CN107240224A - 适用于建筑工地的智能安全手环及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于建筑工地的智能安全手环及其监控方法，属于施工安全设备领域。所述安全手环包括手环本体和环带，所述手环本体包括中空壳体，所述中空壳体内部设置终端处理器、与终端处理器电连接的终端存储器、终端发射器，以及与所述终端发射器、所述终端处理器连接的电源，通过分布在建筑工地的接收器和服务器，实现对施工人员有效监控。本发明还提供了一种智能安全手环的监控方法，不但可以监控施工人员的实时位置、运动轨迹等信息，还可以在施工人员靠近危险源时发出安全警示，提醒施工人员注意，避免发生安全事故。

Description

适用于建筑工地的智能安全手环及其监控方法

技术领域

本发明涉及一种适用于建筑工地的智能安全手环及其监控方法，属于施工安全设备领域。

背景技术

建筑工地施工中危险源较多，如基坑、高处坠落、坍塌、起重伤害、触电、机械伤害、爆炸等，因此，在建筑工地的危险区域附近通常设置有警示牌进行提醒。

然而警示牌一般面积较小，且工地现场设施众多，可能对警示牌形成遮挡，无法体现安全警示的作用；另外，我国大多数建筑工人安全意识薄弱，警示牌的危险提示作用有限。

因此，现有的安全警示手段和方法无法满足工地现场的安全管控要求，无法让进入现场的人员清楚明白当前所处位置的风险点。

发明内容

针对现有技术中存在的仅靠警示牌无法对施工人员进行有效的安全管控的技术问题，本发明提供了一种适用于建筑工地的智能安全手环，所述安全手环包括手环本体和环带，所述手环本体包括中空壳体，所述中空壳体内部设置终端处理器、与终端处理器电连接的终端存储器、终端发射器，以及与所述终端发射器、所述终端处理器连接的电源，通过分布在建筑工地的接收器和服务器，实现对施工人员有效监控。本发明还提供了一种智能安全手环的监控方法，不但可以监控施工人员的实时位置、运动轨迹等信息，还可以在施工人员靠近危险源时发出安全警示，提醒施工人员注意，避免发生安全事故。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种适用于建筑工地的智能安全手环，所述智能安全手环包括：

手环本体，所述手环本体包括中空壳体，所述中空壳体内部设置终端处理器、与终端处理器电连接的终端存储器、终端发射器，以及与所述终端发射器、所述终端处理器连接的电源；所述终端存储器内存储有用户信息；以及

环带，用以将所述手环本体固定在手腕或手臂上；

其中，所述建筑工地内分布有用于接收所述终端发射器发射信息的若干接收器；所述接收器与服务器连接，所述服务器包括存储器和处理器，所述存储器内预存有场布立体图，所述处理器解析所述接收器接收的信号，确定终端发射器在所述建筑工地内的具体位置，并将所述终端发射器的位置拟合在所述场布立体图中。

优选地，所述中空壳体内还设置有终端接收器，所述终端接收器与所述终端处理器电连接，所述终端接收器可接收所述发射器发送的信号。

优选地，所述智能安全手环的手环本体上设置有警示装置，所述警示装置与所述终端处理器电连接。

优选地，所述警示装置为蜂鸣器、警示灯、播音器、震动器中至少其一。

优选地，所述中空壳体内还设置有拍摄装置，所述拍摄装置的镜头位于所述中空壳体的侧部。

优选地，所述拍摄装置连接有手持控制器，所述手持控制器上设置有拍摄按钮。

优选地，所述手持控制器还包括左旋转按钮、右旋转按钮，所述手环本体包括固定部，所述固定部固定于所述环带上，所述中空壳体通过转动机构固定在所述固定部，所述左旋转按钮、右旋转按钮可控制所述中空壳体绕中心轴进行圆周旋转，从而带动所述镜头旋转。

优选地，所述手持控制器上还设置有救援按钮，或/和在所述手环本体上设置有救援按钮。

相应地，本发明还提供了一种智能安全手环的监控方法，包括如下步骤：

S1.在建筑工地布设若干接收器，并将接收器与服务器连接；

S2.施工人员进入建筑工地后，智能安全手环的终端发射器持续发射信号，多个所述接收器接收到所述终端发射器发射的信号；

S3.服务器的处理器分别解析所述终端发射器与所述接收器之间的距离，从而确定所述终端发射器位于所述建筑工地内的具体位置；

S4.所述服务器的存储器中预存有建筑工地的场布立体图，根据所述终端发射器在所述建筑工地内的具体位置，所述处理器将施工人员的位置信息拟合在场布立体图中。

进一步，所述监控方法还包括步骤：

S5.所述场布立体图中拟合有危险源位置信息，并预设危险提示信息，当所述智能手环的施工人员接近相应危险源时，服务器的发射器发射相应的危险提示信息；

S6.所述智能手环的终端接收器150接收所述危险提示信息，所述终端处理器控制警示装置发出警示信息。。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

