CN109770863A - 适用于高温高湿场所下人员安全监督手环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于高温高湿场所下人员安全监督手环，包括手环的结构、手环的功能和手环的具体实施方式三部分内容。其功能包括人体生理状态的监测、环境温湿度及污染物浓度监测，针对高温高湿环境场所的特殊性增加了监测内容。此外，手环涉及语音播报及报警功能，根据佩戴者心率值以及劳动时间判断其健康状态并发挥提醒与警报作用，是一种兼具安全监督与健康状态监督的可穿戴设备。为预防高温高湿场所下安全事故的发生提供了一种实施方式，设备简单，方便携带，有很高的作用价值。

Description

适用于高温高湿场所下人员安全监督手环

技术领域

本发明涉及根据心率监测人体安全及具有休息与补水提醒功能的可穿戴设备，尤其涉及一种适用于高温高湿场所下人员安全监督手环。

背景技术

与运动相关的可穿戴手环最早为2009诞生的Fitbit，该产品将互联网技术与传统的计步器结合，开启了可穿戴运动健身类设备的时代。随后可穿戴手环在体育，医疗行业掀起了热潮。而在这些领域中的可穿戴手环的主要功能为对佩戴者计步、测量心率、运动强度、睡眠状态监测等。而对于高温高湿场所下作业的工人，他们的心率、体温等生理参数相较其它环境下的人员普遍较高，更容易引起热致疾病及生理参数失调，身体健康存在的安全隐患也更高，而现有的智能手环并不能为此类特殊环境下作业的工人安全提供针对性的安全监督，因此要根本上缓解和预防高温高湿环境下安全事故的发生，保障高温作业者的健康安全，还需针对性的设计一种可佩戴式手环，监测其劳动健康水平。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺陷，提供一种可以监测人体在高温高湿环境下的生理健康安全、方便携带的适用于高温高湿场所下人员安全监督手环。

实现本发明方法采用的技术方案是：

适用于高温高湿场所下人员安全监督手环，包括具有空腔的手环控制盘及与手环控制盘相连的手环腕带，所述的手环腕带与手环控制盘一侧可拆卸连接；

在所述的手环腕带内设置有生理信息采集部件，生理信息采集部件包括用于采集佩戴者心率的贴附式电子脉搏计、用于采集皮肤温度的皮肤温度传感器以及用于采集皮肤湿润度的皮肤湿度传感器；

在所述的手环控制盘表面上分别安装有一个语音播报器，一个环境检测装置、LED显示屏以及紧急呼救按钮,所述的环境检测装置包括采集环境温度与湿度的温湿度采集器和检测空气污染物浓度的一氧化碳检测仪；

在所述的手环控制盘的空腔内分别安装有数据处理器、充电锂电池、体动记录仪、wifi无线网卡、GPS定位芯片和震动器；

所述的充电锂电池分别与语音播报器、LED显示屏、生理信息采集部件、环境检测装置以及数据处理器相连，用于提供直流电；

所述的语音播报器、贴附式电子脉搏计、皮肤温度传感器、皮肤湿度传感器、温湿度采集器、一氧化碳检测仪和体动记录仪分别通过控制线与数据处理器相连；

所述的语音播报器用于接受数据处理器输出的提示信号，对佩戴者分别做危险提示或健康提示；

所述的温湿度采集器以及一氧化碳检测仪分别将采集的环境温度与湿度以及检测的空气污染物浓度信息输出至数据处理器以及LED显示屏；

所述的体动记录仪由三轴加速度传感器与计时器组成，用于采集佩戴者的劳动强度与劳动时间并将信息输出至数据处理器以及LED显示屏；

所述的LED显示屏与体动记录仪、温湿度采集器、一氧化碳检测仪以及数据处理器相连，用于接受并显示体动记录仪输出的佩戴者运动强度和实时劳动时间、温湿度采集器输出的环境温度和湿度、一氧化碳检测仪输出的污染物浓度以及数据处理器输出的心率、皮肤温度和皮肤湿润度；

所述的紧急呼救按钮以及GPS定位芯片分别与信息监测终端通过wifi无线网卡进行wifi无线通信信号传输，并将GPS定位信号发送到信息监测终端；

所述的数据处理器用于读取环境检测装置输出的实时环境温湿度信号、一氧化碳检测仪输出的空气污染物浓度、体动记录仪输出的劳动强度信号以及劳动时间信号和生理信息采集部件输出的佩戴者心率数值信号、皮肤温度信号和皮肤湿润度信号并将读取的信号通过wifi无线通信信号实时输出至信息监测终端；所述的数据处理器根据读取的实时佩戴者心率数值信号判断劳动者是否在安全域，如果在安全域内，则继续采集佩戴者心率信号数据，并将体动记录仪输出的劳动时间信号与安全劳动时间比较，若超过安全劳动时间，则输出健康提示信号给语音播报器进行休息与补水提示，同时通过wifi无线通信信号将提示信息实时输出至信息监测终端；如果不在安全域内，则输出启动控制信号给震动器使震动器震动报警，同时发送危险指令信号给语音播报器进行危险语音提示，并通过wifi无线通信信号将提示信息实时输出至信息监测终端。

