CN106072962A - 一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置 - Google Patents

一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106072962A
CN106072962A CN201610368472.1A CN201610368472A CN106072962A CN 106072962 A CN106072962 A CN 106072962A CN 201610368472 A CN201610368472 A CN 201610368472A CN 106072962 A CN106072962 A CN 106072962A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heart rate
monitoring device
safety helmet
condition monitoring
rate detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610368472.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王卓然
李晨
项磊
曹海林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN201610368472.1A priority Critical patent/CN106072962A/zh
Publication of CN106072962A publication Critical patent/CN106072962A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A42—HEADWEAR
    • A42B—HATS; HEAD COVERINGS
    • A42B1/00—Hats; Caps; Hoods
    • A42B1/24—Hats; Caps; Hoods with means for attaching articles thereto, e.g. memorandum tablets or mirrors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A42—HEADWEAR
    • A42B—HATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00—Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/0406—Accessories for helmets
    • A42B3/0433—Detecting, signalling or lighting devices
    • A42B3/0466—Means for detecting that the user is wearing a helmet

Landscapes

  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，该装置使用加速度传感器，采集头部颞动脉处的三轴加速度信息，经50hz陷波器去除工频干扰，再经放大、A/D转换后，通过LoRa无线传输模块，将此数据传输至后台计算机进行数据分析，通过带通滤波去除呼吸和电路噪声的干扰，之后经由差分运算得到加速度信息的极大值并将其与固定阈值进行比较，若大于阈值则证明检测到一次心跳，经由对心率的检测来判断工人是否佩戴安全帽并决定是否对工人发出警报信号。该方案设计简单，实现成本低，有助于督促工人按要求佩戴安全帽，降低工地事故发生时的伤亡率。

Description

一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置
技术领域
本发明属于一种安全帽，具体为一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置。
背景技术
安全帽是一种保护头部免受冲击物伤害的防护用具，它能有效的降低工人在工地作业中的伤亡率。然而在工地作业中，由于工人安全意识单薄以及管理人员监管不到位，导致部分工人未按要求佩戴安全帽，从而导致伤亡情况加剧。因此，设计对安全帽佩戴状况的监测装置具有现实意义。当前对安全帽佩戴状况的检测多依赖于人力，这种方法耗费的精力大且难以做到有效的监测。
发明内容
本发明针对上述问题，提出一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，通过加速度传感器采集工人颞动脉处的加速度信息，经处理后还原出心率信息，并依此判断工人是否佩戴安全帽。
为实现上述目的，本发明提供一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，包括微传感器模块、信号处理模块、无线通信模块以及后台处理系统。其中微传感器模块用于采集工人当前的身体数据；信号处理模块包括低通滤波器和50Hz陷波器，用于滤除高频噪声和工频干扰；无线通信模块用于将加速度信息传给后台处理系统；后台处理系统负责对无线通信模块传回的加速度信息进行进一步处理从而还原出心率信息。
进一步，所述微传感器模块采用加速度传感器，用于采集工人头部颞动脉处的法向加速度信息。
进一步，所述无线通信模块采用Long Range技术，其具有通信距离远、功耗低的优点，适合低成本大范围物联网部署。
进一步，所述后台处理系统为电脑或平板。
进一步，所述后台处理系统对从无线通信模块传回的加速度信息进行进一步处理，包括带通滤波、可靠信号放大、差分运算、阈值判断，其中带通滤波用于去除呼吸和电路噪声的影响，差分运算用于监测心率信息的峰值，阈值判断对峰值的有效性进行判断。
进一步，计算机将是否检测到心跳作为判断工人是否佩戴安全帽的依据并对未佩戴安全帽的工人发出警报；
在上述发明中，采集一定时间的加速度信息，在后台计算机系统处理后可以实时检测工人的心率信息并判断其是否佩戴安全帽，并及时发出警报，有助于管理人员有效的对安全帽佩戴状况进行监管。
附图说明
图1为本发明的数据流动示意图；
图2为本发明的方法流程图；
图3为本发明的传感器装置和传输模块的安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
参考图1数据流程示意图和图2方法流程图，本发明提出一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，该设计的具体步骤包括：
步骤1：在安全帽内侧接近头部颞动脉处安置加速度传感器，并在其外侧装配信号处理模块和无线传输模块，其中信号处理模块包括50Hz模拟陷波器、100Hz的模拟低通滤波器、放大器和A/D转换模块，无线传输模块采用基于LoRa技术的模块。
步骤2：加速度传感器将采集到的法向加速度信息通过50Hz陷波器和低通滤波器去除工频干扰和高频噪声，放大后经由基于LoRa技术的通信模块向接收系统发送信息，则n+1个数据被传至后台计算机系统；
步骤3：据法向信息的n+1个采样值αi＝α(si),i＝0,...n，经由截止频率为0.5Hz、4Hz的数字带通滤波得到γi＝γi(Si),i＝0,…,n，消除呼吸和模拟电路噪声对心率信息的影响。
步骤4：参见图三的算法流图，通过固定阈值thr1对信号γi的可靠性进行判断，大于thr1为可靠信号反之为不可靠信号，并分别将γi以权重a、b加权得到βi＝βi(Si),i＝0,…,n，从而对可靠信号进行放大。之后经由差分运算统计极大值并将其阈值thr2比较，若大于thr2则计为一次心跳。
步骤5：通过对心率的检测判断工人是否佩戴安全帽，并对未佩戴安全帽的工人发出警报。

