本发明涉及溺水救生设备技术领域，尤其指一种便携式智能溺水救生系统，它适用于游泳、潜水、水下工作等场合。
背景技术：
目前，人们在水中为了防止溺水，通常普遍采用的一些装置，如水上救生圈、救生衣、动力充气救生装置或者化学反应充气救生装置等，然而这类救生装置都具有一些缺点，如重量大，体积大，不方便携带等，使得配戴这类装置的人，影响游泳者的舒适度，更不能进行潜水等水中作业。
现有专利号为201520813327.0名称为“一种溺水救生手环”的专利公开了一种溺水救生手环，是用人手拉动的力去让气囊打开，但是这种方式需要一定的手力，而如果是小孩的话，没有足够的力气去打开，存在一定的局限性。另有专利号为201520581541.8名称为“防溺水手环”的专利公开了一种防溺水手环，它在遇到溺水等紧急情况时同样需要人主动去拉动手环，才能把气囊打开。但是，在发生溺水情况时，常常伴随有缩筋、心悸、疲劳等状态的发生，且发生溺水，溺水者很大程度上会因为慌张而保持清醒的判断，因此极大可能在溺水发生时，无法主动去打开气囊，而导致救生手环无法发挥其应有的作用，因此其结构有待进一步改进。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供基于传感器技术的体积小，重量轻，气囊能够自动充气打开的一种便携式智能溺水救生系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种便携式智能溺水救生系统，包括有mcu控制芯片和电源模块，mcu控制芯片上连接有传感器模块，该传感器模块包括用于监测实时数据的压力传感器、mems加速度计以及陀螺仪，mcu控制芯片与气囊控制器相连接，该气囊控制器上连接有救生气囊，气囊控制器包括有阀体、一次性气瓶、击针、弹簧控制开关、弹簧、顶针以及与阀体铰接配合的扳手，救生气囊连接于阀体的出气口上，弹簧设置于弹簧控制开关与顶针之间，顶针的上端与扳手的一端相抵，击针的上端与扳手的另一端相抵；传感器模块监测实时数据，当mcu控制芯片接收到溺水信号后，启动弹簧控制开关，由弹簧将顶针向上顶，使扳手绕铰接处转动，扳手推动击针向下，由击针的尖针部击穿一次性气瓶的密封层，一次性气瓶向救生气囊充气。
优化的技术措施还包括：
上述的击针的上部设置有挡环，该挡环与阀体内的台阶面相配合。
上述的击针的下部设置有缩径段。
上述的一次性气瓶的上端与所述阀体之间设置有气瓶密封圈。
上述的击针与所述阀体的内壁之间设置有两道击针密封圈。
上述的出气口的端部呈锥形结构。
上述的出气口的端部径向向外凸起形成凸环。
上述的救生气囊卷起后，置于收纳盒内。
上述的一次性气瓶与所述阀体螺纹连接。
上述的扳手上设置有伸出所述阀体外的扳动块。
本发明的一种便携式智能溺水救生系统，其体积小，重量轻，使用者将其佩戴于身体(一般为手部)上进行游泳(或者潜水)，正常游泳时，救生气囊处于未充气状态，不会对使用者的作用产生任何影响，传感器模块中的压力传感器、mems加速度计以及陀螺仪进行实时监控，一旦检测到溺水信号后，将信号传递至mcu控制芯片，由mcu控制芯片发出控制信号启动弹簧控制开关，由弹簧将顶针向上顶，使扳手绕铰接处转动，扳手推动击针向下，由击针的尖针部击穿一次性气瓶的密封层，一次性气瓶向救生气囊充气，使救生气囊鼓起而达到救生的目的。本智能溺水救生系统，其能够自动监测溺水信号，并自动向救生气囊充气，即使在使用者无自主意识的情况下，也能够起到救生目的。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中a部放大图；
图3是本发明的救生气囊打开时的结构示意图；
图4是图3中b部放大图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图4所示为本发明的结构示意图，
其中的附图标记为：mcu控制芯片1、电源模块11、压力传感器21、mems加速度计22、陀螺仪23、救生气囊3、阀体41、出气口41a、凸环41b、一次性气瓶42、击针43、尖针部43a、挡环43b、缩径段43c、弹簧控制开关44、弹簧45、顶针46、扳手47、扳动块47a、气瓶密封圈51、击针密封圈52。
如图1至图4所示，
