CN110853292A - 一种智能穿戴安全套装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能穿戴安全套装，包括安全帽、安全绳和反光衣，该智能穿戴安全套装还包括压力传感器、下颚扣带自锁开关传感器、水平传感器、电源、报警灯、蜂鸣器和核心处理盒子。本发明的：(1)拥有佩戴不规范智能报警功能，智能安全套装自身能够及时警报和提示人员的正确佩戴，结合系统提醒、考核及行为分析，约束现场施工人员在施工现场做好施工安全工作。(2)本发明通过结合移动app绑定安全设备套装，配合移动app进行数据的记录和分析，结合信息化的系统分析，实现网上安全巡检，将安全管理覆盖每一个现场。形成各层级单位持续改进，形成客观考勤机制。(3)融合电力施工过程中安全管理要求，形成完整施工现场安全要求。

Description

一种智能穿戴安全套装
技术领域
本发明涉一种智能穿戴安全套装，属于施工用安全技术领域。
背景技术
传统安全帽、安全反光衣、安全绳在电力等安全施工过程中，得不到很好的提示性、警示性提醒施工人员的安全、规范的正确佩戴。往往容易导致佩戴安全套装不规范造成的事故。同时面对安全管理工作人员人手不足、基层单位的重视不足、员工的素质参差不齐，施工安全难以覆盖每一个现场，难以约束现场施工人员做好施工安全工作。
为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能穿戴安全套装，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能穿戴安全套装，包括安全帽、安全绳和反光衣，该智能穿戴安全套装还包括压力传感器、下颚扣带自锁开关传感器、水平传感器、电源、报警灯、蜂鸣器和核心处理盒子，安全帽上设置用于感知用户是否佩戴安全帽的压力传感器，安全帽包含下颚扣带，安全帽的下颚扣带上设置用于对下颚扣带的开合进行检测的下颚扣带自锁开关传感器，安全绳上设置用于检测安全绳是否正确钩挂的水平传感器，安全衣上设置电源、报警灯、蜂鸣器和核心处理盒子，核心处理盒子包含核心处理终端，所述压力传感器、下颚扣带自锁开关传感器、水平传感器、电源、报警灯和蜂鸣器分别电性连接核心处理终端。
优选地，该智能穿戴安全套装还包括用于实时检测使用者高度的高度检测模组，所述高度检测模组与核心处理终端电性连接。
优选地，该智能穿戴安全套装还包括用于实时检测划定的危险地带的声波检测模组，所述声波检测模组与核心处理终端电性连接。
优选地，该智能穿戴安全套装还包括用于数据上报和处理的物联卡模组，所述物联卡模组与核心处理终端电性连接
优选地，所述核心处理终端还包括用于进行数据上报的联网网卡。
优选地，所述压力传感器采用艾动IMS-C20A薄膜压力传感器。
优选地，所述下颚扣带自锁开关传感器采用霍尔开光检测下颚扣子是否开合。
优选地，所述核心处理终端还包括用于对使用者进行定位的GPS定位模组；所述电源安装于核心处理盒子内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明拥有佩戴不规范智能报警功能，智能安全套装自身能够及时警报和提示人员的正确佩戴，结合系统提醒、考核及行为分析，约束现场施工人员在施工现场做好施工安全工作。
(2)本发明通过结合移动app绑定安全设备套装，配合移动app进行数据的记录和分析，结合信息化的系统分析，实现网上安全巡检，将安全管理覆盖每一个现场。形成各层级单位持续改进，形成客观考勤机制。
(3)融合电力施工过程中安全管理要求，形成完整施工现场安全要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明核心处理终端的结构示意图。
图3为本发明BMP280气压传感器的示意图。
图4为本发明IMS-C20A压力传感器的尺寸及结构示意图。
