CN113110209A - 一种判断施工现场人员坠落的系统及方法 - Google Patents

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    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G—PHYSICS
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    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25257—Microcontroller

Abstract

本发明公开了一种判断施工现场人员坠落的系统，包括CIGS太阳能电池板、人体检测传感器、CPU、GPS定位芯片、NB‑IOT通讯芯片、通讯接口、加速度传感器、气压传感器和紧急呼叫按钮，人体检测传感器、加速度传感器、气压传感器与CPU电连接，CPU和各传感器通信获取传感器的数据，GPS定位芯片获取工人的位置信息，NB‑IOT通讯芯片与外部的数据中心传递无线信号，紧急呼叫按钮用于按压报警。本发明还公开了一种判断施工现场人员坠落的方法，此系统对现场所有施工人员的身体状况进行监控，有效判断出人员坠落情况或者人体异常，可及时反馈管理中心，施工人员也可现场按压报警呼救，对现场工人的生命安全起到全面保护作用。

Description

一种判断施工现场人员坠落的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种判断施工现场人员坠落的系统。
本发明还涉及一种判断施工现场人员坠落的方法。
背景技术
施工工地状况复杂，可能会对现场施工人员造成各种伤害，如高温高湿环境下工作引起中暑或个人体质原因造成的休克等生理性伤害，另外在工地的作业中意外坠落以及高空坠物造成物理性伤害等。
而施工人员配备的劳保产品仅能对一些轻微物理伤害起到保护作用，并不能起到主动保护施工人员生命安全的作用。
现有安全系统中，缺乏一种判断坠落的系统。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种判断施工现场人员坠落的系统及方法，可对现场所有施工人员的身体状况进行监控。
本发明提供如下技术方案：
一种判断施工现场人员坠落的系统，包括CIGS太阳能电池板、人体检测传感器、CPU、GPS定位芯片、NB-IOT通讯芯片、通讯接口、加速度传感器、气压传感器和紧急呼叫按钮，人体检测传感器、加速度传感器、气压传感器与CPU电连接，CPU和各传感器通信获取传感器的数据，GPS定位芯片获取工人的位置信息，NB-IOT通讯芯片与外部的数据中心传递无线信号，紧急呼叫按钮用于按压报警。
进一步的，人体检测传感器采用非接触式，包括温度传感器和湿度传感器。
一种判断施工现场人员坠落的方法，
根据重力加速度公式，人体在静止或水平移动时，其向下的加速度为：
a=0，
a：物体加速度；
当人体坠落时，其向下的加速度为重力加速度，即：
a=g，
g：重力加速度，为常数；
当人体向上加速移动时，其加速度值则大于重力加速度，即：
a>g，
如果人体为坠落时，则人体加速度从零变为重力加速度值，如果下坠距离超过S米，则可能会造成人身伤害，根据自由落体位移公式：
S=1/2gt2，S≤3，得到t；
如果是人员从高处跳下，则其判断方法为：人体在起跳时a>g，然后a=g；因此，在人员为跳落情况下，则不报警。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：此系统对现场所有施工人员的身体状况进行监控，有效判断出人员坠落情况或者人体异常，可及时反馈管理中心，施工人员也可现场按压报警呼救，对现场工人的生命安全起到全面保护作用。
附图说明
图1为本发明电路部分的原理图。
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。
本发明的一种判断施工现场人员坠落的方法，根据重力加速度公式，人体在静止或水平移动时，其向下的加速度为：
a=0，
a：物体加速度；
当人体坠落时，其向下的加速度为重力加速度，即：
a=g，
g：重力加速度，为常数；
当人体向上加速移动时，其加速度值则大于重力加速度，即：
a>g，
如果人体为坠落时，则人体加速度从零变为重力加速度值，一般情况下，如果下坠距离超过三米，则可能会造成人身伤害，根据自由落体位移公式：
S=1/2gt2， S≤3，得到t，
则报警时间为自由落体发生后的0.78秒左右。
如果是人员从高处跳下，则其判断方法为：人体在起跳时a>g，然后a=g。因此，在人员为跳落情况下，则不报警。
图1所示，一种判断施工现场人员坠落的系统，包括CIGS太阳能电池板、人体检测传感器、CPU、GPS定位芯片、NB-IOT通讯芯片、通讯接口、加速度传感器、气压传感器和紧急呼叫按钮，人体检测传感器、加速度传感器、气压传感器与CPU电连接，CPU和各传感器通信获取传感器的数据，GPS定位芯片获取工人的位置信息，NB-IOT通讯芯片与外部的数据中心传递无线信号，紧急呼叫按钮用于按压报警。
CIGS太阳能电池板为多功能安全帽提供电源。
人体检测传感器12采用非接触式，包括温度传感器和湿度传感器，温度传感器采用红外热像仪，通常用于对准人体头部的前额部分，检测人体前额温度。
CPU为数据处理部分，包括数据分析、人体状态分析等功能。CPU可以采用STM32F103C8T6。
GPS定位芯片则提供人员的精确定位，方便救援人员及时赶到事发地点。
NB-IOT通讯芯片通过无线传输方式和现场的监控中心连接，将人员定位和人体状况时时传送给监控中心。
气压传感器（型号为GY-63 MS5611-01BA）用来测量高度。
加速度传感器会根据人体加速度变化判断人员的行为及状态，并作出及时反馈。加速度传感器采用罗盘加速传感器（型号为LSM303D）。
此系统对施工人员进行主动保护，通过布置于安全帽中的人体检测传感器检测温度和湿度，及时发现施工人员中暑、休克、失血等生理性病变；通过检测布置于安全帽中的加速度传感器检测加速度变化情况，判断人体是否处于自由落体状态，检测是否发生坠落情况，并在安全帽上设置紧急报警按钮，在受到伤害时紧急报警求助。
在施工现场，此系统可以对现场所有施工人员的身体状况进行监控，可以及时发现人体异常，对现场工人的生命安全起到全面保护作用。
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 (3)

1.一种判断施工现场人员坠落的系统，其特征在于：包括CIGS太阳能电池板、人体检测传感器、CPU、GPS定位芯片、NB-IOT通讯芯片、通讯接口、加速度传感器、气压传感器和紧急呼叫按钮，人体检测传感器、加速度传感器、气压传感器与CPU电连接，CPU和各传感器通信获取传感器的数据，GPS定位芯片获取工人的位置信息，NB-IOT通讯芯片与外部的数据中心传递无线信号，紧急呼叫按钮用于按压报警。
2.根据权利要求1所述的一种判断施工现场人员坠落的系统，其特征在于：人体检测传感器采用非接触式，包括温度传感器和湿度传感器。
3.一种判断施工现场人员坠落的方法，其特征在于：
根据重力加速度公式，人体在静止或水平移动时，其向下的加速度为：
a=0，
a：物体加速度；
当人体坠落时，其向下的加速度为重力加速度，即：
a=g，
g：重力加速度，为常数；
当人体向上加速移动时，其加速度值则大于重力加速度，即：
a>g，
如果人体为坠落时，则人体加速度从零变为重力加速度值，如果下坠距离超过S米，则可能会造成人身伤害，根据自由落体位移公式：
S=1/2gt2，S≤3，得到t；
如果是人员从高处跳下，则其判断方法为：人体在起跳时a>g，然后a=g；因此，在人员为跳落情况下，则不报警。
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