CN109674114A - 一种智能化多功能交通安全防护服 - Google Patents

一种智能化多功能交通安全防护服 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种智能化多功能交通安全防护服，用于解决如何警示和提醒驾驶者注意道路上工作或行走的人员，提醒车辆避让，如何计算危险系数并将定位信息及时发送至联系人得到救援及如何判断摔倒情况同时将穿戴者的定位信息发送到救援中心的问题，包括防护服本体及安装在防护服本体上的光导纤维、导光管、激光指示器、感应模块、控制器、电源模块、太阳能模块、危险感知模块、危险警示模块、GPS救援模块、闪光灯和振动马达；该安全防护服，激光指示器发射激光通过导光管投射到光导纤维上，具有警示和提醒驾驶者注意道路上的人员，提醒车辆避让；GPS救援模块实现判断救援状况和发送救援信息，从而及时得到救援。

Description

一种智能化多功能交通安全防护服
技术领域
本发明涉及穿戴的智能交通防护服技术领域，尤其涉及一种智能化多功能交通安全防护服。
背景技术
目前，国内交通路况差，人行道几乎被机动车和非机动车道占用，路上行走越来越不安全。相对于传统交通安全防护服仅靠反光条和色彩进行警示，并不安全，因此，急需开发一种能更有效保障交通安全的防护服，本发明智能化多功能交通安全防护服，实现了交通安全防护服的智能化和多功能化，能够有效地警示、提醒驾驶者和道路上的行走人员，能够有效地保障交通安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能化多功能交通安全防护服。
本发明所要解决的技术问题为：
(1)如何警示和提醒驾驶者注意道路上工作或行走的人员，提醒车辆避让；
(2)如何计算危险系数并将定位信息及时发送至联系人得到救援；
(3)如何判断摔倒情况同时将穿戴者的定位信息发送到救援中心。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种智能化多功能交通安全防护服，包括防护服本体、安装在防护服本体上的光导纤维、导光管、激光指示器、感应模块、控制器、电源模块、太阳能模块、危险感知模块、危险警示模块、GPS救援模块、闪光灯和振动马达；与危险感知模块通信连接的导航模块和云端服务器；
所述光导纤维缠绕在交通防护服的表面上；所述光导纤维通过导光管与激光指示器连接；所述激光指示器用于发射激光；所述激光指示器与控制器电连接；所述感应模块用于检测光线强弱、人体温度和车距；所述感应模块将检测的光照强度、人体温度和车距信息发送至控制器；所述控制器接收感应模块发送的光线强弱、人体温度和车距信息并将信息进行处理，具体处理过程如下：
a：设定检测的光照强度记Lx；人体温度记为K；车距记为S；
b：当Lx<LB；则控制器控制激光指示器工作，其中LB为光照强度预设对比值；
c：当车距S<S1时，控制器将人体温度K和车距S发送至危险感知模块；
所述危险感知模块包括车牌拍摄单元、车牌识别单元、车牌发送单元、接收单元、提醒单元和危险系数计算单元；所述车牌拍摄单元用于拍摄车距S<S1的车辆车牌；车牌拍摄单元将拍摄的车辆车牌信息发送至车牌识别单元；所述车牌识别单元接收车牌拍摄单元采集的车辆车牌信息；所述车牌识别单元用于识别拍摄车辆车牌信息并将其转换为车牌号；所述车辆识别单元将识别的车牌号发送至车牌发送单元；车牌发送单元接收车辆识别单元发送的车牌号并将其发送至云端服务器内；所述云端服务器用于存储车牌号及与车牌号对应的导航模块号码；所述导航模块包括手机导航和车辆GPS导航仪；导航模块号码包括手机导航软件号码和车辆GPS导航仪号码；所述云端服务器接收车牌发送单元发送的车牌号并对车牌号进行识别得到对应的导航模块号码；所述云端服务器将识别的导航模块号码发送至接收单元，所述接收单元接收云端服务器发送的导航模块号码并将其发送至提醒单元，所述提醒单元接收接收单元发送的导航模块号码并向导航模块号码发送提醒指令和控制振动马达工作；所述危险系数计算单元用于计算危险系数，具体计算步骤如下：
