一种智能救生衣及其穿戴状态监控方法

本发明涉及救生衣，特别涉及用于渔船作业人员的救生衣及其穿戴状态监控方法。

背景技术：

1、救生衣是保证水上作业人员生命安全的重要救生设备。普通的救生衣无法自动判断人员的穿戴情况，也不能在作业人员落水时向外发送求救信息。为了解决普通救生衣无法自动判断人员穿戴情况的问题，申请号为2018110556939的中国专利申请公开了一种智能辨识穿戴状态的救生衣，该救生衣设置了锁扣状态检测单元，用于检测所述救生衣的锁扣是否处于扣紧状态；设置了人体检测单元，用于响应于所述救生衣的所述锁扣处于扣紧状态，检测所述救生衣是否穿着于所述乘客身上。该救生衣通过锁扣及温度传感器测试是否有人穿戴，并在穿戴不正确的情况下报警，其主要用于检验是否正确地穿戴了救生衣。但是该救生衣不能主动向监管部分发送作业人员信息，也不利于监管部门及时掌握水上作业人员的信息；该救生衣也不能在人员落水时向外发送求救信息，从而无法让救援人员及时发现落水人员并进行施救。另外若在救生衣上设置穿戴识别、信息收发、智能报警等智能模块，由于这些智能模块在工作时都需要消耗电能，若在救生衣上设置体积较大的大容量电池来延长对设备的供电时间，则会造成智能识别模块体积大、重量大，不利于救生衣的穿戴舒适性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种智能救生衣及其穿戴状态监控方法，以解决对水上作业人员的救生衣穿戴情况进行智能识别、在人员落水时自动发送求救及报警信息、以及降低设备运行功耗等技术问题。

2、本发明智能救生衣包括救生衣本体，还包括设置在救生衣本体上的终端模块；

3、所述终端模块包括主控mcu、与主控mcu连接用于检测救生衣卡扣开闭的卡扣检测电路、与主控mcu连接用于感测人体温度的温度传感器、与主控mcu连接用于检测人员是否落水的落水检测电路、与主控mcu连接的zigbee模块和由主控mcu控制通断的开关管，所述开关管与zigbee模块连接以控制zigbee模块回路的通断；所述温度传感器为两个，一个温度传感器设置在救生衣的内侧，另一个温度传感器设置在救生衣的外侧；所述终端模块还包括向主控mcu、卡扣检测电路、温度传感器、落水检测电路和zigbee模块供电的电池和连接电池与主控muc的电量检测电路。

4、进一步，所述卡扣检测电路和落水检测电路的结构相同，其均包括连接器，连接器的正极接线端与电池的正极端连接，连接器的负极接线端与两个电阻依次串联后接地，两个电阻之间通过导线与主控mcu连接。

5、进一步，所述电量检测电路包括串联在电池正极和接地端之间的两个分压电阻，两个分压电阻之间通过导线与主控mcu连接。

6、所述的智能救生衣的穿戴状态监控方法包括按设定的间隔时间间隔地唤醒主控mcu，唤醒后主控mcu根据两个温度传感器的输入信号以及卡扣检测电路的输入信号判断是否有人穿戴救生衣：

7、1)若两个温度传感器的输入信号相等，且卡扣检测电路无导通信号输入，则判断为没有人穿戴该救生衣，然后主控mcu控制开关管导通，接着主控mcu根据电量检测电路的输入信号判断电池剩余电量，并将救生衣编号、救生衣没人穿戴及电池剩余电量的信息打包后通过zigbee模块发送给船载的协调器，在zigbee模块发送信息后主控mcu控制开关管断开，然后主控mcu进入休眠状态；

8、2)若两个温度传感器的输入信号不相等，且救生衣内侧的温度传感器检测到的温度接近36.5℃，同时卡扣检测电路有导通信号输入，则判断为有人穿戴该救生衣、且救生衣穿戴状态异常，然后主控mcu控制开关管导通，接着主控mcu根据电量检测电路的输入信号判断电池剩余电量，并将救生衣编号、救生衣穿戴状态异常及电池剩余电量的信息打包后通过zigbee模块发送给船载的协调器，在zigbee模块发送信息后主控mcu控制开关管断开，然后主控mcu进入休眠状态；当协调器收到救生衣穿戴状态异常信息时，协调器控制声光报警装置报警；

9、3)若两个温度传感器的输入信号不相等，且救生衣内侧的温度传感器检测到的温度接近36.5℃，同时卡扣检测电路有导通信号输入，则判断为有人穿戴该救生衣、且救生衣穿戴正常，然后主控mcu对穿戴该救生衣的人员是否落水进行判断：

