CN108681682A - 一种可穿戴式安全辅助装备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可穿戴式安全辅助装备，包括设备标识贴、安全帽、手环，设备标识贴是记录设备双重名称信息的RFID射频标签，设备标识贴粘贴于作业设备外壳处，安全帽内置记录工作人员姓名的RFID射频标签，手环佩戴于作业人员身上，所述手环由控制单元、按键单元、无线收发单元、射频信息读取单元、屏幕、报警单元组成，控制单元连接按键单元、无线收发单元、射频信息读取单元、屏幕、报警单元，射频信息读取单元读取设备标识贴和安全帽内置的RFID射频标签的信息。本发明通过手环存储工作任务，可进行设备信息和工作人员信息匹配校验，如果匹配不成功，可发出报警，保障工作人员安全，并防止设备误操作。

Description

一种可穿戴式安全辅助装备
技术领域
本发明涉及一种可穿戴式安全辅助装备，属于电力辅助工具领域。
背景技术
电力作业过程中需要遵循《电力安全工作规程》的相关规定，进入作业现场必须佩戴安全帽，并且不能误入带电间隔。一般作业至少有两人以上才能进行。在实际使用中，则要求一人一帽。目前，尽管有公司推出了智能安全帽，主要有录音、录像、照明等功能主要是起到安全监视的作用，并不是一套完备的装备。
发明内容
本发明的目的在于提供一套实用的可穿戴式安全辅助装备，以帮助电力作业人员规范作业行为，防止走错带电间隔，减少危险发生。
一种可穿戴式安全辅助装备，包括设备标识贴、安全帽、手环，设备标识贴是记录设备双重名称信息(设备名称和设备编号)的RFID射频标签，设备标识贴粘贴于作业设备外壳处，安全帽内置记录工作人员姓名的RFID射频标签，手环佩戴于作业人员身上，所述手环由控制单元、按键单元、无线收发单元、射频信息读取单元、屏幕、报警单元组成，控制单元连接按键单元、无线收发单元、射频信息读取单元、屏幕、报警单元，射频信息读取单元读取设备标识贴和安全帽内置的RFID射频标签的信息；所述控制单元由控制器U1(C8051F310)、第1-3电容C1-C3、晶振JZ、第1电阻R1组成，晶振JZ的两端分别接控制器U1的时钟端31、32脚，第1电容C1串联在控制器U1的时钟端31脚和地之间，第2电容C2串联在控制器U1的时钟端32脚和地之间，控制器U1的电源端4脚接电源Vcc，控制器U1的接地端3脚接地，控制器U1的复位端5脚接第1电阻R1一端和第3电容C3一端的公共端，第1电阻R1另一端接电源Vcc，第3电容C3另一端接地；所述按键单元由第1-4按键S1-S4(分别对应“上”、“下”、“取消”、“确定”四个按键)、第10-13电阻R10-R13组成，控制器U1的第1按键输入端20脚接第13电阻R13一端和第1按键S1一端的公共端，第13电阻R13另一端接电源Vcc，第1按键S1另一端接地，控制器U1的第2按键输入端19脚接第12电阻R12一端和第2按键S2一端的公共端，第12电阻R12另一端接电源Vcc，第2按键S2另一端接地，控制器U1的第3按键输入端18脚接第11电阻R11一端和第3按键S3一端的公共端，第11电阻R11另一端接电源Vcc，第3按键S3另一端接地，控制器U1的第4按键输入端17脚接第10电阻R10一端和第4按键S4一端的公共端，第10电阻R10另一端接电源Vcc，第4按键S4另一端接地；所述无线收发单元由WiFi串口透传模块U2(DT-06)、第2-5电阻R2-R5组成，控制器U1的状态控制端7脚串联第2电阻R2后接WiFi串口透传模块U2的状态控制端STATE脚，WiFi串口透传模块U2的数据接收端RX脚串联第3电阻R3后接控制器U1的数据发送端8脚，WiFi串口透传模块U2的数据发送端TX脚串联第4电阻R4后接控制器U1的数据接收端9脚，WiFi串口透传模块U2的使能端EN脚串联第5电阻R5后接控制器U1的使能控制端10脚，WiFi串口透传模块U2的电源端接电源Vcc，WiFi串口透传模块U2的接地端接地；所述射频信息读取单元由RFID模块U3(RC553模块)、第6-9电阻R6-R9组成。