专利名称：游泳池报警器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种报警装置，特别是涉及一种私人游泳池报警器。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，不少家庭开始拥有私人游泳池。然而私人游泳池在很多时候并不像公共游泳池有专人看管，如果儿童或家里的宠物不慎掉入游泳池中没有及时发现或者救护，就会发生溺水死亡的事故，因此，私人游泳池的正常使用和监护成为一个非常重要的安全问题。一些发达国家都出台相应的法律要求游泳池配置安全设备，一旦有人特别是儿童不慎掉入游泳池就能马上报警，大大降低了因为不慎落水而发生溺水死亡的意外事故的发生率。
现有的泳池报警器的基本要求是在通常条件下能检测到一定重量的人落水(通常是大于等于6公斤的人体重量)，则报警器会发出100-115DB的警报声，从而提醒人们做出及时必要的救生行动，能够最大限度的挽救落水者的生命。
目前已有的游泳池报警器的工作原理基本上都是根据泳池水面产生的波浪或水中产生的声音或波浪产生的空气压力来判断是否有人落水并发出报警声。但是，有时候即使没人掉进游泳池中也有其他因素能产生波浪、声音和空气压力，比如游泳池清洗机在水中工作时会产生一定的波浪和声音，风也能使水面产生波浪，还有其他物体诸如石头、树枝等掉入水中也能产生声音和波浪，这些情况下报警器只要检测到波浪和声音就会发出警报声从而产生许多误报，给用户特别是当用户在夜间休息时带来了诸多不便。
此外，现有的各种游泳池报警器，大多数只采用一种传感器来感测水面的异常变化状况，这种采用单一传感器的报警器只能检测水波大小、水压变化或者声音，无法就人体和动物这样的活体与石头、树木及游泳池清洗机等非活体进行区分，比如一根树木掉进去泳池时，检测到的水波信号可能和人体入水的信号相似或吻合，此时报警器就会产生错误的判断而发出报警声。
因此，为了减少误报，提高报警的精确性，不少游泳池报警器采用了两种不同的传感器组合的方式，如专利号为GB2376553B英国专利就公开了一个采用两个传感器的游泳池报警器，一个传感器用来分析水面波浪变化，另一个传感器用来分析波浪产生的空气压力变化，通过两个传感器共同分析水波是由风引起的还是由人落水引起的，然后决定是否报警。该专利虽然能够使得信号的检测更加精确，但是还是无法很好地将强风、游泳池清洗机等非活体产生的干扰与人体、动物的落水动作区分开来，仍旧会时常发生各种不同程度的误报。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能够区分活体与其他非活体，且能够同时检测落水信号的游泳池报警器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为该游泳池报警器，包括有传感器、固定传感器的座架、进行传感器信号处理的控制系统以及报警执行系统，其特征在于所述的传感器包括至少一个用来检测水波变化的水波传感器和至少一个红外传感器；并且，红外传感器的信号输出端与所述的控制系统的输入端相连，而水波传感器的信号输出端与所述的控制系统的另一输入端相连，控制系统的一输出端连接报警执行系统的输入端。
所述的控制系统包括红外信号处理电路和第一微处理器，红外信号处理电路可以采取现有的各种感应信号电路，简单地可以采用由放大器和滤波器串接而成的信号处理电路，第一微处理器能够对接受的传感器信号做出判断并驱动报警器工作，可以采用现有的各种微处理器，优选地为中央微处理器(CPU)。
所述的报警执行系统包括报警器驱动电路和报警器执行器件，报警执行器件可以为蜂鸣器或喇叭等声音报警元件，也可以是光学报警元件，如LED，还可以是其他现有技术采用的报警元件，优选地采用蜂鸣器为报警器件，相应的报警器驱动电路为蜂鸣器驱动电路。