(1)通过在智能安全手环内设置终端发射器、在建筑工地内分布设置若干接收器，并将接收器与服务器连接，可根据接收器的位置、终端发射器距离相邻接收器的距离，计算出接收器的具体空间位置；

(2)服务器中预存数字化的场布立体图，可以将接收器的具体空间位置拟合在场布立体图中，进行直观显示；服务器可同时实现对多个智能安全手环的位置信息的监测，且监测精度高，可掌握施工人员的运动轨迹、是否接近危险区域等信息；

(3)通过设置拍摄装置、手持控制器、中空壳体与固定部可旋转设置，从而可以使智能安全手环具备拍摄功能，并可调节最佳拍摄角度，同时可实现边工作边拍摄；

(4)本发明提供的智能安全手环的监控方法，不但可以监控施工人员的实时位置、运动轨迹等信息，从而实现对现场的人员安全监控，还可以在施工人员靠近危险源时发出安全警示，提醒施工人员注意，避免发生安全事故。

附图说明

图1为本发明一实施例中的适用于建筑工地的智能安全手环结构示意图；

图2为本发明一实施例中智能安全手环的侧视图；

图3为本发明一实施例中的手持控制器的结构示意图；

图4为本发明一实施例中智能安全手环的另一侧视图；

图5为本发明另一实施例中的智能安全手环的监控方法的流程图；

图6为本发明另一实施例提供的智能安全手环监控过程示意图。

图中标号如下：

手环本体100；中空壳体101；环带102；固定部103；终端处理器110；终端存储器120；终端发射器130；电源140；终端接收器150；警示装置160；拍摄装置170；插孔180；

接收器200；服务器300；处理器310；存储器320；发射器330；

手持控制器400；电线401；插头402；拍摄按钮410；左旋转按钮420；右旋转按钮430；救援按钮440。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的适用于建筑工地的智能安全手环及其监控方法作进一步详细说明。结合下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的适用于建筑工地的智能安全手环及其监控方法作进一步详细说明。结合下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参阅图1、图2和图6所示，本实施例中的适用于建筑工地的智能安全手环，包括手环本体100和将手环本体100固定于手腕或手臂上的环带102。手环本体100包括中空壳体101，中空壳体101内部设置终端处理器110、终端存储器120、终端发射器130和电源140；终端存储器120内存储有用户信息。用户信息可包括施工人员组别、姓名等信息。

其中，建筑工地内分布有用于接收终端发射器130发射信息的若干接收器200；接收器200与服务器300连接，服务器300包括存储器320和处理器310，存储器320内预存有场布立体图，处理器310解析接收器200接收的信号，确定终端发射器130在建筑工地内的具体位置，并将终端发射器130的位置拟合在场布立体图中。

本实施例提供的智能安全手环可实现对施工人员进行定位，具体原理可利用现有技术中UWB(Ultra-Wide band，超宽带)定位技术或RFID(Radio FrequencyIdentification，射频识别)定位技术。作为举例，在建筑工地内分布有呈阵列式排布的若干接收器200，每个接收器200都有唯一的接收器200识别码；手环本体100上的终端发射器130可以持续对外发射信息，发射的信息可包括用户信息、手环本体100识别码、发射时间；接收器200用以接收终端发射器130发射的信息，并记录接收信息的时间；服务器300的处理其可根据发射时间和接收时间的差值，计算出终端发射器130与接收器200之间的直线距离，并可根据终端发射器130与至少四个接收器200的直线距离，确定终端发射器130在建筑工地中的具体空间位置；服务器300的存储器320中预存有电子版场布立体图，所谓场布立体图即数字化的建筑工地三维图；服务器300的处理器310可以将终端发射器130的空间位置拟合在场布立体图中。优选为，服务器300连接有显示器，将显示有终端处理器110空间位置信息的场布地形图显示出来。具体空间位置的确定方式，可采取以接收器200为圆心、以接收器200与终端发射器130之间的直线距离为半径画球面，两个球面相交为一个圆形(两球面相切的特殊情况下为一个点，即两个接收器200即可确定终端发射器130的具体位置)，第三个球面与该圆形相交为两个点(相切时的特殊情况下为一个点，即三个接收器200可确定终端发射器130的空间位置)，通过第四个球面确定是两个点中的哪一个，从而具体确定终端发射器130的具体空间位置，即确定了佩戴有该智能安全手环的施工人员的空间位置。