RFID模块U3的数据发送端TX脚串联第6电阻R6后接控制器U1的数据接收端13脚，RFID模块U3的数据接收端RX脚串联第7电阻R7后接控制器U1的数据发送端14脚，RFID模块U3的时钟输入端SCL脚串联第8电阻R8后接控制器U1的时钟控制端15脚，RFID模块U3的数据收发端SDL脚串联第9电阻R9后接控制器U1的数据收发控制端16脚，RFID模块U3的电源端接电源Vcc，RFID模块U3的接地端接地；所述屏幕由OLed显示模块U4(中景园基于SSD1306芯片制作的12864显示模块)、第14-16电阻R14-R16电阻组成，OLed显示模块U4的时钟端D0脚串联第14电阻R14后接控制器U1的时钟控制端30脚，OLed显示模块U4的数据传输端D1脚串联第15电阻R15后接控制器U1的数据传输控制端29脚，OLed显示模块U4的复位端RES脚串联第16电阻R16后接控制器U1的复位控制端28脚，OLed显示模块U4的电源端接电源Vcc，OLed显示模块U4的接地端接地。
所述按键单元的第1-4按键S1-S4对应“上”、“下”、“取消”、“确定”四个按键，可对屏幕的部分功能选项进行选择，手环可以通过无线收发单元和WiFi无线网络与主机通信并传输数据，射频信息读取单元可以读取设备标识贴和安全帽的信息，控制单元进行数据比对校验，屏幕可以对工作任务和读取信息进行显示，同时显示报警信息，报警单元则可以通过蜂鸣声进行告警，以便使用人员重新确定安全条件。
作为优选技术方案，所述报警单元由三极管U5(C8550)、蜂鸣器BEEP组成，三极管U5的发射极1脚接电源Vcc，三极管U5的基极2脚接处理器U1的蜂鸣器控制端24脚，三极管U5的集电极3脚接蜂鸣器BEEP的电源端，蜂鸣器BEEP的接地端接地。
本发明的技术效果：通过手环存储工作任务，可进行设备信息和工作人员信息匹配校验，如果匹配不成功，可发出报警，保障工作人员安全，并防止设备误操作，可帮助电力作业人员规范作业行为，防止走错带电间隔，减少危险发生。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明手环的电路原理图。
图3为本发明的工作流程图。
其中，在图2中，晶振JZ的取值为16M,电源Vcc为3.3V。
电阻和电容取值如下：
R1：10kΩ,R2：1kΩ，R3：1kΩ，R4：1kΩ，R5：1kΩ，R6：1kΩ,R7：1kΩ,R8：1kΩ，R9：1kΩ，R10：1kΩ，R11：1kΩ,R12：1kΩ，R13：1kΩ，R14：1kΩ,R15：1kΩ,R16：1kΩ。
C1：20pF,C2：20pF,C3：0.1μF。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种可穿戴式安全辅助装备，包括设备标识贴、安全帽、手环，设备标识贴是记录设备双重名称信息(设备名称和设备编号)的RFID射频标签，设备标识贴粘贴于作业设备外壳处，安全帽内置记录工作人员姓名的RFID射频标签，手环佩戴于作业人员身上，所述手环由控制单元、按键单元、无线收发单元、射频信息读取单元、屏幕、报警单元组成，控制单元连接按键单元、无线收发单元、射频信息读取单元、屏幕、报警单元，射频信息读取单元读取设备标识贴和安全帽内置的RFID射频标签的信息。
如图2所示，控制单元由控制器U1(C8051F310)、第1-3电容C1-C3、晶振JZ、第1电阻R1组成，晶振JZ的两端分别接控制器U1的时钟端31、32脚，第1电容C1串联在控制器U1的时钟端31脚和地之间，第2电容C2串联在控制器U1的时钟端32脚和地之间，控制器U1的电源端4脚接电源Vcc，控制器U1的接地端3脚接地，控制器U1的复位端5脚接第1电阻R1一端和第3电容C3一端的公共端，第1电阻R1另一端接电源Vcc，第3电容C3另一端接地。