为了能够在游泳池非正常使用时检测泳池水波变化的异常信号，报警器中设置至少一个水波传感器，可以采用各种用来检测水波变化的位移传感器，也可以采用压力式传感器检测由水波引起的空气压力变化，简单地可以采用一负位移浮子传感器检测水波位移，负位移浮子传感器包含有外筒，外筒具有中空内腔且内置一磁敏传感器，磁敏传感器的输出端为一设置于外筒内腔中的电导线，外筒中下部位置有一固定螺帽，一调节螺母位于固定螺帽下方，外筒底部设置有卡圈；浮子，浮子呈中空圆柱体且外周设置有一沿径向外伸的浮片，浮子内壁固定有磁铁；所述浮子可滑动地套置在外筒上，并且浮子位于外筒的调节螺帽与卡圈之间，浮子没于水中。
所述的红外传感器可以采用现有技术中各种型号的红外传感器，可以采用热释电红外传感器来感应是否有活体在泳池附近活动，以减少非活体落入水中引起的误报，热释电红外传感器可以设置一个，也可以设置多个，优选的采用三个并列设置于座架顶部的第一热释电红外传感器、第二热释电红外传感器和第三热释电红外传感器，且三个热释电红外传感器的感应方向均朝向泳池水面且在大于等于180度范围内均布。
所述的红外传感器的输出端与所述的放大器的输入端相连，放大器串接滤波器后串接到第一微处理器的第一输入端，而水波传感器的输入端则与第一微处理器的第二输入端相连，第一微处理器的一个输出端与所述的报警器驱动电路的输入端相连。
所述的第一微处理器的另一个输出端还可以连接一个信号发射器，信号发射器可以采用无线信号发射也可以是有线信号发射，优选地采用无线调制信号发射器作为报警器的信号发射装置。
所述的信号发射器还对应有信号接收模块，信号接收模块包含有信号接收器、第二微处理器、接收器报警驱动电路和接受器报警执行器件，信号接收器可以采用无线信号接收或有线信号接收，相应地，选用无线信号接收器作为无线调制信号发射器的接收装置，信号发射器的信号经信号接收器接收后输入到第二微处理器的输入端，并经接收器报警驱动电路驱动接受器报警执行器件工作，其中，第二微处理器可以采用现有的各种微处理器，优选地为中央微处理器(CPU)，所述的接收器报警执行器件可以为蜂鸣器或喇叭等声音报警元件，也可以是光学报警元件，如LED，还可以是其他现有技术采用的报警元件，优选地采用蜂鸣器为信号接收器的报警执行器件，相应的接收器报警器驱动电路为蜂鸣器驱动电路。
所述的信号接收模块可以是固定装置，也可以是便携式的。
所述的红外传感器和水波传感器可以设置在同一座架中，也可以分开设置，且红外传感器设置在水面之上，水波传感器设置在水面之下，报警器的座架可以设置在能够监测到活体信号和水波信号的泳池附近或泳池中的任一位置，以贴近泳池侧壁为佳。
与现有技术相比，本发明的优点在于将红外传感器和水波传感器共同使用，使得报警器在检测水波信号的同时还能够对活体与非活体进行判断、分辨，减少了因为风、树枝等非活体干扰水面引起的报警器误报的现象，提高了报警器工作的精确率，减少了因为误报给人们引起的不必要麻烦，因此该游泳池报警器更加实用、有效。
图1为本发明实施例负位移浮子传感器结构的局部剖视图。
图2为本发明实施例的安装结构示意图。
图3为本发明实施例两种传感器的相对位置示意图。
图4为图3所示三个红外传感器的具体方位布置示意图。
图5为本发明实施例的电路工作原理方框图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～图5所示，一种游泳池报警器，包括有固定传感器的座架1、进行传感器信号处理的控制系统2和最终的报警执行系统3，还包括一个负位移浮子传感器4和三个型号均为RE200B的热释电红外(PIR)传感器6，分别为第一热释电红外传感器61、第二热释电红外传感器62和第三热释电红外传感器63，并且，热释电红外(PIR)传感器6的信号输出端与所述的控制系统2的输入端相连，而负位移浮子传感器4的信号输出端与所述的控制系统2的另一输入端相连，热释电红外(PIR)传感器6和负位移浮子传感器4均固定设置在同一座架1内，且座架1固定在泳池侧壁10之上。