本发明的有益效果是：可以监测人体在高温高湿环境下的生理健康安全，科学的对佩戴者做休息及补水提示，降低高温作业下的热疾病及因疲劳导致的危险发生，为安全监督，提供了一种可量化的实施方式。为安全管理的优化，提供了保证。

附图说明

图1是本发明的适用于高温高湿场所下人员安全监督手环的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。

如附图所示的本发明的适用于高温高湿场所下人员安全监督手环，包括具有空腔的手环控制盘及与手环控制盘相连的手环腕带，所述的手环腕带与手环控制盘一侧可拆卸连接。

在所述的手环腕带内设置有生理信息采集部件5，生理信息采集部件包括用于采集佩戴者心率的贴附式电子脉搏计、用于采集皮肤温度的皮肤温度传感器以及用于采集皮肤湿润度的皮肤湿度传感器。

在所述的手环控制盘表面上分别安装有一个语音播报器2，一个环境检测装置8、LED显示屏3以及紧急呼救按钮4,所述的环境检测装置包括采集环境温度与湿度的温湿度采集器和检测空气污染物浓度的一氧化碳检测仪(同时能够检测其他多种有毒气体)。优选的环境检测装置安装于手环表盘外侧凸起的凹槽内，以避免检测时受汗液挥发的干扰。

在所述的手环控制盘的空腔内分别安装有数据处理器、充电锂电池、体动记录仪、wifi无线网卡、GPS定位芯片和震动器。

所述的充电锂电池分别与语音播报器、LED显示屏、生理信息采集部件、环境检测装置、体动记录仪以及数据处理器相连，用于提供直流电。

所述的语音播报器2、贴附式电子脉搏计、皮肤温度传感器、皮肤湿度传感器、温湿度采集器、一氧化碳检测仪和体动记录仪分别通过控制线与数据处理器相连。

所述的语音播报器2用于接受数据处理器输出的提示信号，对佩戴者分别做危险提示或健康提示。其中接受的危险提示信号指佩戴者心率数据超出安全域的信号，当进行危险语音提示时，为防止环境噪音的干扰，所述的数据处理器同时向震动器输出控制信号，震动器同时作用，以引起劳动者注意；健康提示信号为佩戴者超出健康劳动时间发出的提示信号；

所述的温湿度采集器以及一氧化碳检测仪分别将采集的环境温度与湿度以及检测的空气污染物浓度信息输出至数据处理器以及LED显示屏。

所述的体动记录仪由三轴加速度传感器与计时器组成，用于采集佩戴者的劳动强度(如手臂摆动频率及摆动幅度等)与劳动时间(根据劳动强度大于等于II级时持续的时间)。并将信息输出至数据处理器以及LED显示屏。

所述的LED显示屏3与体动记录仪、温湿度采集器、一氧化碳检测仪以及数据处理器相连，用于接受并显示体动记录仪输出的佩戴者运动强度和实时劳动时间、温湿度采集器输出的环境温度和湿度、一氧化碳检测仪输出的污染物浓度以及数据处理器输出的心率、皮肤温度和皮肤湿润度。

所述的紧急呼救按钮4以及GPS定位芯片分别与信息监测终端(安全监督部门)通过wifi无线网卡进行wifi无线通信信号传输，方便佩戴者主动发出呼救信号，并将GPS定位信号发送到信息监测终端，方便救助，保障作业人员安全。

所述的数据处理器用于读取环境检测装置输出的实时环境温湿度信号、一氧化碳检测仪输出的空气污染物浓度、体动记录仪输出的劳动强度信号以及劳动时间信号和生理信息采集部件输出的佩戴者心率数值信号、皮肤温度信号和皮肤湿润度信号并将读取的信号通过wifi无线通信信号实时输出至信息监测终端；所述的数据处理器根据读取的实时佩戴者心率数值信号判断劳动者是否在安全域(心率安全域值可参考Moran D S,Shitzer A,Pandolf K B.A physiological strain index to evaluate heat stress[J].AmericanJournal of Physiology-Regulatory,Integrative and Comparative Physiology,1998,275(1):R129-134.)，如果在安全域内，则继续采集佩戴者心率信号数据，并将体动记录仪输出的劳动时间信号与安全劳动时间比较，若超过安全劳动时间，则输出健康提示信号给语音播报器进行休息与补水提示，防止手环佩戴者无意识的持续工作引发危险，同时通过wifi无线通信信号将提示信息实时输出至信息监测终端；如果不在安全域内，则输出启动控制信号给震动器使震动器震动报警，同时发送危险指令信号给语音播报器进行危险语音提示，并通过wifi无线通信信号将提示信息实时输出至信息监测终端，便于终端安全监督部门对手环佩戴者的信息读取与健康监督。

