危險水域落水警報與救援裝置

張鵬 陳娛

摘要：中國平均每年有將近四萬多名兒童死于溺水，我們裝置的作用就是減少這些血淋淋的數(shù)據(jù)。本裝置集落水探測、落水警報、語音提示呼救、救援、GPS定位、無線GPS及圖像傳輸、自發(fā)電及電力儲存、信息收集功能于一體，采用懸浮燈塔式設(shè)計使之能在水面上固定。

關(guān)鍵詞：危險水域落水者警報救援

1 工作原理

（1）落水檢測：此裝置前后安有兩個紅外傳感器，檢測范圍360°全覆蓋，直徑檢測距離達(dá)10米，通過紅外傳感器檢測人的出現(xiàn)。后方同時安置有聲音傳感器，聲音傳感器通過電位器將聲音閥值調(diào)至55分貝（人正常說話的聲音是50分貝左右），當(dāng)聲音高過此閥值，D0引腳輸出低電平。兩種傳感器共同作用作為落水檢測的真實度保障。

（2）語音提示呼救播報：語音提示包括危險水域禁止進(jìn)入和危險水域有人落水兩種提示音，通過擴(kuò)音器在野外水域高音傳輸，提醒周圍人事故的發(fā)生以進(jìn)行及時的救援。前者由置于裝置前方的紅外傳感器控制，對于在江河湖泊等禁止游泳戲水水域?qū)拷搮^(qū)域人員進(jìn)行警報提示，將有效防止落水溺水事故發(fā)生。后者由置于裝置后方的紅外傳感器及聲音傳感器共同控制。語音提示系統(tǒng)會將有人落水的信息進(jìn)行放大并以語音形式傳遞，使之能對落水者進(jìn)行快速救援，為落水者的生命安全提供保障。置于裝置后的傳感器同時控制落語音提示呼救播報開關(guān)、小型救援系統(tǒng)開關(guān)、傳向安防室的無線經(jīng)緯度及無線圖像傳輸?shù)拈_關(guān)。

（3）無線經(jīng)緯度信息傳輸：GPS+GPRS的定位監(jiān)控系統(tǒng)，使用最新的SIM900B無線模塊低功耗實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。GPS經(jīng)緯度數(shù)據(jù)通過GPRS無線傳輸?shù)街付ǖ姆?wù)器上，并通過Google地圖進(jìn)行精確定位。GPRS開關(guān)啟動時，此裝置會同時向指定的手機(jī)號發(fā)送經(jīng)緯度信息，請求救援。

（4）無線圖像采集及傳輸：攝像頭無線GPRS圖像采集及傳輸系統(tǒng)主要采用STM32+GPRS+OV2640+SD+EEPROM技術(shù)。此裝置使用的CMOS攝像模塊，將優(yōu)質(zhì)VGA的CMOS影像傳感器與高度集成的影像處理器、嵌入式電源和高質(zhì)量的透鏡組結(jié)合在一起，輸出事故發(fā)生當(dāng)時的圖像資料，從而安防系統(tǒng)調(diào)取圖像資料進(jìn)行最及時有效地救援。

（5）落水者的自救：自救為該裝置通過紅外傳感與聲音傳感技術(shù)發(fā)現(xiàn)落水或溺水者，并通過超聲波與紅外交感定位技術(shù)對落水者進(jìn)行方位與距離計算，將信息進(jìn)行整合處理后發(fā)送至小型救援裝置，并將救援裝置（救生圈）送至落水者處使之自救。

（6）太陽能電池供電及電能的儲存：

采用SYPO-120W多晶硅太陽能電池板與DC-DC升穩(wěn)壓模塊加上NPP-85AH太陽能系統(tǒng)專用蓄電池與太陽能控制器CM30多組套件相配合保證整套裝置用電需求。晴天時電池蓄電，晚上或陽光不足時放電。

作品效果圖如下：

2 市場前景

作品拯救生命的社會意義、制造時低廉的成本，以及作品本身的全智能化自動化等脫穎而出的優(yōu)點不僅使作品有巨大的實用價值，而且還有著較為深遠(yuǎn)的研發(fā)前景。“15歲男生水上樂園溺亡家屬質(zhì)疑游樂場救援不力、深圳蛇口海濱浴場30天內(nèi)發(fā)生3起兒童溺亡事件、汝州安溝水庫姜公廟附近發(fā)生溺水事件三個小孩溺亡”諸如此類的溺亡事件每天都在發(fā)生，中國每天平均有80名兒童死于溺水事件。本裝置的需求之大，應(yīng)用之廣可見一斑。在城市內(nèi)公園濕地水域危險地段、河流危險水域、湖泊游泳溺水事故頻發(fā)地段、水上樂園、海邊浴場、水庫等各種危險水域都能運(yùn)用該裝置，來保證生命的安全。