如图5所示，所述的控制系统2又包括红外信号处理电路21和第一微处理器22，其中，第一微处理器22选用美国Microchip公司的中央微处理器(CPU)，红外信号处理电路21包括两个信号处理单元放大器和滤波器，热释电红外(PIR)传感器6的输出端与所述的放大器的输入端相连，放大器串接滤波器后串接到第一微处理器22的第一输入端；报警执行系统3由蜂鸣器驱动电路和与蜂鸣器驱动电路串接的蜂鸣器组成，其中蜂鸣器驱动电路采用摩托罗拉公司的集成电路MC14467来驱动，而浮子传感器的输入端与第一微处理器22的第二输入端相连，第一微处理器22的第一输出端与报警器驱动电路的输入端相连。
如图1所示，所述的负位移浮子传感器4包含有外筒41和浮子42，且，外筒固定于座架1内并具有中空内腔，外筒内置一磁敏传感器413，磁敏传感器413的输出端为一设置于外筒41内腔中电导线5，外筒中下部位置有固定螺帽411，调节螺母412位于固定螺帽411下方，外筒41底部设置有卡圈43；浮子呈中空圆柱体且外周设置有沿径向外伸的橡胶浮片421，浮子42内壁固定有磁铁422；浮子42套置于外筒41底部位置且没于水中，固定螺帽411位于浮子42顶部之上，卡圈43位于浮子42底部之下。
三个热释电红外(PIR)传感器6并排设置于座架顶部位置，而负位移浮子传感器4设置于座架1内且位于水面9之下，如图3所示；其中，第一热释电红外传感器61、第二热释电红外传感器62和第三热释电红外传感器63布置在同一个截面I上，且感应方向均朝向泳池水面且在大于等于180度范围内均布，如图4所示，每个热释电红外(PIR)传感器6的感应范围为大于等于60度。
第一微处理器22的第二输出端还连接一无线信号发射器7，通常无线信号接收器的接受范围为100～200米，且无线信号发射器对应一无线信号接收模块8；无线信号接收模块8又包括有第二微处理器82、蜂鸣器驱动电路和蜂鸣器，其中，第二微处理器82为一个中央微处理器(CPU)，第二微处理器82的输入端接收无线信号后输出蜂鸣器驱动电路的输入端，蜂鸣器驱动电路的输出端连接蜂鸣器执行报警。
使用时，打开将热释电红外(PIR)传感器6的感应开关，并且按照图2所示把座架1固定于泳池侧壁10上，座架1深入水中的距离要确保负位移浮子传感器4充分入水，通常需要5～15厘米。
在泳池非正常使用状态下，当有活体，如人或动物靠近泳池时，热释电红外(PIR)传感器6就感应到有活体出现在泳池边，热释电红外(PIR)传感器6将红外感应信号依次通过放大器和滤波器的红外信号处理后，传递给第一微处理器22，第一微处理器22接受到红外感应信号后对该信号进行记录，但不发出警报指示。此时，若位于水下的负位移浮子传感器4感应到水面有水波浮动信号，且当水波浮动信号达到提前设置的水波信号的强度时，负位移浮子传感器4将输出信号到第一微处理器22，此时第一微处理22同时接受到红外感应信号和水波浮动信号，第一微处理器22发出警报指示并输出给蜂鸣器驱动电路，蜂鸣器驱动电路开始工作，蜂鸣器警报响起，如果有人在附近就会听到警报声能够赶来及时抢救落水者。
如果抢救者离泳池比较远，则第一处理器22警报指示还能驱动无线信号发射器工作，无线信号接受器接收到无线信号发射器发出无线信号后便开始工作，依次驱动第二微处理82和蜂鸣器驱动电路，并最终执行蜂鸣器来通知不在泳池附近的救护者来及时营救落水者。这样的无线信号接受器可以固定在室内，也可以是便携式的。
在泳泳池正常使用状态下，可以手动关闭热释电红外(PIR)传感器感应信号开关，此时报警器处于非工作状态；当游泳者离开泳池，且水面平定约90秒后，游泳池报警器将会自动开启，报警器会重新开始进入工作状态。
在泳泳池正常使用情况下，可以手动关闭报警器使之暂时处于休眠状态，此时报警器在非工作状态下，报警器不会对泳池水面变化产生的信号报警；当游泳者离开泳池时，可以手动开启报警器使之进入工作状态，或者等水面平定约90秒后，游泳池报警器也会自动开启，报警器将会重新开始进入工作状态。
权利要求