作为本发明的一种实施方式，安全劳动时间根据实时环境温湿度信号、劳动强度信号判断劳动者是否超过安全劳动时间，采用的方法是通过正交匹配追踪算法，对数据处理器接收到的环境温湿度、劳动强度数据匹配下的安全劳动时间(该安全劳动时间值可参考论文：郑国忠.高温高湿环境下相关人群的生理应激响应研究[D].天津大学,2013.)与接收到的体动记录仪输出的劳动时间数据比较，若佩戴者劳动时间小于安全劳动时间值则认为健康。

Claims (3)

1.适用于高温高湿场所下人员安全监督手环，其特征在于：包括具有空腔的手环控制盘及与手环控制盘相连的手环腕带，所述的手环腕带与手环控制盘一侧可拆卸连接；

在所述的手环腕带内设置有生理信息采集部件，生理信息采集部件包括用于采集佩戴者心率的贴附式电子脉搏计、用于采集皮肤温度的皮肤温度传感器以及用于采集皮肤湿润度的皮肤湿度传感器；

在所述的手环控制盘表面上分别安装有一个语音播报器，一个环境检测装置、LED显示屏以及紧急呼救按钮,所述的环境检测装置包括采集环境温度与湿度的温湿度采集器和检测空气污染物浓度的一氧化碳检测仪；

在所述的手环控制盘的空腔内分别安装有数据处理器、充电锂电池、体动记录仪、wifi无线网卡、GPS定位芯片和震动器；

所述的充电锂电池分别与语音播报器、LED显示屏、生理信息采集部件、环境检测装置以及数据处理器相连，用于提供直流电；

所述的语音播报器、贴附式电子脉搏计、皮肤温度传感器、皮肤湿度传感器、温湿度采集器、一氧化碳检测仪和体动记录仪分别通过控制线与数据处理器相连；

所述的语音播报器用于接受数据处理器输出的提示信号，对佩戴者分别做危险提示或健康提示；

所述的温湿度采集器以及一氧化碳检测仪分别将采集的环境温度与湿度以及检测的空气污染物浓度信息输出至数据处理器以及LED显示屏；

所述的体动记录仪由三轴加速度传感器与计时器组成，用于采集佩戴者的劳动强度与劳动时间并将信息输出至数据处理器以及LED显示屏；

所述的LED显示屏与体动记录仪、温湿度采集器、一氧化碳检测仪以及数据处理器相连，用于接受并显示体动记录仪输出的佩戴者运动强度和实时劳动时间、温湿度采集器输出的环境温度和湿度、一氧化碳检测仪输出的污染物浓度以及数据处理器输出的心率、皮肤温度和皮肤湿润度；

所述的紧急呼救按钮以及GPS定位芯片分别与信息监测终端通过wifi无线网卡进行wifi无线通信信号传输，并将GPS定位信号发送到信息监测终端；

所述的数据处理器用于读取环境检测装置输出的实时环境温湿度信号、一氧化碳检测仪输出的空气污染物浓度、体动记录仪输出的劳动强度信号以及劳动时间信号和生理信息采集部件输出的佩戴者心率数值信号、皮肤温度信号和皮肤湿润度信号并将读取的信号通过wifi无线通信信号实时输出至信息监测终端；所述的数据处理器根据读取的实时佩戴者心率数值信号判断劳动者是否在安全域，如果在安全域内，则继续采集佩戴者心率信号数据，并将体动记录仪输出的劳动时间信号与安全劳动时间比较，若超过安全劳动时间，则输出健康提示信号给语音播报器进行休息与补水提示，同时通过wifi无线通信信号将提示信息实时输出至信息监测终端；如果不在安全域内，则输出启动控制信号给震动器使震动器震动报警，同时发送危险指令信号给语音播报器进行危险语音提示，并通过wifi无线通信信号将提示信息实时输出至信息监测终端。

2.根据权利要求1所述的适用于高温高湿场所下人员安全监督手环，其特征在于：所述的环境检测装置安装于手环表盘外侧凸起的凹槽内。

3.根据权利要求1或者2所述的适用于高温高湿场所下人员安全监督手环，其特征在于：判断劳动者是否超过安全劳动时间，采用的方法是通过正交匹配追踪算法，对数据处理器接收到的环境温湿度、劳动强度数据匹配下的安全劳动时间与接收到的体动记录仪输出的劳动时间数据比较，若佩戴者劳动时间小于安全劳动时间值则认为健康。