本实施例中，适用于建筑工地的智能安全手环具有如下优点或有益效果：(1)通过在智能安全手环内设置终端发射器130、在建筑工地内分布设置若干接收器200，并将接收器200与服务器300连接，可根据接收器200的位置、终端发射器130距离相邻接收器200的距离，计算出接收器200的具体空间位置；(2)通过预存数字化的场布立体图，可以将接收器200的具体空间位置拟合在场布立体图中，进行直观显示；(3)服务器300可同时实现对多个智能安全手环的位置信息的监测，且监测精度高，可掌握施工人员的运动轨迹、是否接近危险区域等信息。

作为优选实施例，服务器300还包括有发射器330，智能本体内还设置有终端接收器150，智能安全手环可接收服务器300发出的信息。进一步，智能安全手环的手环本体100上设置有警示装置160，警示装置160与终端处理器110连接。作为举例，当施工人员接近危险区域时，服务器300可监测该施工人员的运动轨迹，并将其具体空间位置拟合在场布立体图中，并监测到其接近危险源，从而由发射器330发出警示信息“前方为特别危险区，禁止前行”或提示信息“前方为第N号基坑”，智能安全手环的终端接收器150接收到该信息，由处理器310控制警示装置160发出警示，使施工人员及时了解前方的危险源和危险级别，从而提高警惕，可有效预防发生安全事故。其中，警示装置160可为蜂鸣器、LED警示灯或播音器。

施工人员在施工过程中，可能遇到一些需要拍照留档的情况，如拍摄墙体或顶板的细小裂缝、施工关键过程。优选为，中空壳体101内还设置有拍摄装置170，拍摄装置170的镜头位于中空壳体101的侧部，从而方便智能安全手环的拍摄装置170拍摄。

当智能安全手环戴在手腕处时，需要占用另一只手进行操作拍摄。优选为，手环本体上设置有插孔180，插孔180可为3.5mm标准规格，拍摄装置170通过插孔180连接有手持控制器400。结合图3所示，手持控制器400通过电线401连接有插头402，插头402与插孔180相匹配，手持控制器400上设置有拍摄按钮410，通过握在手中的手持控制器400，可实现一只手进行拍摄，从而实现边工作、边拍摄。优选为，如图3和图4所示，手持控制器400还包括左旋转按钮420、右旋转按钮430，手环本体100包括固定部103，固定部103固定于环带102上，中空壳体101通过转动机构固定在固定部103，左旋转按钮420、右旋转按钮430可控制中空壳体101绕中心轴进行圆周旋转，从而带动镜头旋转，从而选择较佳的拍摄角度。中空壳体101和固定部103之间的转动机构，可以是转轴或滚珠等。

手持控制器400上还设置有救援按钮440，或/和在手环本体100上设置有救援按钮440。当施工人员出现一些危急情况且自身无法脱险时，可通过手环上救援按钮440发送求救信号，服务器300获得求救信号时可即时通知现场管理人员，从而实施救援方案。

另外，本实施例中的智能安全手环还可作为门禁卡使用，通过终端发射器发射门禁密码，打开设置与建筑工地进出口的门禁系统。通过该智能安全手环还可以用于上下班签到。

请参阅图5和图6，本发明还提供了一种智能安全手环的监控方法，下面结合图1至图6对该监控方法作进一步介绍，具体步骤如下：

S1.在建筑工地布设若干接收器200，并将接收器200与服务器300连接。作为举例，接收器200可以在建筑工地内呈阵列式布设。当基坑较深或建筑物较高时，为了增加精度，可以在坑底或建筑物上设置接收器200。服务器300可以设置在监控室，可以监控并处理各个接收器200接收到的信号。

S2.施工人员进入建筑工地后，智能安全手环的终端发射器130持续发射信号，多个接收器200接收到终端发射器130发射的信号。终端发射器130发射的信号，至少被被4个接收器200接收到，然后将信息传送至服务器300。

S3.服务器300的处理器310分别解析终端发射器130与接收器200之间的距离，从而确定终端发射器130位于建筑工地内的具体位置。每一个接收器200的位置是确定的，可根据终端发射器130与四个接收器200的直线距离，确定终端发射器130在建筑工地的空间位置，具体确定方法可参照前述。

