CN113475805A - 基于物联网的自动呼救精准定位头盔 - Google Patents
基于物联网的自动呼救精准定位头盔 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了基于物联网的自动呼救精准定位头盔,涉及物联网定位领域,具体为基于物联网的自动呼救精准定位头盔,包括头盔主体,所述头盔主体外壁的前端嵌入有显示屏,且显示屏的一侧安装有天线,所述头盔主体的内部设置有硬质泡沫,且硬质泡沫内壁的前后两端均嵌入有海绵裹布。该基于物联网的自动呼救精准定位头盔以STM32F103ZET6为控制器,采用A7模块,震动传感器,陀螺仪空间角度检测等模块来完成精准人员定位,实时语音通信,自动报警,发送位置信息至物联网云平台实时地图显示,手机实时观测的功能。使头盔可以在发生交通安全意外时,不止减少外界对头部的伤害还可以实施定位报警,网络云平台实时监测,进而减少搜救时间,获得更多的抢救时间。
Description
技术领域
本发明涉及物联网定位领域,具体为基于物联网的自动呼救精准定位头盔。
背景技术
目前,我国道路交通事故年死亡人数仍高居世界第二位,并且逐步向第一的泰国逼近。再者我国人口居世界第一,摩托车占有量也位于世界前列。根据相关部门统计的数字,全国平均每天发生的交通事故在5万起左右。每年因交通事故死亡的人数在10万人左右,也就是说每天平均要死亡300多人。据我国的卫生资料表明,在发生交通事故后,只有10%的人乘救护车到达医院接受了治疗。40%左右的人因位置不明确,报警不及时而浪费了救援的黄金时间,导致失去生命。
遏制道路交通事故高发、降低交通事故伤害仍然任重道远。交通事故发生后报警率低、不及时,无法准确确定事发位置,救援工作效率低、成本高等问题,而如果有一种物品可以从事故根源开始进行保护,并在后续反应中发挥作用,这样致死率和事故率便会大大减少,而市场上传统安全头盔仅具有保护作用,性能单一,无法提供良好防护。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了基于物联网的自动呼救精准定位头盔,解决了上述背景技术中提出交交通事故发生后报警率低、不及时,无法准确确定事发位置,救援工作效率低、成本高等问题,而如果有一种物品可以从事故根源开始进行保护,并在后续反应中发挥作用,这样致死率和事故率便会大大减少,而市场上传统安全头盔仅具有保护作用,性能单一,无法提供良好防护。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:基于物联网的自动呼救精准定位头盔,包括头盔主体,所述头盔主体外壁的前端嵌入有显示屏,且显示屏的一侧安装有天线,所述头盔主体的内部设置有硬质泡沫,且硬质泡沫内壁的前后两端均嵌入有海绵裹布,所述海绵裹布的内部设置有气囊,且气囊远离海绵裹布的一侧安装有隔板,所述隔板远离气囊的一侧安装有连接弹簧,所述头盔主体的内壁嵌入有PCB线路板,且PCB线路板的外壁连接有STM32F103ZET6主控制器,所述STM32F103ZET6主控制器的下方安装有线束螺纹接口,且线束螺纹接口的一侧安装有天线接口,所述PCB线路板的下方连接有插槽,且插槽的内部插入有SIM卡。
可选的,所述天线通过天线接口与PCB线路板之间为螺纹连接,且PCB线路板与插槽相连接,并且SIM卡贯穿于插槽的内部。
可选的,所述硬质泡沫与头盔主体相粘接。
可选的,所述海绵裹布包裹于气囊的外部,且海绵裹布和气囊之间均关于头盔主体的中轴线对称分布。
可选的,所述气囊与隔板相粘接,且连接弹簧沿隔板的外壁均匀分布,并且隔板通过连接弹簧与头盔主体构成弹性结构。
可选的,所述STM32F103ZET6主控制器的输出端分别连接有GPRS模块、GPS模块、报警模块、震动触发模块和陀螺仪触发模块,所述GPRS模块的输出端连接有云平台,且云平台的输出端连接有手机客户端。
可选的,所述PCB线路板与STM32F103ZET6主控制器相连接,且STM32F103ZET6主控制器通过API接口与GPRS模块和GPS模块实现数据交互,所述GPRS模块和GPS模块组成A7模块。
可选的,所述STM32F103ZET6主控制器通过API接口与报警模块和震动触发模块实现数据传输。
可选的,所述GPRS模块通过API接口与云平台实现数据传输,且云平台通过API接口与手机客户端实现数据传输。
本发明提供了基于物联网的自动呼救精准定位头盔,具备以下有益效果:
1、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔中,通过硬质泡沫能够有效的为头部提供防护,以及提供一定缓冲作用,能够有效的减轻头部受到的碰撞力度;海绵裹布和气囊能够有效的增强头部佩戴的舒适性,以及能够有效的缓冲头部受到的碰撞强度,从而能够有效的减轻头部受到的碰撞损伤;通过连接弹簧能够有效的为头部提供一定的缓冲间距,能够有效的为头部提供初步缓冲,能够高效的保护头部。
