可穿戴救生装置开发及浴场智能救生系统设计

发布时间：2023-08-03 18:15

　　海滨浴场的安全状况主要是依靠救生员的巡视,这种人为的监控方式要求救生员必须时刻保持良好的注意力,如果救生员的注意力不集中,可能就不能及时发现海滨浴场游客的异常状况,并进行救援。而且救生员观察的范围有限,雇佣太多的救生员又会增加大量的人力成本。如果能用最少的救生员,而且第一时间及时的发现溺水人员,并迅速准确的对其进行定位和救援,将会给海滨浴场管理带来极大的改善。本文针对目前浴场人员防护系统不能及时准确发现溺水者的问题,设计了一款可穿戴救生装置和浴场智能救生系统。本文的主要工作如下:首先,针对海滨浴场救援的问题进行研究,分析了多个国内外研究人员的成果后,提出了一种通过分析游客心率特征与实时位置信息给出对游客溺水情况进行预警的解决方案。其次,设计了一个可进行心率检测和GPS数据接收,并通过GPRS将数据远程发送的救生装置,完成了救生装置硬件模块的选型和电路的设计。并且在IAR Embedded Workbench环境下实现了程序的编写和调试。最后,基于百度地图API设计出一套浴场智能救生系统,该系统利用上位机服务器接收救生装置的数据,并解析出数据中的经纬度数据和心率数据,用于判断游客是否溺水...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外的研究现状及分析
        1.2.1 海滨浴场水上救生发展
        1.2.2 国内外水上救生装置的研发
        1.2.3 卡尔曼滤波算法在GPS定位中的应用
    1.3 本文的内容安排
第2章 浴场救生系统的整体方案及软硬件设计
    2.1 系统的整体方案设计
    2.2 系统的功能设计
    2.3 预警策略和救援方案设计
    2.4 救生装置的设备选型
        2.4.1 主控芯片选型
        2.4.2 GPS接收模块选型
        2.4.3 GPRS模块选型
        2.4.4 心率检测模块选型
    2.5 救生装置的硬件电路设计
        2.5.1 稳压电源设计
        2.5.2 MSP430 核心电路设计
        2.5.3 GPRS电路设计
        2.5.4 GPS电路设计
        2.5.5 心率检测模块的电路设计
        2.5.6 救生装置的功能结构
    2.6 救生装置的PCB设计
    2.7 软件的开发环境和总体结构
        2.7.1 软件的开发环境
        2.7.2 救生装置的总体结构及初始化流程
    2.8 心率数据采集
    2.9 GPS接收配置
    2.10 GPRS发送配置
    2.11 本章小结
第3章 浴场智能救生系统的上位机设计
    3.1 上位机的总体结构
    3.2 上位机功能实现
        3.2.1 TCP/IP协议
        3.2.2 TCP服务器功能实现
        3.2.3 百度地图API
    3.3 卡尔曼滤波纠偏算法
        3.3.1 卡尔曼滤波算法在系统中的应用
        3.3.2 卡尔曼滤波算法推导
        3.3.3 系统模型及算法
        3.3.4 算法仿真
    3.4 百度地图纠偏算法
        3.4.1 百度地图定位坐标偏差
        3.4.2 数据库纠偏算法实现
    3.5 本章小结
第4章 测试结果分析
    4.1 单个救生装置功能测试
        4.1.1 救生装置的数据采集测试
        4.1.2 数据发送和接收测试
        4.1.3 救生装置防水保护及穿戴方式
    4.2 多个救生装置功能测试
    4.3 数据解析和定位测试
    4.4 预警测试
    4.5 救生装置的连续工作时间测试
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：3838572