Claims (7)

1.一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，其特征在于，将微传感器采集到的生理信息经信号处理后通过无线通信模块发送到后台计算机系统，通过处理后还原出心率信息作为判断是否佩戴安全帽的依据。
2.如权利要求1中所述一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，其特征在于，所采用的微传感器为加速度传感器，所采集的生理信息为人体头部颞动脉处的加速度信息。
3.如权利要求1中所述的基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，其特征在于所述信号处理措施包括低通滤波和陷波，旨在剔除高频噪声和工频干扰。
4.如权利要求1中所述的基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，其特征在于所述无线通信模块采用LoRa技术。
5.如权利要求1中所述的基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，其特征在于所述后台计算机系统为个人电脑或平板。
6.如权利要求1中所述的基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，其特征在于所述后台计算机系统应做如下处理：
步骤1：对无线通信模块传回的数据进行截止频率为0.5Hz、4Hz的数字带通滤波，消除呼吸和模拟电路噪声对心率信息的影响。
步骤2：将经步骤1处理的数据与固定阈值thr1进行比较，若高于该值，则证明该法向信息为可靠信息，并以加权系数a进行加权，反之证明该法向信息为不可靠信息，同时以加权系数b进行加权，其中a>b，借此来放大可靠信号。
步骤3：将步骤2得到的数据进行差分运算得到的心率信息的极大值，并将其与固定阈值thr2进行比较若高于该阈值则认定检测到一次心跳。
7.如权利要求1中所述的基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置，其特征在于计算机将是否检测到心跳作为判断工人是否佩戴安全帽的依据并对未佩戴安全帽的工人发出警报。
CN201610368472.1A 2016-05-27 2016-05-27 一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置 Pending CN106072962A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610368472.1A CN106072962A (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610368472.1A CN106072962A (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106072962A true CN106072962A (zh) 2016-11-09