步骤一：对人体温度K和车距S设定预设比例系数；
步骤二：设定人体的温度差K-Kb的预设值为J1，车距的倒数的预设值为J2；
步骤三：利用公式获取得到危险系数值W；其中Kb是人体标准体温，取值为37度；体温变化越大，危险系数值W值越大，车距越小，危险系数值W值越大；
步骤四：设定危险对比值K1和K2；其中K1<K2；
步骤五：将危险系数值W与危险对比值K1和K2进行对比，当K1<W<K2，则危险系数计算单元发送警示指令“001”至危险警示模块；当W>K2；则危险系数计算单元发送警示指令“001”至危险警示模块，同时，危险系数计算单元发送人体温度K、车距S和危险系数值W至GPS救援模块内部的分析单元上；
所述危险警示模块用于自动警报和手动警报；所述GPS救援模块用于判断救援状况和发送救援信息。
优选的，所述危险警示模块包括手动报警单元、自动报警单元、危险解除单元和联系人发送单元；手动报警单元用于手动触控报警并将报警指令“001”发送至联系人发送单元；所述自动报警单元用于接收危险系数计算单元发送警示指令“001”并预留警示时间；危险解除单元用于解除自动报警单元的警示指令“001”；所述自动报警单元在预留警示时间内无解除警示指令“001”则将警示指令“001”发送至联系人发送单元；所述联系人发送单元用于接收警示指令“001”并将使用者的定位信息发送至预设紧急联系人手机上。
优选的，所述GPS救援模块包括GPS定位单元、环境监测单元、陀螺仪芯片、加速度计、分析单元和发送单元；所述GPS定位单元用于实时获取位置信息；所述环境监测单元用于监测使用者周围的环境气压、湿度和下雨情况；所述环境监测单元包括气压传感器、雨滴传感器和湿度传感器；气压传感器用于监测使用者周围的气压；所述雨滴传感器用于监测使用者周围的下雨情况；所述湿度传感器用于监测使用者周围的湿度；所述陀螺仪芯片用于检测倾斜时的角速度，加速度计用于检测重力加速度；所述陀螺仪芯片和加速度计将检测的角速度和重力加速度数据发送至分析单元；所述分析单元接收陀螺仪芯片和加速度计发送的角速度和重力加速度数据并进行分析计算，具体计算步骤如下：
S1：设定角速度记为ω；重力加速度记为G；
S2：利用公式SD＝eu*(eω*0.3485+eG*0.4386)获取得到摔倒值SD；其中u为预设干扰因子；
S3：设定摔倒界限值SJ；将摔倒值SD与摔倒界限值SJ进行对比；
S4：当SD>SJ，则判断为摔倒；
S5：分析单元将人体温度K、车距S、危险系数值W参数信息、使用者周围的环境气压、湿度和下雨情况及摔倒情况和定位信息通过发送单元发送至救援中心。
优选的，所述感应模块包括光线感应器、红外传感器和超声波测距传感器；所述光线感应器用于检测光照亮度；红外传感器用于检测交通安全防护服穿戴者的体温；所述超声波测距传感器用于检测安全防护服穿戴者与车辆之间的车距。
优选的，所述太阳能模块用于将太阳能转化成电能为电源模块充电；所述电源模块用于为激光指示器、感应模块、控制器危险感知模块、危险警示模块、GPS救援模块、闪光灯和振动马达供电；所述电源模块包括锂电池、IC保护芯片、充电口、电量检测单元和电量提醒单元；所述IC保护芯片用于保护锂电池放电和充电电路；充电口用于充电线与锂电池连接；电量检测单元用于检测锂电池的剩余电量；电路提醒单元用于电量不足时进行语音提醒。
本发明的有益效果：
