CN109078281B - 一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，属于建筑施工技术领域，包括安全带带体以及安装在安全带带体上的控制组件、柔性压力传感器和智能卡扣，控制组件包括主控模块、柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块、安全带报警模块和电源模块；柔性压力传感器数据采集模块设置在柔性压力传感器内，并通过RS‑232/RS‑485串行数据通信接口连接主控模块；智能卡扣数据采集模块安装在智能卡扣上，安全带报警模块连接有报警装置；智能卡扣数据采集模块和安全带报警模块分别连接主控模块。本发明能实时检查高空作业人员安全带的使用情况，降低了高空作业人员的危险系数，便于施工规范管理。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体地说是一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带。
背景技术
在建筑施工中，安全带是工人必不可少的施工工具，也是保障工人施工安全的重要工具。传统的安全带佩戴完全靠佩戴者自己检查是否系好，安全带是否存在隐患等，需要佩戴者严格按照标准进行检查，要求使用者有较高的安全意识和自觉性。
传统的安全带不具备对安全带使用人员的检查和监控功能，对安全带的使用情况无法进行监控，由此造成了很多高空作业中安全带使用不规范、高空作业危险频发的情况，不能保证高空作业人员的施工安全，也不利于现场施工的规范管理。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，能实时检查高空作业人员安全带的使用情况，降低了高空作业人员的危险系数，便于施工规范管理。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，包括安全带带体以及安装在安全带带体上的控制组件、柔性压力传感器和智能卡扣，
控制组件包括主控模块、柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块、安全带报警模块和电源模块，电源模块用于主控模块及柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块和/或安全带报警模块的供电，可采用充电电池组；
柔性压力传感器数据采集模块设置在柔性压力传感器内，并通过RS-232/RS-485串行数据通信接口连接主控模块；柔性压力传感器数据采集模块将柔性压力传感器的数据发送至主控模块，主控模块获取压力传感器的数据，检查是否有人穿戴安全带；
智能卡扣数据采集模块设置在智能卡扣上，安全带报警模块连接有报警装置；智能卡扣数据采集模块和安全带报警模块分别连接主控模块，智能卡扣数据采集模块接收主控模块发送的采集指令，并向主控模块发送采集的智能卡扣数据信息，安全带报警模块接收主控模块指令，触发报警装置；
主控模块设置柔性传感器的压力区间值，用于判断是否有人穿戴安全带，当柔性压力传感器数据达到压力区间时，则表示有人穿戴安全带，此时，主控模块控制智能卡扣数据采集模块检查智能卡扣状态，若卡扣没有闭合，则主控模块控制安全带报警模块进行报警。
优选的，所述安全带带体具有两侧对称设置的固定带，所述智能卡扣位于固定带的端部，用于与固定物扣合，所述柔性压力传感器位于固定带上靠近智能卡扣的一端部，用于检测固定带受力，判断安全带是否有人穿戴。
优选的，所述智能卡扣通过一个串口发送数据，另外一个的串口接收数据，当信号线路导通时，能够接收到其发送的数据，则该智能卡扣闭合，否则智能卡扣没有闭合。
优选的，主控模块选用STM32F103VE芯片，主控模块通过RS-232/RS-485接口电路分别与柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块和安全带报警模块连接。
优选的，所述柔性传感器的压力区间值为压力数据大于1KG。当柔性压力传感器数据大于1KG时，说明有人穿戴，否则说明无人穿戴。
进一步的，该智能安全带的工作方法是：
1）、设备上电后，主控模块与柔性压力传感器、智能卡扣、安全带报警模块通过RS-232/RS-485串口连接；
2）、主控模块检查柔性压力传感器数据，如果压力数据达到压力区间值，说明有人穿戴该安全带，否则说明无人穿戴；
3）、当有人穿戴该安全带时，主控模块检查智能卡扣扣合状态；
4）、如果主控模块检测到有人穿戴该安全带，而智能卡扣没有闭合，此时发送指令至安全带报警模块，触发报警装置。
进一步的，所述主控模块、柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块、安全带报警模块分别进行以下配置：
主控模块：
1）、初始化串口1/串口2/串口3的配置，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口数据接收的中断，并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、通过串口与柔性压力传感器数据采集模块、智能安全卡扣数据采集模块、安全带报警模块进行通信，采集各个传感器的数据；
柔性压力传感器数据采集模块：
1）、初始化串口1，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口1数据接收的中断并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、设置定时器，检查是否接收完整的一帧数据，然后解析压力数据，判断是否有人穿戴安全带：
智能安全卡扣数据采集模块：
1）、初始化串口2，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口2数据接收的中断并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、设置定时器，检查智能安全卡扣是否闭合；
安全带报警模块：