图5为本发明LIS2DH12平衡性传感器的结构示意图。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅说明书附图，本发明提供一种技术方案：一种智能穿戴安全套装，包括安全帽 17、安全绳18和反光衣19，该智能穿戴安全套装还包括压力传感器2、下颚扣带自锁开关传感器4、水平传感器(图中未显示)、电源16、报警灯、蜂鸣器和核心处理盒子，安全帽17上设置用于感知用户是否佩戴安全帽17的压力传感器2，安全帽17包含下颚扣带 20，安全帽17的下颚扣带20上设置用于对下颚扣带20的开合进行检测的下颚扣带自锁开关传感器4，安全绳18上设置用于检测安全绳18是否正确钩挂的水平传感器，安全衣 19上设置电源、报警灯、蜂鸣器和核心处理盒子，核心处理盒子包含核心处理终端，所述压力传感器2、下颚扣带自锁开关传感器4、水平传感器、电源、报警灯和蜂鸣器分别电性连接核心处理终端。
优选地，该智能穿戴安全套装还包括用于实时检测使用者高度的高度检测模组，所述高度检测模组与核心处理终端电性连接。
优选地，该智能穿戴安全套装还包括用于实时检测划定的危险地带的声波检测模组，所述声波检测模组与核心处理终端电性连接。
优选地，该智能穿戴安全套装还包括用于数据上报和处理的物联卡模组，所述物联卡模组与核心处理终端电性连接
优选地，所述核心处理终端还包括用于进行数据上报的联网网卡。
优选地，所述压力传感器采用艾动IMS-C20A薄膜压力传感器。
优选地，所述下颚扣带自锁开关传感器采用霍尔开光检测下颚扣子是否开合。
优选地，所述核心处理终端还包括用于对使用者进行定位的GPS定位模组。
优选地，所述电源安装于核心处理盒子内。
实施例1
见图1、2，本实施例的智能穿戴安全套装包括1、压力传感器2、安全帽无线通讯模组3、下颚扣带自锁传感器4、核心处理终端5、航空通信线材6、警示灯7、安全带腰扣自锁检测开关8、安全锁扣无线通讯模块9、安全绳锁扣感应装置10、GPS定位模组 11、高度检测模组12、声波检测模组13、MB物联卡14、安全帽无线通讯模组供电池15、核心处理终端供电池16、安全绳无线通讯模组供电池
见图4，压力传感器器1连接无线通讯模组2。下颚扣带自锁传感器3连接无线通讯模组2。无线通讯模组2硬壳内部装有安全帽无线通讯模组供电池14供电运行。无线通讯模组2通过特定频率无线连接核心处理终端4进行数据传输。核心处理终端4硬壳内部装有核心处理终端供电池15供电。核心处理终端4的公接口连接航空通信线材5的母接口。航空通信线材5另一端的母接口连接安全带腰扣自锁检测开关7的公接口。核心处理终端 4另一端公接口连接反光衣上警示灯的母接口。核心处理终端4过特定频率无线连接安全锁扣无线通讯模块8。安全锁扣无线通讯模块8硬壳内部装有安全绳无线通讯模组供电池 16供电。安全锁扣无线通讯模块8另一端引线连接安全绳锁扣感应装置9。GPS定位模组 10、高度检测模组11和声波检测模组12安装在核心处理终端4高强度硬壳内部。
本实施例的智能穿戴安全套装运行时，通过测试佩戴智能安全帽不规范(头顶没有对安全帽顶部有一定的压力)或非法解除下颚扣带自锁传感器3，压力传感器1采用艾动IMS-C20A薄膜压力传感器作为顶部的压力检测，压力传感器可以检测表面是否有压力进而输出相对应的数值变化，气压传感器通过信号线传输到安全帽无线通讯模组2，无线通讯模组2再通过2.4G传输频率把信号值传输到核心处理终端4进行算法处理，体积轻薄，精度高，不影响使用者穿戴。下颚扣带自锁传感器3采用霍尔开光检测下颚扣子是否开合，下颚扣带一端装有磁铁，另一端装有霍尔感应器，当下颚扣子处于合闭的时候，两端会有电磁感应电流，信号通过信号线传输到无线通讯模组2，无线通讯模组2再通过2.4G频率传输数据到核心智能终端处于处理，通过连接的无线通讯模组2按照特定的无线传输频率传输到核心处理终端4保存数据，并且通过MB物联卡10发送数据到服务器。智能反光衣上的警示灯6间隔闪烁报警，蜂鸣器同步发出报警声，核心处理盒子记录异常数据，上报服务器。当智能安全套装自动检测到安全帽收集到正常信号，警报自动解除。
