CN110570074A - 一种基于iBeacon的安全教育智慧语音系统 - Google Patents

一种基于iBeacon的安全教育智慧语音系统 Download PDF

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Abstract

一种基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，涉及建筑工程领域，在多个安全教育点设置iBeacon模块，由第一类人员将安全教育点与iBeacon模块绑定并生成相应的安全教育信息，将安全教育信息上传至云服务器，第二类人员进入iBeacon模块覆盖的信号范围后，安全教育模块自动接收iBeacon模块广播的三元组信息，并将解析后的三元组信息发送至云服务器以获取相应的安全教育信息，第二类人员通过安全教育模块获取该安全教育信息，其中，云服务器记录安全教育信息的获取记录以便后台管理人员查看。本发明降低安全教育培训成本，提高培训灵活度、参与度以及教育效果，培训数据电子化方便后台管理人员掌握人员培训情况。

Description

一种基于iBeacon的安全教育智慧语音系统
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域，具体来讲，涉及一种利用信息化技术进行建筑工程安全教育的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统。
背景技术
由于建筑业的快速发展及其自身施工的流动性、产品的单体性和建筑种类的多样性等特点，建筑施工过程中的安全风险大，安全生产的不确定性更大。传统施工安全教育主要采用项目管理人员讲授课和观看安全教育影像资料的方式。这种课堂宣讲教育方式需花费大量时间集齐所有工人，且无法保证每次培训时所有工人都能够到场。课堂宣教式培训频次低，工人参与度低，学习积极性差。传统安全教育存在教育方式单一、时间成本偏高、参与度低、教育效果不佳等问题亟待解决。
现有的安全教育信息化技术主要依赖于WiFi网络环境，需要在施工工地搭设无线局域网。但因工地环境复杂，网络环境难以保障，尤其是地下室和超高层部分区域无法收到运营商信号，且建设网络环境需要大量费用。这些因素都导致了信息化技术无法大范围推广应用。
综上，现有技术中存在下述几个问题：
1、传统安全教育存在教育方式单一、时间成本高、参与度低、教育效果差的问题；
2、安全教育内容主要依据个人经验，没有有效的数据支撑的问题；
3、施工工地网络环境差，现有的信息化技术手段无法实现离线式安全教育的问题；
4、施工工地环境恶劣，多为临时用电，无法为固定式喇叭提供稳定电源以便开展被动式安全教育的问题。
BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低能耗)4.0协议不同于传统蓝牙4.0协议。该协议具有快速搜索、快速连接、超低功耗保持连接和传输数据等优点。主要应用于实时性要求较高，但数据速率比低的产品。
iBeacon是基于地理位置的微定位技术，使用BLE 4.0协议，其通信数据主要由UUID(Universally Unique Identifier，通用唯一识别码)、Major、Minor、Proximity、Accuracy、Rssi组成，含义分别是设备的唯一ID(Identity document，身份标识)、主要区域标识、次要区域标识、表示距离的属性(无数据、10cm以内、1m以内、1m以外)、相对距离、信号强度。其工作原理及方式是：iBeacon以一定的时间间隔向外发布广播数据包，智能终端接收并反馈信号，实现信息交互。每个iBeacon的唯一标识符由UUID、Major、Minor组成。用户可以在未打开APP的情况下(APP被开启过，且蓝牙处于开启状态)，收到iBeacon设备广播信息，并短暂激活该APP执行一些方法。APP可根据iBeacon设备的信号强度，确定用户当前的状态(进入、持续监听、离开)，进而做出不同响应。
iBeacon相较与传统蓝牙技术的区别是：
1、无需配对，每次交互前不需要配对连接操作；
2、定位精准，传统蓝牙传输距离为0.1m-10m，而iBeacon可支持0.01m-50m；
3、极低的运行和待机功耗，依靠一颗微型纽扣电池即可持续发送信号两年左右。
因而，目前已经有越来越多的手机等移动终端开始支持蓝牙4.0和普及iBeacon应用。也正是因为这些优点，为本发明的应用提供了可能。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于采取一种基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，通过软件流程和iBeacon模块，帮助建筑工地安全员、施工人员及安全管理等相关角色进行移动智能安全教育，解决现有的工地安全教育工作存在的教育方式单一、时间成本高、参与度低、教育效果差的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，包括：