1）、初始化串口3，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口3数据接收的中断并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、当检测到有人穿戴且智能卡扣没有闭合时，发出报警信息；
4）、 安全带报警模块激活报警装置发出报警信息。
进一步的，控制组件还包括数据发送模块，数据发送模块连接主控模块，并无线连接云平台/远程控制终端，云平台/远程控制终端接收主控模块信息，可以远程监测安全带使用情况，便于管理。
优选的，数据发送模块为GPRS模块。GPRS模块连接主控模块，将主控模块数据通过GPRS信号传输发送至云平台/远程控制终端服务器。
优选的，数据发送模块为WiFi模块。WiFi模块连接主控模块，将主控模块数据通过WiFi信号传输发送至云平台/远程控制终端服务器。
本发明的一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带和现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的智能安全带在不改变原有安全带结构的基础上，通过添加柔性压力传感器和智能卡扣，自动检查高空作业人员安全带的使用情况，对出现的安全带应用不规范的情况进行报警，保证安全带使用规范，降低了高空作业人员的危险系数。
该智能安全带连接远程控制终端，可以实时监测高空作业人员的安全带佩戴规范情况，便于工地安全的远程监控和管理。
附图说明
图1是本发明的可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带的工作原理图；
图2是本发明的可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带的工作流程图；
图3是本发明的可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带的结构示意图。
图3中，1、安全带带体，2、固定带，3、主控模块，4、柔性压力传感器，5、智能卡扣，6、报警装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，包括安全带带体1以及安装在安全带带体1上的控制组件、柔性压力传感器4和智能卡扣5。
控制组件包括主控模块3、柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块、安全带报警模块和电源模块，电源模块用于主控模块3及柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块和/或安全带报警模块的供电，可采用充电电池组。
所述安全带带体1具有两侧对称设置的固定带2，所述智能卡扣5位于固定带2的端部，用于与固定物扣合；所述柔性压力传感器4位于固定带2上靠近智能卡扣5的一端部，用于检测固定带2受力，判断安全带是否有人穿戴。
主控模块4选用STM32F103VE芯片，主控模块4通过RS-232/RS-485接口电路分别与柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块和安全带报警模块连接。
柔性压力传感器数据采集模块设置在柔性压力传感器4内，并通过RS-232/RS-485串行数据通信接口连接主控模块3。柔性压力传感器数据采集模块将柔性压力传感器4的数据发送至主控模块3，主控模块3获取压力传感器4的数据，检查是否有人穿戴安全带。
智能卡扣数据采集模块设置在智能卡扣5上，所述智能卡扣5通过一个串口发送数据，另外一个的串口接收数据，当信号线路导通时，能够接收到其发送的数据，则该智能卡扣5是闭合状态，否则智能卡扣5没有闭合。
安全带报警模块连接有报警装置6，报警装置6可以安装在安全带上，也可以附带于安全带。
智能卡扣数据采集模块和安全带报警模块分别连接主控模块3，智能卡扣数据采集模块接收主控模块3发送的采集指令，并向主控模块3发送采集的智能卡扣5数据信息；安全带报警模块接收主控模块3的指令，可以触发报警装置6。
主控模块3设置柔性传感器的压力区间值，用于判断是否有人穿戴安全带，当柔性压力传感器4的数据达到压力区间时，则表示有人穿戴安全带，此时，主控模块3控制智能卡扣数据采集模块检查智能卡扣5状态，若智能卡扣5没有闭合，则主控模块3控制安全带报警模块进行报警。
根据实验及验证效果，选择柔性传感器的压力区间值为压力数据大于1KG。当柔性压力传感器数据大于1KG时，说明有人穿戴，否则说明无人穿戴。
该智能安全带的工作方法是：
1）、设备上电后，主控模块3与柔性压力传感器4、智能卡扣5、安全带报警模块通过RS-232/RS-485串口连接；
2）、主控模块3检查柔性压力传感器数据，如果压力数据达到压力区间值，说明有人穿戴该安全带，否则说明无人穿戴；
3）、当有人穿戴该安全带时，主控模块3检查智能卡扣5扣合状态；
4）、如果主控模块3检测到有人穿戴该安全带，而智能卡扣5没有闭合，此时发送指令至安全带报警模块，触发报警装置6。
对该智能安全带中所述的主控模块3、柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块、安全带报警模块分别进行以下配置：
主控模块：
1）、初始化串口1/串口2/串口3的配置，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口数据接收的中断，并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、通过串口与柔性压力传感器数据采集模块、智能安全卡扣数据采集模块、安全带报警模块进行通信，采集各个传感器的数据；
柔性压力传感器数据采集模块：
1）、初始化串口1，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口1数据接收的中断并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、设置定时器，检查是否接收完整的一帧数据，然后解析压力数据，判断是否有人穿戴安全带：