(1)利用感应模块检测光照强度、人体温度和车距信息发送至控制器，当Lx<LB；则控制器控制激光指示器工作；激光指示器发射激光通过导光管投射到光导纤维上，从而增加的交通安全防护服亮度，具有警示和提醒驾驶者注意道路上工作或行走的人员，提醒车辆避让；
(2)危险感知模块用于对超声波测距传感器内的车辆进行识别，然后获取车牌对应的导航模块号码，发送提醒指令同时控制振动马达振动，提醒驾驶者和穿戴者；危险警示模块包括手动报警单元、自动报警单元、危险解除单元和联系人发送单元；通过手动报警单元可以在遇到危险时手动报警，通过联系人发送单元发送使用者的定位信息，以便于及时得到联系人的救援；
(3)GPS救援模块用于判断救援状况和发送救援信息；利用公式SD＝eu*(eω*0.3485+eG*0.4386)获取得到摔倒值SD，当SD>SJ，则判断为摔倒，分析单元将人体温度K、车距S、危险系数值W参数信息及摔倒情况和定位信息通过发送单元发送至救援中心，从而使救护人员接收到信息后及时赶到事故地点救治。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种智能化多功能交通安全防护服的原理框图。
图2是本发明的GPS救援模块原理框图。
图3是本发明的危险感知模块获取车牌号码流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示，本发明为一种智能化多功能交通安全防护服，包括防护服本体、安装在防护服本体上的光导纤维、导光管、激光指示器、感应模块、控制器、电源模块、太阳能模块、危险感知模块、危险警示模块、GPS救援模块、闪光灯和振动马达；与危险感知模块通信连接的导航模块和云端服务器；
光导纤维缠绕在交通防护服的表面上；光导纤维通过导光管与激光指示器连接；激光指示器用于发射激光；激光指示器型号为532nm绿色激光器；激光指示器与控制器电连接；感应模块用于检测光线强弱、人体温度和车距；感应模块将检测的光照强度、人体温度和车距信息发送至控制器；控制器接收感应模块发送的光线强弱、人体温度和车距信息并将信息进行处理，具体处理过程如下：
a：设定检测的光照强度记Lx；人体温度记为K；车距记为S；
b：当Lx<LB；则控制器控制激光指示器工作，其中LB为光照强度预设对比值；
c：当车距S<S1时，控制器将人体温度K和车距S发送至危险感知模块；
危险感知模块包括车牌拍摄单元、车牌识别单元、车牌发送单元、接收单元、提醒单元和危险系数计算单元；车牌拍摄单元用于拍摄车距S<S1的车辆车牌；车牌拍摄单元将拍摄的车辆车牌信息发送至车牌识别单元；车牌识别单元接收车牌拍摄单元采集的车辆车牌信息；车牌识别单元用于识别拍摄车辆车牌信息并将其转换为车牌号；车辆识别单元将识别的车牌号发送至车牌发送单元；车牌发送单元接收车辆识别单元发送的车牌号并将其发送至云端服务器内；云端服务器用于存储车牌号及与车牌号对应的导航模块号码；导航模块包括手机导航和车辆GPS导航仪；导航模块号码包括手机导航软件号码和车辆GPS导航仪号码；云端服务器接收车牌发送单元发送的车牌号并对车牌号进行识别得到对应的导航模块号码；云端服务器将识别的导航模块号码发送至接收单元，接收单元接收云端服务器发送的导航模块号码并将其发送至提醒单元，提醒单元接收接收单元发送的导航模块号码并向导航模块号码发送提醒指令和控制振动马达工作；振动马达型号为C0834B002F；危险系数计算单元用于计算危险系数，具体计算步骤如下：
步骤一：对人体温度K和车距S设定预设比例系数；
步骤二：设定人体的温度差K-Kb的预设值为J1，车距的倒数的预设值为J2；
步骤三：利用公式获取得到危险系数值W；其中Kb是人体标准体温，取值为37度；体温变化越大，危险系数值W值越大，车距越小，危险系数值W值越大；
