块：意外判断模块与意外预测模块电性连接，所述意外判断模块用于当超出安全范围预警时，使用加速度计和陀螺仪监测游泳者的活动状态数据，判断是否发生潜在意外，如果发生潜在意外，则生成潜在意外报警信息；
7、通讯模块：通讯模块与意外判断模块电性连接，所述通讯模块用于与泳池周边的监控系统和救生员的设备实时通信，具有一键呼叫救援功能，允许游泳者在紧急情况下立即通知救生员；
8、定位模块：定位模块与意外判断模块电性连接，所述定位模块用于使用超宽带uwb室内定位系统定位溺水者；
9、报警模块：报警模块与意外判断模块电性连接，所述报警模块用于当意外判断模块判断出潜在意外发生时，利用发光二极管和/或声音报警器发出信号报警；
10、动态反馈机制模块：动态反馈机制模块与报警模块电性连接，所述动态反馈机制模块用于在游泳者产生潜在意外时，系统自动将报警信息发送到附近的救生员和管理系统。
11、优选地，意外预测模块具体包括：
12、数据收集单元：获取游泳者当前时刻的心率、血氧饱和度和体温数据，通过蓝牙传输至数据处理单元；
13、数据处理单元：将收集到的游泳者当前时刻的生理数据会经过预处理，所述预处理包括去除传感器噪声与滤波；
14、特征提取单元：从预处理后的生理数据中提取关键特征，所述关键特征包括心率变化率、血氧饱和度的变化率以及平均体温；
15、生理状态预测单元：将提取的关键特征输入至生理状态的预测模型进行未来一段时间生理状态预测，获得预测生理状态；
16、其中，生理状态预测模型的公式为：
17、
18、式中，为预测生理状态，为模型的截距项，为特征的权重系数，为心率变化率，为当前窗口的平均心率，为心率变异性，为当前窗口的平均血氧饱和度，为血氧饱和度的变化率，为当前窗口的平均体温，为体温的方差；
19、预警触发单元：当预测生理状态超出安全范围时，系统触发预警机制。
20、优选地，所述意外判断模块具体包括：
21、数据采集单元：当超出安全范围预警时，利用加速度计和陀螺仪获取活动状态数据；
22、状态识别单元：根据所述活动状态数据分析游泳者的运动状态；
23、潜在意外判断算法单元：基于游泳者的运动状态，判断是否发生潜在意外；
24、报警触发单元：当判断发生潜在意外时，触发报警系统生成潜在意外警报信息。
25、优选地，意外判断算法单元具体包括：
26、基于游泳者的运动状态，判断是否发生意外，判断公式为：
27、
28、式中，为当前活动状态的类别，为总加速度，为游泳状态下的加速度阈值，为静止状态下的加速度阈值，为潜在意外的加速度阈值，为总角速度，为角速度阈值，为潜在意外，为游泳状态，为静止状态；
29、总加速度小于游泳状态的阈值，则状态为“游泳”；
30、总加速度小于静止状态的阈值，则状态为“静止”；
31、如果总加速度大于潜在意外的阈值与总角速度超过角速度阈值，则状态为“潜在意外”。
32、优选地，基于活动状态判断结果，进行溺水判断，其中，溺水判断公式为：
33、
34、式中，表示是否检测到意外事件的标志，值为 1 表示检测到意外，值为 0 表示未检测到意外，为当前活动状态的类别，为特定的活动状态。
35、优选地，所述通讯模块具体包括：
36、呼叫功能单元：游泳者通过一键操作立即发送紧急请求；
37、数据接收单元：接收待上传数据信息，所述待上传数据信息包括游泳者的活动状态、紧急请求和潜在意外报警信息；
38、数据发送单元：通过无线通信技术将游泳者的活动状态和紧急请求迅速传输到泳池周边的监控系统和救生员的设备；
39、状态监测单元：状态监测单元持续监测通信的状态，如果状态发生异常，则进行潜在意外报警信息提示；
40、用户界面单元：游泳者查看实时状态和紧急呼叫按钮。
41、优选地，所述定位模块具体包括：
42、uwb信号发射单元：负责发射超宽带信号；
43、uwb信号接收单元：接收返回的超宽带信号，并发送至位置计算单元；
44、位置计算单元：通过分析接收到的超宽带信号，利用三角测量算法计算溺水者的具体位置；
45、数据存储单元：存储历史定位数据和状态记录。
46、优选地，所述报警模块具体包括：
47、信号接收单元：接收来自意外判断模块发送的潜在意外报警信息；
48、发光二极管控制单元：当接收到潜在意外报警信息时，控制发光二极管的亮灭，发出可视警报，提醒周围人员注意；
49、声音报警器控制单元：当接收到潜在意外报警信息时，激活声音报警器，发出警报声；
50、状态指示单元：当接收到潜在意外报警信息时，显示当前报警状态；
51、报警延迟设置单元：设置报警延迟时间，避免误报；
52、系统测试单元：定期测试报警功能，确保在紧急情况下能够正常工作。
53、优选地，所述动态反馈机制模块具体包括：
54、信息收集单元：收集数据，确定游本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，泳池求救系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，所述意外预测模块具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，所述意外判断模块具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，意外判断算法单元具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，所述通讯模块具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，所述定位模块具体包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，所述报警模块具体包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，所述动态反馈机制模块具体包括：
10.根据权利要求9所述的一种基于便携穿戴设备的
...【技术特征摘要】
1.一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，泳池求救系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，所述意外预测模块具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，所述意外判断模块具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于，意外判断算法单元具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于便携穿戴设备的泳池求救系统，其特征在于：
6.根据权利要求...
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