2、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔以STM32F103ZET6为控制器,采用A7模块,震动传感器,陀螺仪空间角度检测等模块来完成精准人员定位,实时语音通信,自动报警,发送位置信息至物联网云平台实时地图显示,手机实时观测的功能,使头盔可以在发生交通安全意外时,不止减少外界对头部的伤害还可以实施定位报警,网络云平台实时监测,进而减少搜救时间,获得更多的抢救时间。
3、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔中,陀螺仪触发模块安装在头盔主体内部可以检测头盔主体的偏移角度,在意外发生时,陀螺仪触发模块检测到人体角度偏移超过指定角度,便会触发震动触发模块的检测,当震动触发模块同时检测到大幅度震动时,A7模块就会自动发送呼救信息并且定位遇难人员所处的位置,同时发送位置信息至物联网云平台进行实时地图显示,提供手机实时观测以及语音通信等功能,方便救援人员及时救助遇难者;陀螺仪触发模块可以检测到自身旋转轴的旋转方向,并且进行数据传输,将方向数据传给控制系统,让设备实现的指定反应;将陀螺仪触发模块的临界报警角度设置为15°,也就是当头盔主体偏移角度超过15°时,报警触发的第一个条件已经满足,系统便会触发其他模块,以实现检测功能;SW-18020P震动触发模块,震动触发模块采用比较器输出,信号干净,波形好,驱动能力强,输出形式是数字开关量输出0和1,使用宽电压LM393比价器,而且震动触发模块设有固定的螺栓孔,方便安装在头盔主体上面;在陀螺仪触发模块检测到角度已经偏移,陀螺仪触发模块的检测就会被触发,在头盔主体与地面发生猛烈撞击时,安装在头盔主体内部的震动触发模块检测到震动,就会打开了报警模块以实现报警功能,同理,要是震动触发模块未检测到震动,报警模块便不会被触发。
4、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔中,GPS模块能为用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能;GPRS模块和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包式来传输,因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算,并非使用其整个频道,理论上较为便宜,而且信息传播速率快;A7模块主要包括GPRS和GPS两个模块,因此我们选用了A7模块。在触发报警模块后可以快速发送信息到预先保存的手机客户端,在OneNet系统中可以直观的看到驾驶员的精确位置,从而保证对目标地区搜索救援的全覆盖,可以极大的提高搜索进度,在第一时间救助遇害人员。
5、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔中,根据获取的GPS信息实时精准定位,GSM以短信形式发送位置信息提醒事故发生,GPRS模块向物联网云平台OneNET传输位置信息,进行实时地图显示,快速获取周边环境、交通等信息,手机客户端连接OneNET实时监测。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图;
图2为本发明头盔主体的内部结构示意图;
图3为本发明PCB线路板的结构示意图;
图4为本发明电路系统结构示意图;
图5为本发明图2中A处局部放大结构示意图;
图6为本发明陀螺仪触发模块的电路结构示意图;
图7为本发明震动触发模块的电路结构示意图;
图8为本发明震A7模块的电路结构示意图。
图中:1、头盔主体;2、天线;3、显示屏;4、硬质泡沫;5、海绵裹布;6、气囊;7、隔板;8、连接弹簧;9、PCB线路板;10、STM32F103ZET6主控制器;11、天线接口;12、线束螺纹接口;13、插槽;14、SIM卡;15、GPRS模块;16、GPS模块;17、报警模块;18、云平台;19、手机客户端;20、震动触发模块;21、陀螺仪触发模块。
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。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图6,本发明提供一种技术方案:基于物联网的自动呼救精准定位头盔,包括头盔主体1,头盔主体1外壁的前端嵌入有显示屏3,且显示屏3的一侧安装有天线2,头盔主体1的内部设置有硬质泡沫4,且硬质泡沫4内壁的前后两端均嵌入有海绵裹布5,海绵裹布5的内部设置有气囊6,且气囊6远离海绵裹布5的一侧安装有隔板7,隔板7远离气囊6的一侧安装有连接弹簧8,头盔主体1的内壁嵌入有PCB线路板9,且PCB线路板9的外壁连接有STM32F103ZET6主控制器10,STM32F103ZET6主控制器10的下方安装有线束螺纹接口12,且线束螺纹接口12的一侧安装有天线接口11,PCB线路板9的下方连接有插槽13,且插槽13的内部插入有SIM卡14。