下面本文從政府政策、市場因素兩方面來分析本作品的市場前景：

（1）政府重視：“2016年3月28日是第21個全國中小學(xué)生安全教育日。溺水一直是導(dǎo)致中小學(xué)生非正常死亡的第一殺手，教育部基礎(chǔ)一司特發(fā)布防溺水《致全國中小學(xué)生家長的一封信》，希望家長和小朋友們都能提高安全意識！”、“陜西省教育廳發(fā)布的為強(qiáng)化學(xué)校防溺水教育工作，推動落實家長（監(jiān)護(hù)人）安全責(zé)任，教育部委托中國教育學(xué)會在中國安全教育網(wǎng)舉辦“2016年全國中小學(xué)生（幼兒）預(yù)防溺水專題教育”活動。為做好我省中小學(xué)幼兒園預(yù)防溺水專題教育工作”等等此類文件和新聞可見國家教育部門對學(xué)生“預(yù)防溺水專項活動”的重視，也間接反映了溺水身亡事故頻發(fā)，已經(jīng)成為學(xué)生非正常死亡的頭號殺手，這種事態(tài)的嚴(yán)重性。

（2）市場容量：由于溺水事故頻發(fā)的地點都需要我們救援裝置的設(shè)立，市場容量遍布全國各地公有私有水域。

（3）市場需求：根據(jù)教育部辦公廳發(fā)布文件的教育部辦公廳關(guān)于預(yù)防學(xué)生溺水事故切實做好學(xué)生安全工作的通知教督廳[2015]1號，可以看出國家對學(xué)生安全的重視，另一方面也看出了，這些安全教育并沒有從根本上解決問題，一旦學(xué)生溺水該怎么最大可能的拯救他們的生命，我們的危險水域落水警報與救援裝置填補(bǔ)了救援史上的空白。不管是國家投資公益建設(shè)，還是私人企業(yè)需求，我們的裝置是市場上從來沒出現(xiàn)過的，在城市內(nèi)公園濕地水域危險地段、河流危險水域、湖泊游泳溺水事故頻發(fā)地段 、水上樂園、海邊浴場、水庫等各種危險水域?qū)Υ搜b置的需求都是巨大的。所以市場需求十分可觀。

（4）市場潛力：雖然我們的裝置各方面功能已經(jīng)相對完善，一旦使用就能發(fā)揮它的實用價值，但必須承認(rèn)的是各個方面都還有改進(jìn)完善繼續(xù)研發(fā)的空間，它后續(xù)的市場隨著裝置本身功能的進(jìn)一步強(qiáng)大和裝置結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步精巧設(shè)計而潛力無窮。

（5）市場走向：由國家消防部門對溺水事故頻發(fā)的重點區(qū)域?qū)Υ搜b置的設(shè)立開始，隨著產(chǎn)品的推廣會逐漸走向私有企業(yè)甚至千家萬戶。成為遍布危險水域家喻戶曉的救生裝置。

（6）市場競爭關(guān)系：目前市場上還沒有同類產(chǎn)品出現(xiàn)，所以目前存在的競爭關(guān)系為“無”。

3 總結(jié)

本文提出了一種危險水域報警與救援裝置：設(shè)立于危險水域，檢測到有人進(jìn)入該區(qū)域，裝置將自動發(fā)出警報（前方處于深水區(qū)請勿進(jìn)入），防止發(fā)生事故。檢測到有人落水，該裝置通過紅外傳感與聲音傳感技術(shù)發(fā)現(xiàn)落水或溺水者，并通過距離傳感器對落水者進(jìn)行方位與距離計算，將信息進(jìn)行整合處理后發(fā)送至小型救援裝置，并將救援裝置送至落水者處使之自救；期間，裝置發(fā)出警報（前方深水區(qū)有人落水了）高音提示周圍人有人落水。同時，落水警報啟動后此裝置會將落水者的經(jīng)緯度及圖像信息自動發(fā)送到安防室，盡最大的可能給溺水者提供及時的營救。

同時，對該作品的市場前景進(jìn)行分析，論證了其具有廣泛的市場前景。

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