CN111165986A - 智能安全帽 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种智能安全帽，包括安全帽本体，其特征在于，还包括：安装在所述安全帽本体内部的安全监测电路板和电源模块，设置于所述安全帽本体边沿侧的充电接口和告警模块；其中，所述安全监测电路板上集成有控制模块、无线通信模块和检测模块，所述控制模块分别与所述无线通信模块、所述检测模块电连接。本发明实施例提供的智能安全帽，可有效减少建筑工地安全隐患，改善工地安全，提升管理效率。

Description

智能安全帽

技术领域

本发明涉及建筑工地人员安全防护和管理技术领域，更具体地，涉及一种智能安全帽。

背景技术

安全帽是用来保护头顶而戴的钢制或类似原料制的浅圆顶帽子，防止冲击物伤害头部的防护用品。现有技术中的安全帽主要作为安全保护用具被使用，只具有简单安全防护功能的安全帽已无法满足施工安全管理的需求和人们对生命安全保护的需求，因此，需要根据建筑工地的安全隐患设计具有更多安全监测和防护功能的安全帽。

现有的建筑工地存在一些安全隐患，比如：部分作业人员在工地工作或高空作业时，无视作业规程，不佩戴安全帽；作业人员在工作时不注意周围脚下，有失足踏空，高空坠落的危险；当作业人员发生意外昏迷倒地时，其他人员无法第一时间获知情况，组织施救等。同时，传统的建筑工地缺乏信息化手段，管理效率低下，比如：难以进行实名制认证考勤，难以准确计算一线作业人员的劳动工时，难以根据作业人员现有位置下达命令等。

因此，亟需一种能够解决上述建筑工地安全隐患的智能安全帽。

发明内容

为了解决或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供一种智能安全帽。

本发明实施例提供一种智能安全帽，包括安全帽本体，还包括：安装在所述安全帽本体内部的安全监测电路板和电源模块，设置于所述安全帽本体边沿侧的充电接口和告警模块；

其中，所述安全监测电路板上集成有控制模块、无线通信模块和检测模块，所述控制模块分别与所述无线通信模块、所述检测模块电连接。

其中，所述检测模块包括：人体监测传感器；

所述检测模块通过所述人体监测传感器检测所述智能安全帽是否被佩戴。

其中，所述检测模块还包括：气压传感器；

所述检测模块通过所述气压传感器采集佩戴人员所在高度处的气压数据，并将所述气压数据发送至所述控制模块，或者，将所述气压数据通过所述无线通信模块发送至后台监控系统；相应地，

所述控制模块或后台监控系统根据所述气压数据对所述佩戴人员进行高度定位。

其中，所述检测模块还包括：三轴加速度传感器；

所述检测模块通过所述三轴加速度传感器采集佩戴人员的加速度数据，并将所述加速度数据发送至所述控制模块；相应地，

所述控制模块根据所述加速度数据对所述佩戴人员进行运动姿态识别，并根据运动姿态识别结果进行异常报警。

其中，所述还包括：设置于所述安全帽本体前侧的考勤模块，所述考勤模块具体包括：RFID电子标签；

所述RFID电子标签用于供外部RFID阅读器扫描以实现对佩戴人员进出工地的判断和考勤。

其中，所述考勤模块还包括：虹膜识别传感器；

所述考勤模块通过所述虹膜识别传感器采集佩戴人员的虹膜数据，并将所述虹膜数据发送至所述控制模块，或者，将所述虹膜数据通过所述无线通信模块发送至后台监控系统；相应地，

所述控制模块或后台监控系统根据所述虹膜数据对所述佩戴人员进行身份识别。

其中，所述无线通信模块通过与其他外部的无线通讯模块进行组网，将所述智能安全帽的其他功能部件采集到的信息上传到后台监控系统，并接收所述后台实时监测系统下发的信息。

其中，所述无线通信模块还用于：周期性地扫描无线电信号，并将检测到的已配信标ID和信号强度发送至控制模块；相应地，

所述控制模块根据所述已配信标ID确定危险区域类型特征，并通过信号强度确定安全帽到信标的空间距离，若所述空间距离满足触发安全报警的条件，则触发所述告警模块进行相应的语音提示。