发明中:天线2通过天线接口11与PCB线路板9之间为螺纹连接,且PCB线路板9与插槽13相连接,并且SIM卡14贯穿于插槽13的内部。
发明中:硬质泡沫4与头盔主体1相粘接;通过硬质泡沫4能够有效的为头部提供防护,以及提供一定缓冲作用,能够有效的减轻头部受到的碰撞力度。
发明中:海绵裹布5包裹于气囊6的外部,且海绵裹布5和气囊6之间均关于头盔主体1的中轴线对称分布;海绵裹布5和气囊6能够有效的增强头部佩戴的舒适性,以及能够有效的缓冲头部受到的碰撞强度,从而能够有效的减轻头部受到的碰撞损伤。
发明中:气囊6与隔板7相粘接,且连接弹簧8沿隔板7的外壁均匀分布,并且隔板7通过连接弹簧8与头盔主体1构成弹性结构;通过连接弹簧8能够有效的为头部提供一定的缓冲间距,能够有效的为头部提供初步缓冲,能够高效的保护头部。
发明中:STM32F103ZET6主控制器10的输出端分别连接有GPRS模块15、GPS模块16、报警模块17、震动触发模块20和陀螺仪触发模块21,GPRS模块15的输出端连接有云平台18,且云平台18的输出端连接有手机客户端19;陀螺仪触发模块21安装在头盔主体1内部可以检测头盔主体1的偏移角度,在意外发生时,陀螺仪触发模块21检测到人体角度偏移超过指定角度,便会触发震动触发模块20的检测,当震动触发模块20同时检测到大幅度震动时,A7模块就会自动发送呼救信息并且定位遇难人员所处的位置,同时发送位置信息至物联网云平台18进行实时地图显示,提供手机实时观测以及语音通信等功能,方便救援人员及时救助遇难者;陀螺仪触发模块21可以检测到自身旋转轴的旋转方向,并且进行数据传输,将方向数据传给控制系统,让设备实现的指定反应;将陀螺仪触发模块21的临界报警角度设置为15°,也就是当头盔主体1偏移角度超过15°时,报警触发的第一个条件已经满足,系统便会触发其他模块,以实现检测功能;SW-18020P震动触发模块20,震动触发模块20采用比较器输出,信号干净,波形好,驱动能力强,输出形式是数字开关量输出0和1,使用宽电压LM393比价器,而且震动触发模块20设有固定的螺栓孔,方便安装在头盔主体1上面;在陀螺仪触发模块21检测到角度已经偏移,陀螺仪触发模块21的检测就会被触发,在头盔主体1与地面发生猛烈撞击时,安装在头盔主体1内部的震动触发模块20检测到震动,就会打开了报警模块17以实现报警功能,同理,要是震动触发模块20未检测到震动,报警模块17便不会被触发。
发明中:PCB线路板9与STM32F103ZET6主控制器10相连接,且STM32F103ZET6主控制器10通过API接口与GPRS模块15和GPS模块16实现数据交互,GPRS模块和GPS模块16组成A7模块;GPS模块16能为用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能;GPRS模块15和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包式来传输,因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算,并非使用其整个频道,理论上较为便宜,而且信息传播速率快;A7模块主要包括GPRS和GPS两个模块,因此我们选用了A7模块,在触发报警模块17后可以快速发送信息到预先保存的手机客户端19,在OneNet系统中可以直观的看到驾驶员的精确位置,从而保证对目标地区搜索救援的全覆盖,可以极大的提高搜索进度,在第一时间救助遇害人员。
发明中:STM32F103ZET6主控制器10通过API接口与报警模块17和震动触发模块20实现数据传输;。
发明中:GPRS模块15通过API接口与云平台18实现数据传输,且云平台18通过API接口与手机客户端19实现数据传输;根据获取的GPS信息实时精准定位,GSM以短信形式发送位置信息提醒事故发生,GPRS模块15向物联网云平台18OneNET传输位置信息,进行实时地图显示,快速获取周边环境、交通等信息,手机客户端19连接OneNET实时监测。
综上,该基于物联网的自动呼救精准定位头盔,使用时,首先,若state显示为err请重新启动,听到“滴”一声,表示姿态传感器初始化完成,等待响三声并且state显示为OK,表示初始化完成,即可等待触发头盔偏转一定角度即可触发,接着,将陀螺仪触发模块21的临界报警角度设置为15°,也就是当头盔主体1偏移角度超过15°时,报警触发的第一个条件已经满足,系统便会触发其他模块,以实现检测功能;