当智能安全带腰扣佩戴不规范(没有系紧或不系)，安全锁扣无线通讯模块8自动收集异常数据，安全腰带扣与安全帽下颚扣带均采用相同的原理，在扣子两端装有霍尔开光，通过产生的电流变化进而检测是否开合。最后信号通过航空通信线材5传输到核心处理终端4，核心处理终端4自动发出报警信号给警示灯6并且核心处理终端上的蜂鸣器发出对应的警示并且保存本地和上传后台。
见图4、5，通过安全绳锁扣感应装置9拥有多方面检测，包括安全绳自锁的挂扣角度、自锁开合的状态从而检测智能安全套装的信息。安全绳挂扣角度检测采用LIS2DH12型号的动平衡性感应器(水平传感器)检测挂扣的角度。通过设定好的允许范围平衡角度，减少细微的误差，当超出允许平衡角度，也就是超出危险的挂扣角度，信号值通过信号线把信号值传输到安全锁扣无线通讯模块8，无线通讯模块8再通过2.4G频率发送无线数据到核心处理终端4进行信号的处理。安全绳自锁开合检测采用艾动IMS薄膜压力传感器检测自锁卡扣是否在施工过程中有人为外力的打开和外力的影响造成自锁的不小心打开，存在安全的风险，当安全绳自锁在正常情况下，拥有自锁防止外力的打开，因此压力传感器在自锁卡扣内部拥有压力点放置压力传感器，当外力打开自锁开光，压力传感器会实时检测到信号值变化。如果接收到角度异常信号或自锁传感器异常信号，警报灯间隔长闪烁和间隔长鸣报警，核心处理盒子记录数据，上报服务器。当正确悬挂和挂扣正常，智能安全套装报警消除，核心处理盒子记录数据。
通过GPS定位模组10用于对使用者的地理定位，实时监控使用者的位置信息，能第一时间在紧急情况下快速到位。
见图3，通过高度检测模组11可以实时检测使用者的作业高度，通过在核心处理终端硬壳装有BMP280型号气压传感器，Bosch的BMP280是一种专为移动应用设计的绝对气压传感器，传感模块极其紧凑，具有高精度和线性度，通过采样检测当地气压值作为默认值，再通过使用者穿戴智能安全套装攀爬高度的气压值，最后核心智能终端通过算法算出气压值只差得到攀爬高度，最后通过MB物联网信号卡上传到后台终端，记录安全套装的高度信息。高度检测模组可以记录使用者在使用智能安全套装过程中，是否违反作业的安全高度，保障使用者的安全。
通过声波检测模组12可以对施工现场的危险地带进行划分，危险地带感应采用声波辐射器和声波感应器作为检测，声波感应器装在核心处理终端4内部，它可以感应与声波辐射器的距离，具体是通过声波发出信号与收到信号的时间差算出距离，声波辐射器可以在施工前根据危险区域的大小设定辐射的半径，然后放置与危险地带出，当声波感应器测出与声波辐射器的危险距离内，声波感应器12会把信号值传输到核心处理终端4进行数据的处理，进行对应的警示和数据保存。
通过MB物联卡模组13是智能安全套装的核心信息处理和数据上报的终端，可以实时保存数据到本地，并且在有网络的情况下进行数据的上报，让安全管理员第一时间监控现场的具体情况，有效防止安全事故的发生。
本发明为了提高电力等施工领域，自觉提升施工人员的自觉性、巩固完整性、提高管理的效率、形成长期有限的机制。通过结合系统的提醒考核及行为分析，约束施工人员做好安全的现场施工工作，同时融合电力施工过程安全管理要求，形成完整施工现场安全要求。实现网上安全巡检，解决安全管理工作人手不足的问题，将安全管理覆盖每一个现场。结合信息化系统的数据分析输出，形成各层级单位持续改进，风险预测的依据，并成形客观考核机制。通过智能穿戴安全套装，可以及时提示和警报施工人员的正确规范佩戴，解决安全管理工作人手不足的问题，将安全管理覆盖每一个现场。对施工结束后，结合信息化系统的数据分析输出，形成各层级单位持续改进，风险预测的依据，并成形客观考核机制。因此，智能穿戴安全套装技术方案意义重大。
本设计要说明的是：本设计中，涉及的控制电路，以来控制各组件动作以及相应的控制程序都是现有技术。本发明做出的创新为解决在特定环境下遇到的使用问题，做出技术研发，研发成本和用于形成本发明技术方案的成本以及用户购买的成本必然会有所提高，但不能因为成本提高就不去做研发或不去解决一些技术问题。以及本发明各个部件之间的型号和/或大小只需要相互适配，如传感器或电路模块的连接关系等未提及的部分都可以作为现有技术理解，能实现本发明的原理即可。