步骤四：设定危险对比值K1和K2；其中K1<K2；
步骤五：将危险系数值W与危险对比值K1和K2进行对比，当K1<W<K2，则危险系数计算单元发送警示指令“001”至危险警示模块；当W>K2；则危险系数计算单元发送警示指令“001”至危险警示模块，同时，危险系数计算单元发送人体温度K、车距S和危险系数值W至GPS救援模块内部的分析单元上；
危险警示模块用于自动警报和手动警报；GPS救援模块用于判断救援状况和发送救援信息；
危险警示模块包括手动报警单元、自动报警单元、危险解除单元和联系人发送单元；手动报警单元用于手动触控报警并将报警指令“001”发送至联系人发送单元；自动报警单元用于接收危险系数计算单元发送警示指令“001”并预留警示时间；危险解除单元用于解除自动报警单元的警示指令“001”；自动报警单元在预留警示时间内无解除警示指令“001”则将警示指令“001”发送至联系人发送单元；联系人发送单元用于接收警示指令“001”并将使用者的定位信息发送至预设紧急联系人手机上；
GPS救援模块包括GPS定位单元、环境监测单元、陀螺仪芯片、加速度计、分析单元和发送单元；GPS定位单元用于实时获取位置信息；环境监测单元用于监测使用者周围的环境气压、湿度和下雨情况；环境监测单元包括、雨滴传感器和湿度传感器；气压传感器用于监测使用者周围的气压；气压传感器型号为MS5607-02BA；雨滴传感器用于监测使用者周围的下雨情况；雨滴传感器型号为MLX75308湿度传感器用于监测使用者周围的湿度；湿度传感器型号为HM1500LF；陀螺仪芯片用于检测倾斜时的角速度，加速度计用于检测重力加速度；陀螺仪芯片和加速度计将检测的角速度和重力加速度数据发送至分析单元；分析单元接收陀螺仪芯片和加速度计发送的角速度和重力加速度数据并进行分析计算，具体计算步骤如下：
S1：设定角速度记为ω；重力加速度记为G；
S2：利用公式SD＝eu*(eω*0.3485+eG*0.4386)获取得到摔倒值SD；其中u为预设干扰因子；
S3：设定摔倒界限值SJ；将摔倒值SD与摔倒界限值SJ进行对比；
S4：当SD>SJ，则判断为摔倒；
S5：分析单元将人体温度K、车距S、危险系数值W参数信息、使用者周围的环境气压、湿度和下雨情况及摔倒情况和定位信息通过发送单元发送至救援中心；通过监测人体温度K、环境气压、湿度和下雨情况及摔倒情况方便救援人员根据了解使用者的基本情况并作出相应的准备；
感应模块包括光线感应器、红外传感器和超声波测距传感器；光线感应器用于检测光照亮度；光线感应器为E72光线感应器；红外传感器用于检测交通安全防护服穿戴者的体温；红外传感器型号为LHI878热释电红外传感器；超声波测距传感器用于检测安全防护服穿戴者与车辆之间的车距；超声波测距传感器型号为HT22E100TR-1；超声波测距传感器采用时间差距法，超声波发射超声波，在发射时刻的同事开始计时，超声波在空气中传播，碰到车辆后立即返回来，超声波接收器接收到发射波就立即停止计时，超声波在空气中的传播速度为340m/s；S＝340t/2即可获得安全防护服穿戴者与车辆之间的车距；
太阳能模块用于将太阳能转化成电能为电源模块充电；电源模块用于为激光指示器、感应模块、控制器危险感知模块、危险警示模块、GPS救援模块、闪光灯和振动马达供电；闪光灯型号为1210贴片发光二极管；电源模块包括锂电池、IC保护芯片、充电口、电量检测单元和电量提醒单元；锂电池的型号为804030聚合物锂电池；IC保护芯片用于保护锂电池放电和充电电路；充电口用于充电线与锂电池连接；电量检测单元用于检测锂电池的剩余电量；电路提醒单元用于电量不足时进行语音提醒；