多个iBeacon模块，每个所述iBeacon模块分别部署在施工区域内具有安全风险的安全教育点，用于负责对外广播三元组的信号；
配置模块，连接多个所述iBeacon模块，用于提供给第一类人员将所述安全教育点和相应的所述iBeacon模块进行绑定，并生成对应所述安全教育点的安全教育信息并输出；
云服务器，连接所述配置模块，用于接收并存储所述安全教育信息，以及用于记录并存储所述安全教育信息的获取记录；
安全教育模块，连接所述云服务器，所述安全教育模块进入任意一所述安全教育点的所述iBeacon模块的信号覆盖范围时，所述安全教育模块内置的处于开启状态的蓝牙自动与所述iBeacon模块连接并接收所述iBeacon模块发送的三元组信息，所述安全教育模块对所述三元组信息进行解析并将解析后的所述三元组信息发送至所述云服务器，以获取绑定的安全教育信息，并通过语音输出。
在上述技术方案的基础上，所述安全教育模块还用于记录所述第二类人员对所述安全教育信息的学习记录并生成相应的学习积分，以及用于发送所述学习积分至所述云服务器。
在上述技术方案的基础上，所述基于iBeacon安全教育智慧语音系统还包括：
拍照记录模块，连接所述云服务器，用于录入所述第二类人员的安全学习照片，以及用于将所述安全学习照片、文字描述以及相应的电子签名进行绑定生成学习照片信息，以及用于发送所述学习照片信息至所述云服务器。
在上述技术方案的基础上，所述基于iBeacon安全教育智慧语音系统还包括：
表格生成模块，连接所述云服务器，用于自动生成所述第二类人员的安全学习表格，以及用于将所述安全学习表格和相应的电子签名进行绑定生成安全教育记录表，以及用于将所述安全教育记录表存储为PDF格式保存至本地，并发送至所述云服务器。
在上述技术方案的基础上，所述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
知识问答模块，用于提供给所述第二类用户在预定时间根据预定题目进行安全知识答题得到答题记录，以及用于发送所述答题记录至所述云服务器。
在上述技术方案的基础上，所述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
云平台管理模块，连接所述云服务器，用于提供给第一类人员对所述第一类人员和所述第二类人员的账号权限进行基于预设的劳动人员花名册的管理操作；
所述第一类人员和所述第二类人员根据所述账号权限登录所述安全教育智慧语音系统并进行数据传输。
在上述技术方案的基础上，所述配置模块内置有多个教育模板，所述配置模块还用于提供给所述第一类人员任选一所述教育模板，并基于所述教育模板输入安全教育内容，以生成所述安全教育信息。
在上述技术方案的基础上，所述云服务器利用分布式存储技术进行数据存储和分析；
所述分布式存储技术采用的分布式计算架构包括Hadoop分布式计算架构和Spark分布式计算架构。
在上述技术方案的基础上，所述云服务器还用于对所有安全教育点的安全教育信息进行统计分析，以获得关联于每个所述安全教育点的项目类型、项目阶段、安全风险类型以及安全风险概率，并生成相应的分析图表。
在上述技术方案的基础上，所述云服务器还用于根据所述分析图表生成每个项目在每个阶段的安全风险的趋势预测报表。
本发明的有益效果在于：
现场办公，通过配置模块在施工区域具有安全风险的安全教育点部署iBeacon模块，将对应安全教育点的安全教育内容与iBeacon模块绑定，为安全员打造移动工作平台,使安全员走出办公室，在施工现场识别危险源、标记风险，提高工作效率,避免安全隐患的遗漏；
化整为零，通过设置安全教育模块，使持有内置安全教育模块的具有蓝牙功能的移动终端的工人进入iBeacon模块信号覆盖范围后，自动接收对应iBeacon模块的安全教育内容，让安全教育走出会议室在施工现场实时发生,将集中式的安全教育转变为更有针对性的现场教育；
全员安全教育，通过配置模块，安全员和现场管理人员能够对施工区域的安全教育点进行安全教育信息的配置，通过iBeacon模块和安全教育模块，工人可以在劳务班组长的带领下在各个安全教育点进行安全学习，将施工现场安全教育工作由安全员一个人，扩大到项目部每个现场管理人员及工人，强化劳务班组长带领工人学习，帮助安全员了解劳务班组长进行安全教育的情况，提高现场安全巡查针对性。
附图说明
图1为本发明实施例基于iBeacon的安全教育智慧语音系统的系统结构示意图。
附图标记：