如图2所示，所述按键单元由第1-4按键S1-S4(分别对应“上”、“下”、“取消”、“确定”四个按键)、第10-13电阻R10-R13组成，控制器U1的第1按键输入端20脚接第13电阻R13一端和第1按键S1一端的公共端，第13电阻R13另一端接电源Vcc，第1按键S1另一端接地，控制器U1的第2按键输入端19脚接第12电阻R12一端和第2按键S2一端的公共端，第12电阻R12另一端接电源Vcc，第2按键S2另一端接地，控制器U1的第3按键输入端18脚接第11电阻R11一端和第3按键S3一端的公共端，第11电阻R11另一端接电源Vcc，第3按键S3另一端接地，控制器U1的第4按键输入端17脚接第10电阻R10一端和第4按键S4一端的公共端，第10电阻R10另一端接电源Vcc，第4按键S4另一端接地。
如图2所示，所述无线收发单元由WiFi串口透传模块U2(DT-06)、第2-5电阻R2-R5组成，控制器U1的状态控制端7脚串联第2电阻R2后接WiFi串口透传模块U2的状态控制端STATE脚，WiFi串口透传模块U2的数据接收端RX脚串联第3电阻R3后接控制器U1的数据发送端8脚，WiFi串口透传模块U2的数据发送端TX脚串联第4电阻R4后接控制器U1的数据接收端9脚，WiFi串口透传模块U2的使能端EN脚串联第5电阻R5后接控制器U1的使能控制端10脚，WiFi串口透传模块U2的电源端接电源Vcc，WiFi串口透传模块U2的接地端接地。
如图2所示，所述射频信息读取单元由RFID模块U3(RC553模块)、第6-9电阻R6-R9组成。RFID模块U3的数据发送端TX脚串联第6电阻R6后接控制器U1的数据接收端13脚，RFID模块U3的数据接收端RX脚串联第7电阻R7后接控制器U1的数据发送端14脚，RFID模块U3的时钟输入端SCL脚串联第8电阻R8后接控制器U1的时钟控制端15脚，RFID模块U3的数据收发端SDL脚串联第9电阻R9后接控制器U1的数据收发控制端16脚，RFID模块U3的电源端接电源Vcc，RFID模块U3的接地端接地。
如图2所示，所述屏幕由OLed显示模块U4(中景园基于SSD1306芯片制作的12864显示模块)、第14-16电阻R14-R16电阻组成，OLed显示模块U4的时钟端D0脚串联第14电阻R14后接控制器U1的时钟控制端30脚，OLed显示模块U4的数据传输端D1脚串联第15电阻R15后接控制器U1的数据传输控制端29脚，OLed显示模块U4的复位端RES脚串联第16电阻R16后接控制器U1的复位控制端28脚，OLed显示模块U4的电源端接电源Vcc，OLed显示模块U4的接地端接地。
如图2所示，所述报警单元由三极管U5(C8550)、蜂鸣器BEEP组成，三极管U5的发射极1脚接电源Vcc，三极管U5的基极2脚接处理器U1的蜂鸣器控制端24脚，三极管U5的集电极3脚接蜂鸣器BEEP的电源端，蜂鸣器BEEP的接地端接地。
控制单元控制与协调其它各组成部分工作，按键单元有“上”、“下”、“取消”、“确定”四个按键，可对屏幕的部分功能选项进行选择，手环可以通过WiFi无线网络与主机通信并传输数据，具体通过无线收发单元执行，射频信息读取单元可以读取设备标识贴和安全帽的信息，屏幕可以对工作任务和读取信息进行显示，同时可以显示报警信息，报警单元则可以通过蜂鸣声进行告警，以便使用人员重新确定安全条件。
可穿戴式安全辅助装备按照下述方式进行使用的。在每个作业设备外壳处粘贴有包含该设备双重名称的设备标识贴，工作人员佩戴手环、头戴安全帽。若有其他协助工作人员，则只需佩戴安全帽即可。如图3所示，工作流程为：待执行工作任务提前存储于手环中，开始工作时，手环根据工作任务中的工作人员姓名、设备双重名称，进行校验。手环首先依次读取安全帽内置的RFID射频标签中内置工作人员姓名，然后与手环的工作任务中的工作人员姓名进行校验，校验不一致则手环发出蜂鸣报警声，并在手环屏幕上提醒。校验一致则在手环屏幕上显示校验成功，然后手环读取设备标识贴的设备双重名称(设备名称和设备编号)，与手环中工作任务中要操作的设备进行校验，校验不一致则手环发出蜂鸣报警声，并在手环屏幕上提醒。校验一致则可进行操作，手环屏幕上显示操作信息。任务执行中手环实时检测安全帽信息是否能读取到，若任务执行中，工作人员所佩戴手环未能读取到任一安全帽，则说明工作人员可能失去有效的安全监护，此时手环发出蜂鸣报警声，并在手环的屏幕上提醒。