游泳池溺水預警系統(tǒng)的軟硬件設計.pdf

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

2、布設在池底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果通過無線發(fā)射器發(fā)送到遠端的PC機上，此時PC機端運行的顯控界面會描繪出當前溺水者的位置坐標并發(fā)出報警通知救生員及時營救。
　　本文的主要工作是設計并實現了水下聲信標和水上信號處理機的樣機，并結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的深度信息，當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通道信號調理模塊，數字信號處理模塊以及無線收發(fā)模塊。數字信號處理模塊采用OMAPL138開發(fā)板，水聽器接收信號經過4通道信號調理模塊濾波并放大后由數字信號處理