iBeacon模块1，配置模块2，安全教育模块3，拍照记录模块4，表格生成模块5，知识问答模块6，云服务器7，云平台管理模块8。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明涉及物联网、云计算等多种技术，利用信息化技术进行建筑工程安全教育的方法，特别是公开一种基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，应用于建筑工程领域，如图1所示，包括：与配置模块2连接的多个iBeacon模块1，与云服务器7连接的配置模块2、安全教育模块3、拍照记录模块4、表格生成模块5、知识问答模块6、云平台管理模块8，其中，安全教育模块3、拍照记录模块4、表格生成模块5、知识问答模块6集成于同一移动终端，例如在移动终端中添加安全教育智慧语音系统APP，安全教育智慧语音系统APP包括安全教育模块3、拍照记录模块4、表格生成模块5、知识问答模块6。配置模块2也可集成于上述移动终端，例如安全教育智慧语音系统APP还可以包括配置模块2。
多个iBeacon模块1，每个上述iBeacon模块1分别部署在施工区域内具有安全风险的安全教育点，用于负责对外广播三元组的信号；
配置模块2，连接多个上述iBeacon模块1，用于提供给第一类人员将上述安全教育点和相应的上述iBeacon模块1进行绑定，并生成对应上述安全教育点的安全教育信息并输出；
云服务器7，连接上述配置模块2，用于接收并存储上述安全教育信息，以及用于记录并存储上述安全教育信息的获取记录；
安全教育模块3，连接上述云服务器7，上述安全教育模块3进入任意一上述安全教育点的上述iBeacon模块1的信号覆盖范围时，上述安全教育模块3内置的处于开启状态的蓝牙自动与上述iBeacon模块1连接并接收上述iBeacon模块1发送的三元组信息，上述安全教育模块3对上述三元组信息进行解析并将解析后的上述三元组信息发送至上述云服务器7，以获取绑定的安全教育信息并通过语音进行输出，只要第二类人员携带具有安全教育模块3的终端进入iBeacon模块1的信号覆盖范围，即可通过上述安全教育模块3获取上述安全教育信息。
在本实施例中，第一类人员为建筑工地的安全员或劳务班长或现场管理人员等施工安全负责人，第二类人员为建筑工地的施工人员。
上述配置模块2和上述安全教育模块3可集成于同一移动终端，例如内置有安全教育智慧语音系统APP的具有蓝牙功能的手机，该安全教育智慧语音系统APP中包含上述配置模块2和上述安全教育模块3，且该安全教育智慧语音系统APP可与云平台通信连接，第一类人员和第二类人员可通过各自的账号登录该安全教育智慧语音系统APP并获取与自身账号权限相对应的系统功能。
安全员在施工现场巡查时，在施工区域识别危险源，当发现未解决的安全风险隐患或涉及安全操作规程的作业，如未固定的较大洞口、附着式顶升平台、钢筋加工棚等区域，需部署一个或多个安全风险教育点。安全员使用移动端安全教育智慧语音系统APP(具体使用配置模块2)通过云端服务器将每个安全教育点与一个低功耗蓝牙Beacon设备(iBeacon模块1采用低功耗蓝牙Beacon设备，低功耗蓝牙Beacon设备基于物联网BluetoothBLE 4.0协议传输)绑定，并生成教育点内容，云端服务器即可记录该蓝牙Beacon设备所对应的安全教育点内容，数据存储于云端服务器，智能移动终端的安全教育智慧语音系统APP可在有网络的环境下随时更新云服务上的数据。该教育点内容可在任意地方编辑修改，修改后的数据需上传至云服务器7。
当工人走到安全教育点附近时，低功耗蓝牙Beacon设备分布于建筑工地现场，可对靠近的移动终端进行精确定位。由于iBeacon在信息交互时不需要进行配对连接，当移动终端出现在蓝牙Beacon的覆盖范围内时，移动终端即可自动播报对应低功耗蓝牙Beacon设备的数据内容，例如通过语音播报教育点内容。
借助低功耗蓝牙Beacon设备的微定位技术，实现施工人员在建筑工地的精确定位。借助移动端，通过语音播报的方式实现对工人的安全教育。通过云计算技术，实现安全教育的现场化、云端化、动态化，使信息传输不受网络环境和空间的限制，实现离线式的安全教育语音播放，为一线安全管理人员和工友们提供智慧安全教育新模式。从而实现：现场办公，为安全员打造移动工作平台,走出办公室，在施工现场识别危险源、标记风险，提高工作效率,避免安全隐患的遗漏。化整为零，让安全教育走出会议室，在施工现场实时发生,将集中式的安全教育转变为更有针对性的现场教育。全员安全教育，将施工现场安全教育工作由安全员一个人，扩大到项目部每个现场管理人员及工人。强化劳务班组长带领工人学习，帮助安全员了解劳务班组长进行安全教育的情况，提高现场安全巡查针对性。
进一步的，上述安全教育模块3还用于记录上述第二类人员对上述安全教育信息的学习记录并生成相应的学习积分，以及用于发送上述学习积分至上述云服务器7。
在本实施例中，安全教育模块3每接收一次云服务器7发送的安全教育信息，并进行语音播报后，工人完成一次学习，安全教育模块3记录相应的学习记录并根据预设的评分策略生成对应此次学习积分，该学习积分可作为考评依据。另外，也可以将数据发送到云服务器7进行存储记录。施工管理者可根据工人的学习积分对工人进行奖励或惩罚，从而实现：正向激励，结合奖励机制相关活动，提高工人参与安全教育积极性，为正向激励提供数据支撑。