Family

ID=57230294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610368472.1A Pending CN106072962A (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106072962A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106617455A (zh) * 2016-12-15 2017-05-10 广东威创视讯科技股份有限公司 智能头盔及其控制方法
CN109288185A (zh) * 2018-12-05 2019-02-01 南通星云智能科技有限公司 具有健康数据采集及脱戴检测功能的安全帽及其控制方法
CN109839841A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 承洁投资有限公司 工地管理系统及其穿戴装置
CN110767853A (zh) * 2019-10-08 2020-02-07 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种储能电池舱及舱内储能电池状态判别方法
CN111698940A (zh) * 2018-01-26 2020-09-22 伯斯有限公司 利用耳内式加速度计测量呼吸
US12016662B2 (en) 2021-05-05 2024-06-25 Bose Corporation Measuring respiration with an in-ear accelerometer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202842494U (zh) * 2012-10-12 2013-04-03 大唐国际发电股份有限公司重庆分公司 具有佩戴监测和人员定位功能的智能安全帽
CN203369428U (zh) * 2013-05-13 2014-01-01 中国十七冶集团有限公司 一种安全帽
CN203724080U (zh) * 2013-12-02 2014-07-23 中国人民解放军成都军区总医院 一种嵌入式生命体征与环境信息感知装置
CN203815457U (zh) * 2014-03-04 2014-09-10 龙泉千成电子科技有限公司 一种可调式车载呼吸监测仪
CN205052985U (zh) * 2015-09-14 2016-03-02 长春理工大学 一种多功能矿工帽
CN105581411A (zh) * 2016-01-26 2016-05-18 大唐国际发电股份有限公司重庆分公司 智能安全帽与人员定位管理系统及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202842494U (zh) * 2012-10-12 2013-04-03 大唐国际发电股份有限公司重庆分公司 具有佩戴监测和人员定位功能的智能安全帽
CN203369428U (zh) * 2013-05-13 2014-01-01 中国十七冶集团有限公司 一种安全帽
CN203724080U (zh) * 2013-12-02 2014-07-23 中国人民解放军成都军区总医院 一种嵌入式生命体征与环境信息感知装置
CN203815457U (zh) * 2014-03-04 2014-09-10 龙泉千成电子科技有限公司 一种可调式车载呼吸监测仪
CN205052985U (zh) * 2015-09-14 2016-03-02 长春理工大学 一种多功能矿工帽
CN105581411A (zh) * 2016-01-26 2016-05-18 大唐国际发电股份有限公司重庆分公司 智能安全帽与人员定位管理系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李俊国，冯月晖: "《压电式加速度传感器的研制》", 《西南科技大学学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106617455A (zh) * 2016-12-15 2017-05-10 广东威创视讯科技股份有限公司 智能头盔及其控制方法
CN109839841A (zh) * 2017-11-28 2019-06-04 承洁投资有限公司 工地管理系统及其穿戴装置
CN111698940A (zh) * 2018-01-26 2020-09-22 伯斯有限公司 利用耳内式加速度计测量呼吸
CN111698940B (zh) * 2018-01-26 2022-12-06 伯斯有限公司 利用耳内式加速度计测量呼吸
CN109288185A (zh) * 2018-12-05 2019-02-01 南通星云智能科技有限公司 具有健康数据采集及脱戴检测功能的安全帽及其控制方法
CN110767853A (zh) * 2019-10-08 2020-02-07 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种储能电池舱及舱内储能电池状态判别方法
CN110767853B (zh) * 2019-10-08 2023-09-26 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 一种储能电池舱及舱内储能电池状态判别方法
US12016662B2 (en) 2021-05-05 2024-06-25 Bose Corporation Measuring respiration with an in-ear accelerometer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106072962A (zh) 一种基于心率检测的安全帽佩戴状况监测装置
US20160220169A1 (en) Method and Apparatus for Detecting Seizures Including Audio Characterization
CN103581852B (zh) 人体摔倒检测的方法、装置及移动终端系统
JP4876219B2 (ja) イヌ科セキュリティシステム
WO2005016143A1 (en) A monitoring apparatus for an ambulatory subject and a method for monitoring the same
CN103989295A (zh) 面向社区矫正人员管控的电子腕带系统及异常检测方法
US8506501B2 (en) Lightweight wheeze detection methods and systems
CN105654666A (zh) 基于mems传感器的老年人跌倒监测方法
CN105427518A (zh) 一种数据化危险判决系统及方法
CN103211603A (zh) 一种心理压力检测跟踪反馈系统
AU2017203766B2 (en) Method and apparatus for detecting seizures including audio characterization
JP6442336B2 (ja) 異常検知端末及びプログラム
Kańtoch et al. Design of a wearable sensor network for home monitoring system
CN107802249A (zh) 基于可穿戴设备的监护方法、存储介质、电子设备及系统
CN111150405A (zh) 一种带监测咳嗽功能的智能医学观察腕表
CN109620181A (zh) 一种心率与心率变异性监测的方法及护理型监护设备
US20110301428A1 (en) Lightweight automatic gain control for ambulatory monitoring systems
CN210521646U (zh) 一种基于健身车的心率安全保护装置
KR102351133B1 (ko) 스마트 헬멧
CN106607799A (zh) 动力工具使用者的安全提醒方法及装置
JP5568102B2 (ja) エマージェンシー報知システム
JP6490461B2 (ja) 異常検出端末及びプログラム
CN108784686A (zh) 一种穿戴式心脏骤停报警系统
CN214386273U (zh) 一种基于多生理信号监测的智能安全帽
CN104980690A (zh) 一种能自动识别人体摔倒的视频监控系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20161109