其中，所述电源模块具体包括：可充电电池、电源管理子模块和电量管理子模块；

其中，所述电源管理子模块对所述可充电电池进行充电管理，并对提供短路、过流和过压保护；

所述电量管理子模块对所述可充电电池的电量进行实时监测，当监测到电量过低时发送消息给控制模块以触发所述告警模块进行电量告警提示，并关闭所述无线通信模块的无线电信号扫描，降低所述无线通信模块的发射功率。

其中，所述告警模块具体包括：紧急呼叫按钮、语音提示模块和灯光提示模块。

本发明实施例提供的智能安全帽，可有效减少建筑工地安全隐患，改善工地安全，提升管理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的智能安全帽的结构示意图；

附图标记说明：1——安全帽本体；2——安全监测电路板；3——电源模块；4——充电接口；5——告警模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的智能安全帽的结构示意图，包括安全帽本体1，还包括：安装在所述安全帽本体1内部的安全监测电路板2和电源模块3，设置于所述安全帽本体1边沿侧的充电接口4和告警模块5。

本发明实施例中，安全帽本体1和安全监测电路板2采用分体式设计，方便逐步部署和后期更换。

其中，所述安全监测电路板2上集成有控制模块、无线通信模块和检测模块，所述控制模块分别与所述无线通信模块、所述检测模块电连接。

所述检测模块用于采集佩戴人员的高度、运动姿态等信息，并将采集的信息发送给控制模块，由控制模块进行处理或将检测模块所采集的信息通过无线通信模块发送给后台监控系统，以实现安全监测。

进一步地，所述检测模块包括：人体监测传感器；

所述检测模块通过所述人体监测传感器检测所述智能安全帽是否被佩戴。

具体地，人体监测传感器用于监测是否有人员佩戴该智能安全帽，人体监测传感器。

进一步地，所述检测模块还包括：气压传感器；

所述检测模块通过所述气压传感器采集佩戴人员所在高度处的气压数据，并将所述气压数据发送至所述控制模块，或者，将所述气压数据通过所述无线通信模块发送至后台监控系统；相应地，

所述控制模块或后台监控系统根据所述气压数据对所述佩戴人员进行高度定位。

本发明实施例中，气压传感器采集佩戴人员所在高度处的气压数据，控制模块或后台监控系统根据气压数据，利用等温压高公式，计算所述佩戴人员距离地面的高度，实现了对佩戴人员的高度定位。

进一步地，所述检测模块还包括：三轴加速度传感器；

所述检测模块通过所述三轴加速度传感器采集佩戴人员的加速度数据，并将所述加速度数据发送至所述控制模块；相应地，

所述控制模块根据所述加速度数据对所述佩戴人员进行运动姿态识别，并根据运动姿态识别结果进行异常报警。

本发明实施例中，通过在智能安全帽中增加三轴加速度传感器实现了对佩戴人员的运动姿态检测和异常报警。具体地，对佩戴人员的运动姿态进行检测，包括运动、静止、跌落和倒地4种姿态，并在检测到佩戴人员出现坠落或倒地异常状态时，立即通过无线通信方式上报警报信息，从而使得管理人员可通过后台监控系统看到报警提示，并及时组织救援，从而提升工地安全管理能力。

本发明实施例提供的智能安全帽，可有效减少建筑工地安全隐患，改善工地安全，提升管理效率。

本发明另一实施例，在上述实施例的基础上，还包括：设置于所述安全帽本体前侧的考勤模块，所述考勤模块具体包括：RFID电子标签；

所述RFID电子标签用于供外部RFID阅读器扫描以实现对佩戴人员进出工地的判断和考勤。

具体实现时，后台监控系统在佩戴人员出入工地门禁设备时，根据所扫描到的RFID电子标签的先后顺序，对佩戴人员是进入工地还是离开工地进行判断并记录佩戴人员的通行时间，从而可实现对佩戴人员进入工地的判断和考勤。

本发明另一实施例，在上述实施例的基础上，所述考勤模块还包括：虹膜识别传感器；

所述考勤模块通过所述虹膜识别传感器采集佩戴人员的虹膜数据，并将所述虹膜数据发送至所述控制模块，或者，将所述虹膜数据通过所述无线通信模块发送至后台监控系统；相应地，