进一步的，上述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
拍照记录模块4，连接上述云服务器7，用于录入上述第二类人员的安全学习照片，以及用于将上述安全学习照片、文字描述以及相应的电子签名进行绑定生成学习照片信息，以及用于发送上述学习照片信息至上述云服务器7。
在本实施例中，劳务班长在进行班前喊话或施工现场安全教育时，利用安全教育智慧语音系统APP的拍照记录模块4功能对参加学习的工人拍照，该功能仅支持实际拍摄，不支持调用手机内存储的照片，同时，对照片添加文字描述和电子签名，该电子签名可为相应的工人或劳务班长的签名。工人或劳务班长在有网络的环境下，也可对多次学习记录照片签署电子签名后提交，提交后可在移动终端查看14天内的历史学习记录。利用拍照记录模块4能够强化劳务班长协助安全员进行施工现场的安全教育工作。施工管理者可根据工人的学习照片信息对工人进行奖励或惩罚，从而实现：正向激励，结合奖励机制相关活动，提高工人参与安全教育积极性，为正向激励提供数据支撑。实名制管理，工人接受安全教育后，使用电子签名的方式实名打卡记录，生成具有法律效力的安全教育记录，并可导出相应的安全教育记录表格，提高安全教育数据真实性的同时，简化安全员的工作。
进一步的，上述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
表格生成模块5，连接所述云服务器7，用于自动生成所述第二类人员的安全学习表格，以及用于将所述安全学习表格和相应的电子签名进行绑定生成安全教育记录表，以及用于将所述安全教育记录表存储为PDF格式保存至本地，并发送至所述云服务器7。
安全员可在Web端管理云平台上查看并导出具有工人电子签名的各类安全培训表格，如月度安全教育记录表、入场教育记录表、安全教育交底记录表等。通过电子化表格取代现有的纸质表格方式，提高安全员的工作效率，优化工作流程，真正实现无纸化办公。施工管理者可根据工人的学习积分对工人进行奖励或惩罚，从而实现：正向激励，结合奖励机制相关活动，提高工人参与安全教育积极性，为正向激励提供数据支撑。实名制管理，工人接受安全教育后，使用电子签名的方式实名打卡记录，生成具有法律效力的安全教育记录，并可导出安全教育记录表，提高安全教育数据真实性的同时，简化安全员的工作。
进一步的，上述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
知识问答模块6，用于提供给上述第二类用户在预定时间根据预定题目进行安全知识答题得到答题记录，以及用于发送上述答题记录至上述云服务器7。
在本实施例中，工人定期在移动端进行安全知识答题，检验安全知识学习效果，帮助安全员获得安全教育学习的反馈数据。
进一步的，上述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
云平台管理模块8，连接上述云服务器7，用于提供给第一类人员对上述第一类人员和上述第二类人员的账号权限进行基于预设的劳动人员花名册的管理操作；
上述第一类人员和上述第二类人员根据上述账号权限登录上述安全教育智慧语音系统并获取数据。
在本实施例中，Web端管理云平台具有项目、人员、教育点及日志的管理功能，将信息数据电子化，安全学习流程化。安全员可在管理平台上管理安全员/工人的账号权限，导入/导出《劳务人员花名册》，辅助工人实名制管理。
进一步的，上述配置模块2内置有多个教育模板，上述配置模块2还用于提供给上述第一类人员任选一上述教育模板，并基于上述教育模板输入安全教育内容，以生成上述安全教育信息。
在本实施例中，安全员使用移动端安全教育智慧语音系统APP将每个安全风险教育点与一个低功耗蓝牙Beacon设备绑定，并使用教育模板，便捷生成教育点内容
进一步的，上述云服务器7利用分布式存储技术进行数据存储和分析；
上述分布式存储技术采用的分布式计算架构包括Hadoop分布式计算架构和Spark分布式计算架构。
在本实施例中，云端服务采用Hadoop、Spark等先进的分布式计算架构，对数据进行分析处理。
进一步的，上述云服务器7还用于对所有安全教育点的安全教育信息进行统计分析，以获得关联于每个上述安全教育点的项目类型、项目阶段、安全风险类型以及安全风险概率，并生成相应的分析图表。
进一步的，上述云服务器7还用于根据上述分析图表生成每个项目在每个阶段的安全风险的趋势预测报表。
在本实施例中，每个建筑工地的安全教育点都是数据的制造者，教育点被安全员和施工人员的学习所触发，并将数据发送到云端。云端服务器对这些海量数据运用分布式存储技术，存放在各个存储节点。云端服务采用Hadoop、Spark等先进的分布式计算架构，对数据进行分析处理。