S4.服务器300的存储器320中预存有建筑工地的场布立体图，根据终端发射器130在建筑工地内的具体位置，处理器310将施工人员的位置信息拟合在场布立体图中。场布立体图是建筑工地的数字化立体图，在建筑工地的地貌或建筑物等发生变化时，场布立体图也相应更新，如新的基坑开挖后，会显示在场布立体图上。场布立体图中拟合有各个接收器200的位置信息，并可将终端接收器150的位置信息拟合在场布立体图中，然后通过显示器将标记有智能安全手环位置信息的场布立体图显示出来，供管理人员监控管理。

建筑工地可将各危险源进行标示，并拟合在场布立体图中，当施工人员靠近危险源时，可通过服务器300向施工人员发出警示信息。优选为，监控方法还包括步骤：

S5.场布立体图中拟合有危险源位置信息，并预设危险提示信息，当智能手环的施工人员接近相应危险源时，服务器300的发射器330发送相应的危险提示信息；

S6.智能手环的终端接收器150接收危险提示信息，终端处理器控制警示装置发出警示信息。

本实施例中的智能安全手环的监控方法，不但可以监控施工人员的实时位置、运动轨迹等信息，从而实现对现场的人员安全监控，还可以在施工人员靠近危险源时发出安全警示，提醒施工人员注意，避免发生安全事故。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于建筑工地的智能安全手环，其特征在于，所述智能安全手环包括：

手环本体，所述手环本体包括中空壳体，所述中空壳体内部设置终端处理器、与终端处理器电连接的终端存储器、终端发射器，以及与所述终端发射器、所述终端处理器连接的电源；所述终端存储器内存储有用户信息；以及

环带，用以将所述手环本体固定在手腕或手臂上；

其中，所述建筑工地内分布有用于接收所述终端发射器发射信息的若干接收器；所述接收器与服务器连接，所述服务器包括存储器和处理器，所述存储器内预存有场布立体图，所述处理器解析所述接收器接收的信号，确定终端发射器在所述建筑工地内的具体位置，并将所述终端发射器的位置拟合在所述场布立体图中。

2.如权利要求1所述的智能安全手环，其特征在于，所述中空壳体内还设置有终端接收器，所述终端接收器与所述终端处理器电连接，所述终端接收器可接收所述发射器发送的信号。

3.如权利要求2所述的智能安全手环，其特征在于，所述智能安全手环的手环本体上设置有警示装置，所述警示装置与所述终端处理器电连接。

4.如权利要求3所述的智能安全手环，其特征在于，所述警示装置为蜂鸣器、警示灯、播音器、震动器中至少其一。

5.如权利要求1所述的智能安全手环，其特征在于，所述中空壳体内还设置有拍摄装置，所述拍摄装置的镜头位于所述中空壳体的侧部。

6.如权利要求5所述的智能安全手环，其特征在于，所述拍摄装置连接有手持控制器，所述手持控制器上设置有拍摄按钮。

7.如权利要求6所述的智能安全手环，其特征在于，所述手持控制器还包括左旋转按钮、右旋转按钮，所述手环本体包括固定部，所述固定部固定于所述环带上，所述中空壳体通过转动机构固定在所述固定部，所述左旋转按钮、右旋转按钮可控制所述中空壳体绕中心轴进行圆周旋转，从而带动所述镜头旋转。

8.如权利要求7所述的智能安全手环，其特征在于，所述手持控制器上还设置有救援按钮，或/和在所述手环本体上设置有救援按钮。

9.如权利要求1至8任一项所述的智能安全手环的监控方法，其特征在于，所述监控方法包括如下步骤：

S1.在建筑工地布设若干接收器，并将接收器与服务器连接；

S2.施工人员进入建筑工地后，智能安全手环的终端发射器持续发射信号，多个所述接收器接收到所述终端发射器发射的信号；

S3.服务器的处理器分别解析所述终端发射器与所述接收器之间的距离，从而确定所述终端发射器位于所述建筑工地内的具体位置；

S4.所述服务器的存储器中预存有建筑工地的场布立体图，根据所述终端发射器在所述建筑工地内的具体位置，所述处理器将施工人员的位置信息拟合在场布立体图中。

10.如权利要求9所述的智能安全手环的监控方法，其特征在于，所述监控方法还包括步骤：

S5.所述场布立体图中拟合有危险源位置信息，并预设危险提示信息，当所述智能手环的施工人员接近相应危险源时，服务器的发射器发射相应的危险提示信息；

S6.所述智能手环的终端接收器150接收所述危险提示信息，所述终端处理器控制警示装置发出警示信息。