游泳池溺水預(yù)警系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計.pdf

1、一直以來對外開放的游泳池由于開放時間長，人數(shù)擁擠，當(dāng)有溺水事件發(fā)生時，救生員很難及時發(fā)現(xiàn)并做出有效營救措施而導(dǎo)致悲劇的發(fā)生。如何在溺水事故出現(xiàn)時及時預(yù)警并迅速做出營救以減少重大傷亡事故的發(fā)生是國家有關(guān)部門一直關(guān)心的問題。
　　本文提出了一種基于長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)（即待測目標(biāo)）、水聽器基陣、水上信號處理機和顯控終端組成。當(dāng)有溺水事件發(fā)生時，游泳者可以利用佩戴在手腕上的水下聲信標(biāo)主動或自動地發(fā)射聲信號，

2、布設(shè)在池底4個角落的水聽器會將接收到的信號上傳到水上信號處理機，水上信號處理機對信號進行處理和解算并將結(jié)果通過無線發(fā)射器發(fā)送到遠(yuǎn)端的PC機上，此時PC機端運行的顯控界面會描繪出當(dāng)前溺水者的位置坐標(biāo)并發(fā)出報警通知救生員及時營救。
　　本文的主要工作是設(shè)計并實現(xiàn)了水下聲信標(biāo)和水上信號處理機的樣機，并結(jié)合顯控終端完成了水池實驗，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采用目前運行功耗最低的STM8L151

3、單片機，其動態(tài)運行功耗低至90uA/MHz。為了進一步降低功耗，采用定時喚醒的低功耗工作模式。該單片機通過SPI接口和壓力傳感器通信可以定時獲取信標(biāo)的深度信息，當(dāng)深度達到一定門限或者外部觸發(fā)按鍵被按下時單片機會通過IO口驅(qū)動壓電陶瓷環(huán)發(fā)射聲信號。
　　水上信號處理機主要包括4通道信號調(diào)理模塊，數(shù)字信號處理模塊以及無線收發(fā)模塊。數(shù)字信號處理模塊采用OMAPL138開發(fā)板，水聽器接收信號經(jīng)過4通道信號調(diào)理模塊濾波并放大后由數(shù)字信號處理