同时，结合数据产生的轨迹，生成数据分析图表，展示在公司管理层面前。以实际数据为支撑，更好的帮助公司制定安全风险管理策略。运用大数据技术，以实际数据为基础，分析不同项目的不同阶段发生安全风险的概率，生成趋势预测，实现智能数据驱动安全管理。从而实现：数据积累，在云端沉淀历史风险数据，为后期风险分析、智能预测奠定基础，进而为公司安监部的决策提供数据支撑，制定具有前瞻性的风险管理策略。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，包括：
多个iBeacon模块，每个所述iBeacon模块分别部署在施工区域内具有安全风险的安全教育点，用于负责对外广播三元组的信号；
配置模块，连接多个所述iBeacon模块，用于提供给第一类人员将所述安全教育点和相应的所述iBeacon模块进行绑定，并生成对应所述安全教育点的安全教育信息并输出；
云服务器，连接所述配置模块，用于接收并存储所述安全教育信息，以及用于记录并存储所述安全教育信息的获取记录；
安全教育模块，连接所述云服务器，所述安全教育模块进入任意一所述安全教育点的所述iBeacon模块的信号覆盖范围时，所述安全教育模块内置的处于开启状态的蓝牙自动与所述iBeacon模块连接并接收所述iBeacon模块发送的三元组信息，所述安全教育模块对所述三元组信息进行解析并将解析后的所述三元组信息发送至所述云服务器，以获取绑定的安全教育信息，并通过语音输出。
2.如权利要求1所述的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，所述安全教育模块还用于记录所述第二类人员对所述安全教育信息的学习记录并生成相应的学习积分，以及用于发送所述学习积分至所述云服务器。
3.如权利要求1所述的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，所述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
拍照记录模块，连接所述云服务器，用于录入所述第二类人员的安全学习照片，以及用于将所述安全学习照片、文字描述以及相应的电子签名进行绑定生成学习照片信息，以及用于发送所述学习照片信息至所述云服务器。
4.如权利要求1所述的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，所述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
表格生成模块，连接所述云服务器，用于自动生成所述第二类人员的安全学习表格，以及用于将所述安全学习表格和相应的电子签名进行绑定生成安全教育记录表，以及用于将所述安全教育记录表存储为PDF格式保存至本地，并发送至所述云服务器。
5.如权利要求1所述的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，所述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
知识问答模块，用于提供给所述第二类用户在预定时间根据预定题目进行安全知识答题得到答题记录，以及用于发送所述答题记录至所述云服务器。
6.如权利要求1所述的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，所述基于iBeacon的安全教育智慧语音系统还包括：
云平台管理模块，连接所述云服务器，用于提供给第一类人员对所述第一类人员和所述第二类人员的账号权限进行基于预设的劳动人员花名册的管理操作；
所述第一类人员和所述第二类人员根据所述账号权限登录所述安全教育智慧语音系统并获取数据。
7.如权利要求1所述的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，所述配置模块内置有多个教育模板，所述配置模块还用于提供给所述第一类人员任选一所述教育模板，并基于所述教育模板输入安全教育内容，以生成所述安全教育信息。
8.如权利要求1所述的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，所述云服务器利用分布式存储技术进行数据存储和分析；
所述分布式存储技术采用的分布式计算架构包括Hadoop分布式计算架构和Spark分布式计算架构。
9.如权利要求1所述的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，所述云服务器还用于对所有安全教育点的安全教育信息进行统计分析，以获得关联于每个所述安全教育点的项目类型、项目阶段、安全风险类型以及安全风险概率，并生成相应的分析图表。
10.如权利要求1所述的基于iBeacon的安全教育智慧语音系统，其特征在于，所述云服务器还用于根据所述分析图表生成每个项目在每个阶段的安全风险的趋势预测报表。
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