其次,在陀螺仪触发模块21检测到角度已经偏移,陀螺仪触发模块21的检测就会被触发,在头盔主体1与地面发生猛烈撞击时,安装在头盔主体1内部的震动触发模块20检测到震动,就会打开了报警模块17以实现报警功能,同理,要是震动触发模块20未检测到震动,报警模块17便不会被触发,接着,在陀螺仪触发模块21检测到角度已经偏移,陀螺仪触发模块21的检测就会被触发,在头盔主体1与地面发生猛烈撞击时,安装在头盔主体1内部的震动触发模块20检测到震动,就会打开了报警模块17以实现报警功能,同理,要是震动触发模块20未检测到震动,报警模块17便不会被触发;
然后,GPS模块16能为用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能,接着,GPRS模块15和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包式来传输,因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算,并非使用其整个频道,理论上较为便宜,而且信息传播速率快,根据获取的GPS信息实时精准定位,GSM以短信形式发送位置信息提醒事故发生,GPRS模块15向物联网云平台18OneNET传输位置信息,进行实时地图显示,快速获取周边环境、交通等信息,手机客户端19连接OneNET实时监测。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.基于物联网的自动呼救精准定位头盔,包括头盔主体(1),其特征在于:所述头盔主体(1)外壁的前端嵌入有显示屏(3),且显示屏(3)的一侧安装有天线(2),所述头盔主体(1)的内部设置有硬质泡沫(4),且硬质泡沫(4)内壁的前后两端均嵌入有海绵裹布(5),所述海绵裹布(5)的内部设置有气囊(6),且气囊(6)远离海绵裹布(5)的一侧安装有隔板(7),所述隔板(7)远离气囊(6)的一侧安装有连接弹簧(8),所述头盔主体(1)的内壁嵌入有PCB线路板(9),且PCB线路板(9)的外壁连接有STM32F103ZET6主控制器(10),所述STM32F103ZET6主控制器(10)的下方安装有线束螺纹接口(12),且线束螺纹接口(12)的一侧安装有天线接口(11),所述PCB线路板(9)的下方连接有插槽(13),且插槽(13)的内部插入有SIM卡(14)。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的自动呼救精准定位头盔,其特征在于:所述天线(2)通过天线接口(11)与PCB线路板(9)之间为螺纹连接,且PCB线路板(9)与插槽(13)相连接,并且SIM卡(14)贯穿于插槽(13)的内部。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的自动呼救精准定位头盔,其特征在于:所述硬质泡沫(4)与头盔主体(1)相粘接。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的自动呼救精准定位头盔,其特征在于:所述海绵裹布(5)包裹于气囊(6)的外部,且海绵裹布(5)和气囊(6)之间均关于头盔主体(1)的中轴线对称分布。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的自动呼救精准定位头盔,其特征在于:所述气囊(6)与隔板(7)相粘接,且连接弹簧(8)沿隔板(7)的外壁均匀分布,并且隔板(7)通过连接弹簧(8)与头盔主体(1)构成弹性结构。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的自动呼救精准定位头盔,其特征在于:所述STM32F103ZET6主控制器(10)的输出端分别连接有GPRS模块(15)、GPS模块(16)、报警模块(17)、震动触发模块(20)和陀螺仪触发模块(21),所述GPRS模块(15)的输出端连接有云平台(18),且云平台(18)的输出端连接有手机客户端(19)。
7.根据权利要求6所述的基于物联网的自动呼救精准定位头盔,其特征在于:所述PCB线路板(9)与STM32F103ZET6主控制器(10)相连接,且STM32F103ZET6主控制器(10)通过API接口与GPRS模块(15)和GPS模块(16)实现数据交互,所述GPRS模块(15)和GPS模块(16)组成A7模块。
8.根据权利要求6所述的基于物联网的自动呼救精准定位头盔,其特征在于:所述STM32F103ZET6主控制器(10)通过API接口与报警模块(17)和震动触发模块(20)实现数据传输。
9.根据权利要求6所述的基于物联网的自动呼救精准定位头盔,其特征在于:所述GPRS模块(15)通过API接口与云平台(18)实现数据传输,且云平台(18)通过API接口与手机客户端(19)实现数据传输。
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