如图3所示，车辆拍摄单元拍摄车牌发送至车辆识别单元，车辆识别单元识别出车牌号；车牌发送单元将识别的车牌号发送至云端服务器，车牌车主可以通过手机上传与车牌绑定的手机导航APP号码或车辆GPS导航仪号码；接收单元接收云端服务器发送的与车牌对应的号码，获取到与车牌对应的号码后，提醒单元向该车牌对应的号码发送提醒指令；手机导航APP或车辆GPS导航仪接收提醒指令，进行语音播报，提醒开车人注意。
本发明的工作原理：利用感应模块检测光照强度、人体温度和车距信息发送至控制器，当Lx<LB；则控制器控制激光指示器工作；激光指示器发射激光通过导光管投射到光导纤维上，从而增加的交通安全防护服亮度，具有警示和提醒驾驶者注意道路上工作或行走的人员，提醒车辆避让；危险感知模块用于对超声波测距传感器内的车辆进行识别，然后获取车牌对应的导航模块号码，发送提醒指令同时控制振动马达振动，提醒驾驶者和穿戴者；危险警示模块包括手动报警单元、自动报警单元、危险解除单元和联系人发送单元；通过手动报警单元可以在遇到危险时手动报警，通过联系人发送单元发送使用者的定位信息，以便于及时得到联系人的救援，GPS救援模块用于判断救援状况和发送救援信息；利用公式SD＝eu*(eω*0.3485+eG*0.4386)获取得到摔倒值SD，当SD>SJ，则判断为摔倒，分析单元将人体温度K、车距S、危险系数值W参数信息、使用者周围的环境气压、湿度和下雨情况及摔倒情况和定位信息通过发送单元发送至救援中心，从而使救护人员接收到信息后立即赶到事故地点救治。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种智能化多功能交通安全防护服，其特征在于，包括防护服本体、安装在防护服本体上的光导纤维、导光管、激光指示器、感应模块、控制器、电源模块、太阳能模块、危险感知模块、危险警示模块、GPS救援模块、闪光灯和振动马达；与危险感知模块通信连接的导航模块和云端服务器；
所述光导纤维缠绕在交通防护服的表面上；所述光导纤维通过导光管与激光指示器连接；所述激光指示器用于发射激光；所述激光指示器与控制器电连接；所述传感器用于检测光线强弱、人体温度和车距；所述传感器将检测的光照强度、人体温度和车距信息发送至控制器；所述控制器接收传感器发送的光线强弱、人体温度和车距信息并将信息进行处理，具体处理过程如下：
a：设定检测的光照强度记Lx；人体温度记为K；车距记为S；
b：当Lx<LB；则控制器控制激光指示器工作，其中LB为光照强度预设对比值；
c：当车距S<S1时，控制器将人体温度K和车距S发送至危险感知模块；
所述危险感知模块包括车牌拍摄单元、车牌识别单元、车牌发送单元、接收单元、提醒单元和危险系数计算单元；所述车牌拍摄单元用于拍摄车距S<S1的车辆车牌；车牌拍摄单元将拍摄的车辆车牌信息发送至车牌识别单元；所述车牌识别单元接收车牌拍摄单元采集的车辆车牌信息；所述车牌识别单元用于识别拍摄车辆车牌信息并将其转换为车牌号；所述车辆识别单元将识别的车牌号发送至车牌发送单元；车牌发送单元接收车辆识别单元发送的车牌号并将其发送至云端服务器内；所述云端服务器用于存储车牌号及与车牌号对应的导航模块号码；所述导航模块包括手机导航和车辆GPS导航仪；导航模块号码包括手机导航软件号码和车辆GPS导航仪号码；所述云端服务器接收车牌发送单元发送的车牌号并对车牌号进行识别得到对应的导航模块号码；所述云端服务器将识别的导航模块号码发送至接收单元，所述接收单元接收云端服务器发送的导航模块号码并将其发送至提醒单元，所述提醒单元接收接收单元发送的导航模块号码并向导航模块号码发送提醒指令和控制振动马达工作；所述危险系数计算单元用于计算危险系数，具体计算步骤如下：