本发明所述的水平(水平线)或垂直(铅垂线)仅仅是针对图形相对而言的水平或垂直，也仅仅是作为理想状态的一种实施方式，在现有工业生产加工中，不可避免会产生一些误差，这些误差是工业生产中不可避免的，也是本领域普通技术人员可以预料到的且公知的，都可作为现有技术理解。
在本发明方案的基础上，本领域普通技术人员可通过合乎逻辑分析和/或推理弥补本发明细节上一些不足，使本发明技术方案更加完善和优化。本发明或许会存在背景技术中为提及的缺陷，这一缺陷或许是发明人始料未及的缺陷，但在做一项技术研发中，很难研发出没有任何缺陷的技术，这一缺陷的解决方案可以作为现有技术理解，以及本发明使用的人群仅限于需要在背景技术中提及的环境使用和能忽略这一缺陷继续选择使用的用户。基于此，本申请要求保护的仅是背景技术提出问题对应的方案原理部分，而其他部分，例如，在本申请原理基础上如何更优化的对本申请技术方案进行实施，显然不是通过一次研发和一次申请专利就可以完全实现的，因此本申请描述清晰的技术方案仅限于对应背景技术中所要解决的技术问题，其他部分可在另外的研发和专利申请中完成，也可由本领域其他技术人员在本申请方案的技术上继续改进，并申请专利，以达到最优使用效果，都属于本领域现有可知方式。
本发明附图仅仅是为了呈现出一种便于本领域普通技术人员理解的原理。由于专利申请文件页面大小限制，为更清楚呈现原理，附图中各个部件之间的比例大小与实际产品可能存在不一致的地方，请本领域普通技术人员能够理解，例如在附图中为凸显某一部分的结构原理，故意把这一部分画大，而显得另一部分过小等，都可以以此种情况进行理解，以本领域普通技术人员可知，在本发明的原理基础上上，自然可以利用工业化更加合理的设计在本发明基础上将各个部件做的更小巧精致，更实用，都是本领域普通技术人员可知的方式。
基于没有任何一个产品是只有优点，没有缺点的情况，本发明仅针对背景技术中特定环境使用，例如背景技术提及的场景，如一些用户考虑价格因素，不方便携带等等因素，则不建议购买本申请，本产品只针对和建议需要在背景技术中提及场景和能同时能接受和忽略其它负面因素的用户使用。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智能穿戴安全套装，包括安全帽、安全绳和反光衣，其特征在于：该智能穿戴安全套装还包括压力传感器、下颚扣带自锁开关传感器、水平传感器、电源、报警灯、蜂鸣器和核心处理盒子，安全帽上设置用于感知用户是否佩戴安全帽的压力传感器，安全帽包含下颚扣带，安全帽的下颚扣带上设置用于对下颚扣带的开合进行检测的下颚扣带自锁开关传感器，安全绳上设置用于检测安全绳是否正确钩挂的水平传感器，安全衣上设置电源、报警灯、蜂鸣器和核心处理盒子，核心处理盒子包含核心处理终端，所述压力传感器、下颚扣带自锁开关传感器、水平传感器、电源、报警灯和蜂鸣器分别电性连接核心处理终端。
2.根据权利要求1所述的智能穿戴安全套装，其特征在于：该智能穿戴安全套装还包括用于实时检测使用者高度的高度检测模组，所述高度检测模组与核心处理终端电性连接。
3.根据权利要求1所述的智能穿戴安全套装，其特征在于：该智能穿戴安全套装还包括用于实时检测划定的危险地带的声波检测模组，所述声波检测模组与核心处理终端电性连接。
4.根据权利要求1所述的智能穿戴安全套装，其特征在于：该智能穿戴安全套装还包括用于数据上报和处理的物联卡模组，所述物联卡模组与核心处理终端电性连接
根据权利要求1所述的智能穿戴安全套装，其特征在于：所述核心处理终端还包括用于进行数据上报的联网网卡。
5.根据权利要求1所述的智能穿戴安全套装，其特征在于：所述压力传感器采用艾动IMS-C20A薄膜压力传感器。
6.根据权利要求1所述的智能穿戴安全套装，其特征在于：所述下颚扣带自锁开关传感器采用霍尔开光检测下颚扣子是否开合。
7.根据权利要求1所述的智能穿戴安全套装，其特征在于：所述核心处理终端还包括用于对使用者进行定位的GPS定位模组；所述电源安装于核心处理盒子内。
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