一种便携式智能溺水救生系统，包括有mcu控制芯片1和电源模块11，mcu控制芯片1上连接有传感器模块，该传感器模块包括用于监测实时数据的压力传感器21、mems加速度计22以及陀螺仪23，mcu控制芯片1与气囊控制器相连接，该气囊控制器上连接有救生气囊3，气囊控制器包括有阀体41、一次性气瓶42、击针43、弹簧控制开关44、弹簧45、顶针46以及与阀体41铰接配合的扳手47，救生气囊3连接于阀体41的出气口41a上，弹簧45设置于弹簧控制开关44与顶针46之间，顶针46的上端与扳手47的一端相抵，击针43的上端与扳手47的另一端相抵；传感器模块监测实时数据，当mcu控制芯片1接收到溺水信号后，启动弹簧控制开关44，由弹簧45将顶针46向上顶，使扳手47绕铰接处转动，扳手47推动击针43向下，由击针43的尖针部43a击穿一次性气瓶42的密封层，一次性气瓶42向救生气囊3充气。
弹簧控制开关44由mcu控制芯片1控制。
一次性气瓶42的内部为液态压缩二氧化碳气体，其上端有密封层，一旦密封层被刺破，将瞬间释放大量二氧化碳气体。
实施例中，击针43的上部设置有挡环43b，该挡环43b与阀体41内的台阶面相配合。当击针43下刺时，在下限位时，挡环43b与阀体41内的台阶面相抵而阻挡击针43继续下移，能够避免击针43的下移过度。
实施例中，击针43的下部设置有缩径段43c。缩径段43c的设置，给充气时气体的流动提供了空间，能够使充气更快地完成。
实施例中，一次性气瓶42的上端与所述阀体41之间设置有气瓶密封圈51。
实施例中，击针43与所述阀体41的内壁之间设置有两道击针密封圈52。
实施例中，出气口41a的端部呈锥形结构。
实施例中，出气口41a的端部径向向外凸起形成凸环41b。
实施例中，救生气囊3卷起后，置于收纳盒内。如此，能够进一步减小整个设备的体积，携带更加方便；救生气囊3采用柔性的橡胶材料制成，未充气状态下能够自由折叠、卷曲。
实施例中，一次性气瓶42与所述阀体41螺纹连接。采用螺纹连接，可以将使用后的一次性气瓶42卸下，然后更换上新的一次性气瓶42，以节约救生设备的使用成本。
实施例中，扳手47上设置有伸出所述阀体41外的扳动块47a。扳动块47a的设置，可以通过手动扳动扳动块47a，使扳手47绕铰接处转动，从而使击针43击穿一次性气瓶42的密封层，完成充气。
工作原理：
使用者将本智能救生系统佩戴于身上(一般佩戴于手部)，传感器模块内压力传感器21、mems加速度计22以及陀螺仪23进行实时监测，并将监测信号传递至mcu控制芯片1，由mcu控制芯片1对收取信号进行处理，以判断使用者是否发生溺水。
判断的基本原理如下：
mcu控制芯片1将通过陀螺仪23和mems加速度计22采集得到的数据，经过一系列的算法得到使用者的动态情况和姿态信息，若使用者的动态情况和姿态信息均正常，不作处理；若动态信息或者姿态信息处于杂乱无规律运动，则表明使用者很可能出现异常溺水现象，这时候算法做出判断，向气囊控制器发出信号，打开救生气囊3。同时，mcu控制芯片1获取压力传感器21采集到的数据，运用水中的压力值与水深的换算关系处理得到使用者在水中的深度，当水深达到一定数值时，结合姿态的信息再判断使用者在水中的状态是否正常安全，是否处于溺水状态。mcu控制芯片1整合判断并实时监控使用者在水中的状态，当达到设定的危险值时，则立刻发送信号至气囊控制器，使救生气囊3打开。
mcu控制芯片1的算法程序综合了以下多种情况：(1)正常情况下，携带者在游泳或者是浮在水面上，通过mcu控制芯片1接收到的信息所传递的状态是平稳有规律的，则mcu控制芯片1判断为安全情况，此时气囊不打开；(2)正常情况下，携带者在潜水作业，达到一定的深度，这时通过压力传感器21传递的信息可以得到水的深度，并且通过mcu控制芯片1得到数据是平稳有规律的动作，则判断为安全情况，气囊不打开；(3)非正常情况下，当人发生抽筋溺水情况时，人的动作是杂乱无规律的，通过mcu控制芯片1得到的信息较正常情况下的数据有很大差别，且有较大的波动，此时判断为危险情况，发出信号打开救生气囊3；(4)非正常情况下，当人发生疲劳心悸溺水时，沉入了水底，并没有动作，当达到一定水深，且无动态情况时，此时判断为危险情况，发出信号打开救生气囊3。
一旦mcu控制芯片1经数据处理，判断为危险情况(即溺水)时，mcu控制芯片1发出控制信号启动弹簧控制开关44，在弹簧控制开关44控制下，由弹簧45的弹力将顶针46向上顶，从而使扳手47绕铰接处转动，进而由扳手47将击针43向下压，使击针43下端的尖针部43a刺穿一次性气瓶42上端的密封层，将一次性气瓶42内的二氧化碳迅速释放，释放的二氧化碳迅速向救生气囊3内充气，使救生气囊3在短时间内鼓起而产生浮力，从而使溺水的使用者上浮而获救。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。