10、若主控mcu检测到落水检测电路无导通信号输入，则判断穿戴该救生衣的人员未落水，然后主控mcu控制开关管导通，接着主控mcu根据电量检测电路的输入信号判断电池剩余电量，并将救生衣编号、救生衣穿戴正常、穿戴该救生衣的人员未落水及电池剩余电量的信息打包后通过zigbee模块发送给船载协调器，在zigbee模块发送信息后主控mcu控制开关管断开，然后主控mcu进入休眠状态；

11、若主控mcu检测到落水检测电路有导通信号输入，则主控mcu再连续检测3次，若第3次检测到落水检测电路无导通信号输入，则判断穿戴该救生衣的人员未落水；然后主控mcu控制开关管导通，接着主控mcu根据电量检测电路的输入信号判断电池剩余电量，并将救生衣编号、救生衣穿戴正常、穿戴该救生衣的人员未落水及电池剩余电量的信息打包后通过zigbee模块发送给船载协调器，在zigbee模块发送信息后主控mcu控制开关管断开，然后主控mcu进入休眠状态；

12、若主控mcu检测到落水检测电路有导通信号输入后，再连续检测3次，且第3次仍然检测到落水检测电路有导通信号输入，则判断穿戴该救生衣的人员处于落水状态；然后主控mcu控制开关管导通，接着主控mcu根据电量检测电路的输入信号判断电池剩余电量，并将救生衣编号、救生衣穿戴正常、穿戴该救生衣的人员已落水及电池剩余电量的信息打包后通过zigbee模块发送给船载协调器，在zigbee模块发送信息后主控mcu控制开关管断开，然后主控mcu进入休眠状态；当协调器收到穿戴救生衣的人员已落水信息时，协调器控制声光报警装置报警，同时协调器将报警信息通过北斗上行短报文信道或运营商网络上传到上级监控中心。

13、进一步，所述的智能救生衣的穿戴状态监控方法还包括当船载的协调器在设定的时间间隔内没有收到zigbee模块发送的信息时，协调器控制声光报警装置报警。

14、本发明的有益效果：

15、1、本发明智能救生衣及其穿戴状态监控方法，利用卡扣检测电路和两个温度传感器联合判断是否有人穿戴救生衣及穿戴是否正常，救生衣穿戴状态识别可靠性高。

16、2、本发明智能救生衣及其穿戴状态监控方法，其还能通过落水检测电路判断救生衣穿戴人员是否处于落水状态，并且能将监测到的人员落水信息通过zigbee模块发送给船载协调器，通过协调器进行声光报警，从而能及时的通知船上值班人员进行救援，能更好的保证作业人员安全。并且船载协调器还会将报警信息发送给上级监控中心，便于上级监控人员及时了解人员落水事故，并及时提供救援帮助等措施。

17、3、本发明智能救生衣及其穿戴状态监控方法，其主控mcu是间断式处在唤醒，在主控mcu休眠状态，与主控mcu连接的zigbee模块及其它传感器电路都处于断电状态，只有主控mcu会消耗少量功耗；且在主控mcu唤醒状态，功耗相对其它传感器电路较大的zigbee模块也只在需要向船载协调器发送信息时，其工作回路才在主控mcu的控制下导通，当zigbee模块向船载协调器发送信息完成后，主控mcu便控制开关管将zigbee模块的工作回路断开。如此，本智能救生衣的终端模块运行功耗很低，能满足让一块纽扣电池支撑终端模块长时间工作，实用性强。

18、4、本发明智能救生衣及其穿戴状态监控方法，其利用zigbee模块通信距离有限的特点，当有人落水会造成zigbee模块的无线信号急剧衰减，落水时救生衣上的终端模块会在第一时间通过zigbee模块向船载协调器发送落水信息，若因信号衰减造成zigbee模块没成功的将该落水信息发送给船载协调器，救生衣上终端模块便会立即无法与协调器通信，从而使协调器无法在设定时间内收到zigbee模块的“心跳”信号，这会导致协调器立即控制声光报警装作报警。如此，采用双重报警机制，能更好的保证作业人员安全。

19、5、本发明智能救生衣及其穿戴状态监控方法，通过船载协调器将各个救生衣上终端模块发送的信息集中上报给上级监控中心，使上级监控中心能更方便的掌握水上作业人员的状态。

20、6、本发明智能救生衣及其穿戴状态监控方法，其采用的终端模块电路结构简单、可靠性高，终端模块体积小、重量轻，设备总体造价较低，适于在渔船使用的救生衣上大批量地配备。