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种可穿戴式安全辅助装备，包括设备标识贴、安全帽、手环，其特征是：设备标识贴是记录设备双重名称信息(设备名称和设备编号)的RFID射频标签，设备标识贴粘贴于作业设备外壳处，安全帽内置记录工作人员姓名的RFID射频标签，手环佩戴于作业人员身上，所述手环由控制单元、按键单元、无线收发单元、射频信息读取单元、屏幕、报警单元组成，控制单元连接按键单元、无线收发单元、射频信息读取单元、屏幕、报警单元，所述控制单元由控制器U1(C8051F310)、第1-3电容C1-C3、晶振JZ、第1电阻R1组成，晶振JZ的两端分别接控制器U1的时钟端31、32脚，第1电容C1串联在控制器U1的时钟端31脚和地之间，第2电容C2串联在控制器U1的时钟端32脚和地之间，控制器U1的电源端4脚接电源Vcc，控制器U1的接地端3脚接地，控制器U1的复位端5脚接第1电阻R1一端和第3电容C3一端的公共端，第1电阻R1另一端接电源Vcc，第3电容C3另一端接地；所述按键单元由第1-4按键S1-S4、第10-13电阻R10-R13组成，控制器U1的第1按键输入端20脚接第13电阻R13一端和第1按键S1一端的公共端，第13电阻R13另一端接电源Vcc，第1按键S1另一端接地，控制器U1的第2按键输入端19脚接第12电阻R12一端和第2按键S2一端的公共端，第12电阻R12另一端接电源Vcc，第2按键S2另一端接地，控制器U1的第3按键输入端18脚接第11电阻R11一端和第3按键S3一端的公共端，第11电阻R11另一端接电源Vcc，第3按键S3另一端接地，控制器U1的第4按键输入端17脚接第10电阻R10一端和第4按键S4一端的公共端，第10电阻R10另一端接电源Vcc，第4按键S4另一端接地；所述无线收发单元由WiFi串口透传模块U2、第2-5电阻R2-R5组成，控制器U1的状态控制端7脚串联第2电阻R2后接WiFi串口透传模块U2的状态控制端STATE脚，WiFi串口透传模块U2的数据接收端RX脚串联第3电阻R3后接控制器U1的数据发送端8脚，WiFi串口透传模块U2的数据发送端TX脚串联第4电阻R4后接控制器U1的数据接收端9脚，WiFi串口透传模块U2的使能端EN脚串联第5电阻R5后接控制器U1的使能控制端10脚，WiFi串口透传模块U2的电源端接电源Vcc，WiFi串口透传模块U2的接地端接地；所述射频信息读取单元由RFID模块U3、第6-9电阻R6-R9组成，所述RFID模块U3的数据发送端TX脚串联第6电阻R6后接控制器U1的数据接收端13脚，RFID模块U3的数据接收端RX脚串联第7电阻R7后接控制器U1的数据发送端14脚，RFID模块U3的时钟输入端SCL脚串联第8电阻R8后接控制器U1的时钟控制端15脚，RFID模块U3的数据收发端SDL脚串联第9电阻R9后接控制器U1的数据收发控制端16脚，RFID模块U3的电源端接电源Vcc，RFID模块U3的接地端接地；所述屏幕由OLed显示模块U4、第14-16电阻R14-R16电阻组成，OLed显示模块U4的时钟端D0脚串联第14电阻R14后接控制器U1的时钟控制端30脚，OLed显示模块U4的数据传输端D1脚串联第15电阻R15后接控制器U1的数据传输控制端29脚，OLed显示模块U4的复位端RES脚串联第16电阻R16后接控制器U1的复位控制端28脚，OLed显示模块U4的电源端接电源Vcc，OLed显示模块U4的接地端接地；所述按键单元的第1-4按键S1-S4对应“上”、“下”、“取消”、“确定”四个按键，对屏幕的部分功能选项进行选择，手环通过射频信息读取单元可以读取设备标识贴和安全帽的信息，控制单元进行数据比对校验，屏幕对工作任务和读取信息进行显示，同时显示报警信息，报警单元则可以通过蜂鸣声进行告警。
2.根据权利要求1所述的可穿戴式安全辅助装备，其特征是：所述报警单元由三极管U5、蜂鸣器BEEP组成，三极管U5的发射极1脚接电源Vcc，三极管U5的基极2脚接处理器U1的蜂鸣器控制端24脚，三极管U5的集电极3脚接蜂鸣器BEEP的电源端，蜂鸣器BEEP的接地端接地。
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