所述控制模块或后台监控系统根据所述虹膜数据对所述佩戴人员进行身份识别。

具体地，智能安全帽上还可以增加虹膜识别传感器来实现对人员的身份识别与自动考勤。所述虹膜识别传感器用于采集佩戴人员的虹膜数据，以供控制模块或后台监控系统根据所采集的虹膜数据进行身份识别与自动考勤，可在开放式工地使用。相对于单纯根据所述天线接收到的RFID电子标签的先后顺序实现自动考勤的方案来说，能够弥补仅通过出入口实现考勤的缺陷，可有效地解决传统建筑工地考勤困难，准确计算一线作业人员的劳动时间。

本发明另一实施例，在上述实施例的基础上，所述无线通信模块通过与其他外部的无线通讯模块进行组网，将所述智能安全帽的其他功能部件采集到的信息上传到后台监控系统，并接收所述后台实时监测系统下发的信息。

具体地，智能安全帽具备无线收发功能，佩戴人员将智能安全帽上电后，无线通信模块通过与其他外部的无线通讯模块进行组网，将所述智能安全帽的其他功能部件采集到的信息实时上传到后台监控系统，并可接收所述后台实时监测系统下发的信息。通过无线通信模块定期上报佩戴人员的运行状态、所处高度、是否进入危险区域，有异常发生时即刻上报异常状态。无线通信模块还支持中继转发。安全帽之间可相互转发，并按路由实现按需、低重复、低功耗转发。

本发明另一实施例，在上述实施例的基础上，所述无线通信模块还用于：周期性地扫描无线电信号，并将检测到的已配信标ID和信号强度发送至控制模块；相应地，

所述控制模块根据所述已配信标ID确定危险区域类型特征，并通过信号强度确定安全帽到信标的空间距离，若所述空间距离满足触发安全报警的条件，则触发所述告警模块进行相应的语音提示。

具体地，本发明实施例中，智能安全帽的无线通信模块还可用于实现电子围栏警戒功能，可在工地的各危险源设置无线信标组成电子围栏，无线信标具有唯一ID，可将每个信标ID对应的危险源类型特征和位置存储至控制模块，无线通信模块周期性地扫描无线电信号，若检测到信标ID，则将检测到的已配信标ID和信号强度发送至控制模块，控制模块则根据所述已配信标ID确定危险区域类型特征，并通过信号强度确定安全帽到信标的空间距离，若所述空间距离满足触发安全报警的条件，则触发告警模块进行相应的语音提示。

值得说明的是，所述无线通信模块可以采用蓝牙通信模块，以及基于其他无线通信协议的通信模块。

本发明另一实施例，在上述实施例的基础上，所述电源模块具体包括：可充电电池、电源管理子模块和电量管理子模块；

其中，所述电源管理子模块对所述可充电电池进行充电管理，并对提供短路、过流和过压保护；

所述电量管理子模块对所述可充电电池的电量进行实时监测，当监测到电量过低时发送消息给控制模块以触发所述告警模块进行电量告警提示，并关闭所述无线通信模块的无线电信号扫描，降低所述无线通信模块的发射功率。

本发明实施例中智能安全帽可以实现对对低电量和充电的管理。

本发明另一实施例，在上述实施例的基础上，所述告警模块具体包括：紧急呼叫按钮、语音提示模块和灯光提示模块。

具体地，智能安全帽上设置有紧急呼救按钮、语音提示模块和灯光提示模块，佩戴人员按下紧急呼救按钮并持续t秒以上，智能安全帽将以固定的频率循环发出紧急呼救的语音提示信号“紧急呼救”，同时伴随红色指示灯闪烁X次，并通过无线通信方式上报到系统主机。管理人员可在后台终端看到呼救信息，第一时间组织救援。佩戴人员再次单击呼救按键，则取消呼救。

智能安全帽如果接收到智慧工地后台系统下发的撤退指令，将以固定频率循环发出“请即刻撤离”语音提示，同步伴随红色指示灯闪烁X次，手动按下紧急呼救按钮后消除语音提示，并在t秒内通过无线通信方式上报撤退指令已确认的消息。支持全体撤退、按工作面为单位的撤退、工作面中指定班组人员撤退和单个人员撤退，有效解决现有建筑工地指令传递缓慢的问题。