智能安全卡扣数据采集模块：
1）、初始化串口2，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口2数据接收的中断并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、设置定时器，检查智能安全卡扣是否闭合；
安全带报警模块：
1）、初始化串口3，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口3数据接收的中断并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、当检测到有人穿戴且智能卡扣没有闭合时，发出报警信息；
4）、 安全带报警模块激活报警装置6发出报警信息。
为了更好的进行管理，有效利用采集数据，智能安全带中的控制组件还包括数据发送模块，数据发送模块连接主控模块3，并无线连接云平台/远程控制终端，云平台/远程控制终端接收主控模块3信息，可以远程监测安全带使用情况，便于管理。
数据发送模块为GPRS模块或WiFi模块。GPRS模块/WiFi模块连接主控模块，将主控模块数据通过GPRS信号传输/WiFi信号传输发送至云平台/远程控制终端服务器。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (7)
1.一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，其特征在于，包括安全带带体以及安装在安全带带体上的控制组件、柔性压力传感器和智能卡扣，
控制组件包括主控模块、柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块、安全带报警模块和电源模块；
柔性压力传感器数据采集模块设置在柔性压力传感器内，并通过RS-232/RS-485串行数据通信接口连接主控模块；
智能卡扣数据采集模块安装在智能卡扣上，安全带报警模块连接有报警装置；智能卡扣数据采集模块和安全带报警模块分别连接主控模块；
主控模块设置柔性传感器的压力区间值，当柔性压力传感器数据达到压力区间时，主控模块控制智能卡扣数据采集模块检查智能卡扣状态，若卡扣没有闭合，主控模块控制安全带报警模块进行报警；
所述安全带带体具有两侧对称设置的固定带，所述智能卡扣位于固定带的端部，所述柔性压力传感器位于固定带上靠近智能卡扣的一端部；
该智能安全带的工作方法是：
1）、设备上电后，主控模块与柔性压力传感器、智能卡扣、安全带报警模块通过RS-232/RS-485串口连接；
2）、主控模块检查柔性压力传感器数据，如果压力数据达到压力区间值，说明有人穿戴该安全带，否则说明无人穿戴；
3）、当有人穿戴该安全带时，主控模块检查智能卡扣扣合状态；
4）、如果主控模块检测到有人穿戴该安全带，而智能卡扣没有闭合，此时发送指令至安全带报警模块，触发报警装置；
所述主控模块、柔性压力传感器数据采集模块、智能卡扣数据采集模块、安全带报警模块分别进行以下配置：
主控模块：
1）、初始化串口1/串口2/串口3的配置，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口数据接收的中断，并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、通过串口与柔性压力传感器数据采集模块、智能安全卡扣数据采集模块、安全带报警模块进行通信，采集各个传感器的数据；
柔性压力传感器数据采集模块：
1）、初始化串口1，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口1数据接收的中断并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、设置定时器，检查是否接收完整的一帧数据，然后解析压力数据，判断是否有人穿戴安全带：
智能安全卡扣数据采集模块：
1）、初始化串口2，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口2数据接收的中断并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、设置定时器，检查智能安全卡扣是否闭合；
安全带报警模块：
1）、初始化串口3，包括波特率、数据位长、停止位、校验位和校验方式；
2）、设置串口3数据接收的中断并定义中断的级别和中断处理函数；
3）、当检测到有人穿戴且智能卡扣没有闭合时，发出报警信息；
4）、 安全带报警模块激活报警装置发出报警信息。
2.根据权利要求1所述的一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，其特征在于，所述智能卡扣通过一个串口发送数据，另外一个的串口接收数据，当信号线路导通时，能够接收到其发送的数据，则该智能卡扣闭合，否则智能卡扣没有闭合。
3.根据权利要求1所述的一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，其特征在于，主控模块为STM32F103VE芯片。
4.根据权利要求1所述的一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，其特征在于，所述柔性传感器的压力区间值为压力数据大于1KG。
5.根据权利要求1所述的一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，其特征在于，控制组件还包括数据发送模块，数据发送模块连接主控模块，并无线连接云平台/远程控制终端。
6.根据权利要求5所述的一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，其特征在于，数据发送模块为GPRS模块。
7.根据权利要求5所述的一种可以检查人员是否穿戴标准的智能安全带，其特征在于，数据发送模块为WiFi模块。
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