1.一种游泳池报警器，包括有传感器、固定传感器的座架(1)、进行传感器信号处理的控制系统(2)以及报警执行系统(3)，其特征在于所述的传感器包括至少一个检测水波变化的水波传感器和至少一个红外传感器；并且，红外传感器的信号输出端与所述的控制系统(2)的输入端相连，而水波传感器的信号输出端与所述的控制系统(2)的另一输入端相连，控制系统(2)的一输出端连接报警执行系统(3)的输入端。
2.根据权利要求1所述的游泳池报警器，其特征在于所述的控制系统(2)包括一红外信号处理电路(21)和第一微处理器(22)。
3.根据权利要求2所述的游泳池报警器，其特征在于所述的红外信号处理电路(21)包括依次串接的放大器和滤波器两个信号处理单元，所述的第一微处理器(22)为中央微处理器。
4.根据权利要求1所述的游泳池报警器，其特征在于所述的报警执行系统3包括一报警器驱动电路(31)和一报警器执行器件(32)。
5.根据权利要求4所述的游泳池报警器，其特征在于所述的所述的报警器驱动电路(31)为蜂鸣器驱动电路，与蜂鸣器驱动电路串接的报警器执行器件(32)是蜂鸣器。
6.根据权利要求1所述的游泳池报警器，其特征在于所述的水波传感器为负位移浮子传感器(4)，包含有一外筒(41)，外筒(41)具有中空内腔且内置一磁敏传感器(413)，磁敏传感器(413)的输出端为一设置于外筒(41)内腔中的电导线(5)，外筒中下部位置有一固定螺帽(411)，一调节螺母(412)位于固定螺帽(411)下方，外筒(41)底部设置有卡圈(43)；一浮子(42)，浮子呈中空的圆柱体且外周设置有沿径向外伸的浮片(421)，浮子(42)内壁固定有磁铁(422)；所述浮子(42)可滑动地套置在外筒(41)上，并且浮子(42)位于外筒(41)的调节螺帽(412)与卡圈(43)之间，浮子(42)没于水中。
7.根据权利要求1所述的游泳池报警器，其特征在于所述的红外传感器为热释电红外(PIR)传感器(6)。
8.根据权利要求1所述的游泳池报警器，其特征在于所述的红外传感器位于水面(9)之上，红外传感器的输出端与所述放大器(211)的输入端相连，放大器(211)串接滤波器(212)后再串接到第一微处理器(22)的第一输入端，而水波传感器位于水面(9)之下，水波传感器的输入端则与第一微处理器(22)的第二输入端相连，第一微处理器(22)的一个输出端与所述的报警器驱动电路(31)的输入端相连。
9.根据权利要求1至8所述的任一游泳池报警器，其特征在于所述的第一微处理器(22)的另一个输出端连接有一信号发射器(7)，且信号发射器(7)对应一信号接收模块(8)。
10.根据权利要求9所述的游泳池报警器，其特征在于所述的信号接收模块(8)包括有信号接收器(81)、第二微处理器(82)、接收器报警驱动电路(83)和接受器报警执行器件(84)，其中，第二微处理器(82)为中央微处理器，接受器报警执行器件(84)为蜂鸣器，接收器报警驱动电路(83)为蜂鸣器驱动电路，且信号发射器(7)的信号经信号接收器(81)接收后输入到第二微处理器(82)的输入端，并经蜂鸣器驱动电路驱动蜂鸣器报警。
全文摘要
一种游泳池报警器，包括有传感器、固定传感器的座架、进行传感器信号处理的控制系统以及报警执行系统，其特征在于所述的传感器包括一水波传感器和至少一个红外传感器；并且，红外传感器的信号输出端与所述的控制系统的输入端相连，而水波传感器的信号输出端与所述的控制系统的另一输入端相连。本发明的优点在于将红外传感器和水波传感器共同使用，可以同时检测活体信号和水波信号，红外传感器能够对于活体与非活体进行判断，减少了因为风、树枝等非活体干扰水面引起的报警器误报的现象，提高了报警器工作的准确率，减少了因为误报给人们引起的不必要麻烦，因此本发明的游泳池报警器更为实用、有效。
文档编号G08B21/08GK1909000SQ20061005308
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月23日 优先权日2006年8月23日
发明者郭佳萍 申请人:郭佳萍