步骤一：对人体温度K和车距S设定预设比例系数；
步骤二：设定人体的温度差K-Kb的预设值为J1，车距的倒数的预设值为J2；
步骤三：利用公式获取得到危险系数值W；其中Kb是人体标准体温，取值为37度；体温变化越大，危险系数值W值越大，车距越小，危险系数值W值越大；
步骤四：设定危险对比值K1和K2；其中K1<K2；
步骤五：将危险系数值W与危险对比值K1和K2进行对比，当K1<W<K2，则危险系数计算单元发送警示指令“001”至危险警示模块；当W>K2；则危险系数计算单元发送警示指令“001”至危险警示模块，同时，危险系数计算单元发送人体温度K、车距S和危险系数值W至GPS救援模块内部的分析单元上；
所述危险警示模块用于自动警报和手动警报；所述GPS救援模块用于判断救援状况和发送救援信息。
2.根据权利要求1所述的一种智能化多功能交通安全防护服，其特征在于，所述危险警示模块包括手动报警单元、自动报警单元、危险解除单元和联系人发送单元；手动报警单元用于手动触控报警并将报警指令“001”发送至联系人发送单元；所述自动报警单元用于接收危险系数计算单元发送警示指令“001”并预留警示时间；危险解除单元用于解除自动报警单元的警示指令“001”；所述自动报警单元在预留警示时间内无解除警示指令“001”则将警示指令“001”发送至联系人发送单元；所述联系人发送单元用于接收警示指令“001”并将使用者的定位信息发送至预设紧急联系人手机上。
3.根据权利要求1所述的一种智能化多功能交通安全防护服，其特征在于，所述GPS救援模块包括GPS定位单元、环境监测单元、陀螺仪芯片、加速度计、分析单元和发送单元；所述GPS定位单元用于实时获取位置信息；所述环境监测单元用于监测使用者周围的环境气压、湿度和下雨情况；所述环境监测单元包括气压传感器、雨滴传感器和湿度传感器；气压传感器用于监测使用者周围的气压；所述雨滴传感器用于监测使用者周围的下雨情况；所述湿度传感器用于监测使用者周围的湿度；所述陀螺仪芯片用于检测倾斜时的角速度，加速度计用于检测重力加速度；所述陀螺仪芯片和加速度计将检测的角速度和重力加速度数据发送至分析单元；所述分析单元接收陀螺仪芯片和加速度计发送的角速度和重力加速度数据并进行分析计算，具体计算步骤如下：
S1：设定角速度记为ω；重力加速度记为G；
S2：利用公式SD＝eu*(eω*0.3485+eG*0.4386)获取得到摔倒值SD；其中u为预设干扰因子；
S3：设定摔倒界限值SJ；将摔倒值SD与摔倒界限值SJ进行对比；
S4：当SD>SJ，则判断为摔倒；
S5：分析单元将人体温度K、车距S、危险系数值W参数信息、使用者周围的环境气压、湿度和下雨情况及摔倒情况和定位信息通过发送单元发送至救援中心。
4.根据权利要求1所述的一种智能化多功能交通安全防护服，其特征在于，所述感应模块包括光线感应器、红外传感器和超声波测距传感器；所述光线感应器用于检测光照亮度；红外传感器用于检测交通安全防护服穿戴者的体温；所述超声波测距传感器用于检测安全防护服穿戴者与车辆之间的车距。
5.根据权利要求1所述的一种智能化多功能交通安全防护服，其特征在于，所述太阳能模块用于将太阳能转化成电能为电源模块充电；所述电源模块用于为激光指示器、感应模块、控制器危险感知模块、危险警示模块、GPS救援模块、闪光灯和振动马达供电；所述电源模块包括锂电池、IC保护芯片、充电口、电量检测单元和电量提醒单元；所述IC保护芯片用于保护锂电池放电和充电电路；充电口用于充电线与锂电池连接；电量检测单元用于检测锂电池的剩余电量；电路提醒单元用于电量不足时进行语音提醒。
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