本发明另一实施例，提供一种智能安全帽，包括：安全帽本体，安装在所述安全帽本体内部的安全监测电路板和电源模块，设置于所述安全帽本体边沿侧的充电接口和告警模块，设置于所述安全帽本体前侧的考勤模块；

其中，所述安全监测电路板包括：控制模块、无线通信模块和检测模块；

所述检测模块包括：人体监测传感器、气压传感器和三轴加速度传感器；

所述考勤模块包括：RFID电子标签和虹膜识别传感器；

所述告警模块包括：紧急呼叫按钮、语音提示模块和灯光提示模块；

所述电源模块包括：可充电电池、电源管理子模块和电量管理子模块。

本发明实施例提供的智能安全帽，可实现对佩戴人员的高度定位、运动姿态检测和异常告警、身份识别与自动考勤，可有效减少建筑工地安全隐患，改善工地安全，提升管理效率。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能安全帽，包括安全帽本体，其特征在于，还包括：安装在所述安全帽本体内部的安全监测电路板和电源模块，设置于所述安全帽本体边沿侧的充电接口和告警模块；

其中，所述安全监测电路板上集成有控制模块、无线通信模块和检测模块，所述控制模块分别与所述无线通信模块、所述检测模块电连接。

2.根据权利要求1所述的智能安全帽，其特征在于，所述检测模块包括：人体监测传感器；

所述检测模块通过所述人体监测传感器检测所述智能安全帽是否被佩戴。

3.根据权利要求2所述的智能安全帽，其特征在于，所述检测模块还包括：气压传感器；

所述检测模块通过所述气压传感器采集佩戴人员所在高度处的气压数据，并将所述气压数据发送至所述控制模块，或者，将所述气压数据通过所述无线通信模块发送至后台监控系统；相应地，

所述控制模块或后台监控系统根据所述气压数据对所述佩戴人员进行高度定位。

4.根据权利要求3所述的智能安全帽，其特征在于，所述检测模块还包括：三轴加速度传感器；

所述检测模块通过所述三轴加速度传感器采集佩戴人员的加速度数据，并将所述加速度数据发送至所述控制模块；相应地，

所述控制模块根据所述加速度数据对所述佩戴人员进行运动姿态识别，并根据运动姿态识别结果进行异常报警。

5.根据权利要求1所述的智能安全帽，其特征在于，还包括：设置于所述安全帽本体前侧的考勤模块，所述考勤模块具体包括：RFID电子标签；

所述RFID电子标签用于供外部RFID阅读器扫描以实现对佩戴人员进出工地的判断和考勤。

6.根据权利要求5所述的智能安全帽，其特征在于，所述考勤模块还包括：虹膜识别传感器；

所述考勤模块通过所述虹膜识别传感器采集佩戴人员的虹膜数据，并将所述虹膜数据发送至所述控制模块，或者，将所述虹膜数据通过所述无线通信模块发送至后台监控系统；相应地，

所述控制模块或后台监控系统根据所述虹膜数据对所述佩戴人员进行身份识别。

7.根据权利要求1所述的智能安全帽，其特征在于，所述无线通信模块通过与其他外部的无线通讯模块进行组网，将所述智能安全帽的其他功能部件采集到的信息上传到后台监控系统，并接收所述后台实时监测系统下发的信息。

8.根据权利要求7所述的智能安全帽，其特征在于，所述无线通信模块还用于：周期性地扫描无线电信号，并将检测到的已配信标ID和信号强度发送至控制模块；相应地，

所述控制模块根据所述已配信标ID确定危险区域类型特征，并通过信号强度确定安全帽到信标的空间距离，若所述空间距离满足触发安全报警的条件，则触发所述告警模块进行相应的语音提示。

9.根据权利要求1所述的智能安全帽，其特征在于，所述电源模块具体包括：可充电电池、电源管理子模块和电量管理子模块；

其中，所述电源管理子模块对所述可充电电池进行充电管理，并对提供短路、过流和过压保护；

所述电量管理子模块对所述可充电电池的电量进行实时监测，当监测到电量过低时发送消息给控制模块以触发所述告警模块进行电量告警提示，并关闭所述无线通信模块的无线电信号扫描，降低所述无线通信模块的发射功率。

10.根据权利要求1所述的智能安全帽，其特征在于，所述告警模块具体包括：紧急呼叫按钮、语音提示模块和灯光提示模块。

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