CN114187740A - 安全带及其状态监测方法和安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安全带及其状态监测方法和安全监测系统。该安全带的状态监测方法包括：检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态；判断所述安全带的信号采集模组是否采集到心电信号、波动信号和位移信号；以及当所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态，且采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号，输出安全警示信息。通过本发明，能够有效监测安全带的使用状态。

Description

安全带及其状态监测方法和安全监测系统

技术领域

本发明涉及智慧建筑技术领域，尤其涉及一种安全带及其状态监测方法和安全监测系统。

背景技术

建筑行业的登高架设施工属于高危作业，作业环境复杂，风险大，安全隐患多，再加上施工人员多，工人素质和安全意识参差不齐，极易引发高处坠落事故。一直以来，高处坠落始终是建筑施工行业的第一杀手，2017年，房屋市政工程生产安全事故中，高处坠落事故331起，占各类事故总数的47.83％。

现有的在高空防护预警领域的相关防护装置，以传统的挂扣式安全带为主。其中最具有代表性的是以高空绳为支撑物，挂扣悬挂式的安全带。而预防高处坠落事故的重要措施是正确使用安全带，登高架设工人处于高空作业状态时，需要正确佩戴安全带，操作工人如果不按要求正确佩戴，极易出现事故。

但是，在安全带的实际使用过程中，经常会出现以下问题：

1、高空作业的工人不能正确使用安全带，导致安全带的挂钩没有正确挂到安全绳或其他固定位置，处于虚挂状态，无法保障人身安全。

2、高空作业的工人由于疏忽大意，忘记悬挂安全带。

而大型工地由于人多，通过人工监管安全带的正确使用局限性很大，导致很多未按要求佩戴安全带的情况不能及时发现并纠正。

因此，如何有效监测安全带的使用状态，成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全带及其状态监测方法和安全监测系统，用于解决现有技术中的上述技术问题。

一方面，为实现上述目的，本发明提供了一种安全带的状态监测方法。

该安全带的状态监测方法包括：检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态；判断所述安全带的信号采集模组是否采集到心电信号、波动信号和位移信号；以及当所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态，且采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号，输出安全警示信息。

进一步地，检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态的步骤包括：检测内置于所述多扣挂件的行程开关的状态；根据检测到的所述行程开关的状态生成状态信号，其中，所述状态信号包括表征所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态的第一信号和表征所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态的第二信号，当所述行程开关处于常闭状态时，生成所述第一信号，当所述行程开关处于常开状态时，生成所述第二信号；根据所述状态信号确定所述锁扣挂件是否处于所述有效悬挂状态。

进一步地，所述信号采集模组包括心电信号感应模块，判断所述安全带的信号采集模组是否采集到心电信号的步骤包括：通过所述心电信号感应模块采集心脏跳动时产生的心电信号，其中，所述心电信号感应模块设置于预定位置，以使用户在正常佩戴所述安全带时，所述心电信号感应模块位于所述用户心脏区域；当所述心电信号感应模块采集到所述心电信号时，输出第三信号；根据是否检测到所述第三信号判断所述信号采集模组是否采集到心电信号。

进一步地，所述信号采集模组包括磁力感应模块，判断所述安全带的信号采集模组是否采集到波动信号的步骤包括：通过所述磁力感应模块感应所述安全带的波动，生成波动数据；采集所述波动数据；根据是否在预设时间内持续采集到所述波动数据判断所述信号采集模组是否采集到所述波动信号。

进一步地，所述信号采集模组包括定位模块，判断所述安全带的信号采集模组是否采集到波动信号的步骤包括：通过所述定位模块定位所述安全带的位置，生成位置数据；以及根据所述位置数据判断所述信号采集模组是否采集到所述位移信号。

进一步地，在检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态之前，所述安全带的状态监测方法还包括：采集佩戴所述安全带的用户的人脸图像；获取所述安全带携带的验证码；根据所述人脸图像获取预置的验证信息；将所述验证码与所述验证信息进行匹配；以及当所述验证码与所述验证信息相匹配时，确定所述安全带合法授权。

进一步地，获取所述安全带携带的验证码包括：通过所述安全带内置的信号应答器接收信号询问器发送的询问信号；响应于所述询问信号，通过所述信号应答器发射预写入的所述验证码。

进一步地，在输出安全警示信息之后，所述安全带的状态监测方法还包括：接收云服务器下发的摄像启动信号；响应于所述摄像启动信号，通过在所述锁扣挂件处设置的摄像模块拍摄所述锁扣挂件的图像。

进一步地，所述安全带的状态监测方法还包括：当所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态，且采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号时，记录所述安全带的位移数据；当云服务器超出所述安全带的通讯范围时，将所述位移数据发送至所述通讯范围内的其他安全带，其中，每两个安全带之间通过链式基站转发形式进行相互通讯；当所述云服务器位于所述安全带的通讯范围时，将所述位移数据上报至所述云服务器。

进一步地，在将所述位移数据上报至所述云服务器之前，所述安全带的状态监测方法还包括：向所述云服务器发起请求连接的请求指令，其中，所述请求指令包括所述云服务器的地址信息、所述安全带的订阅地址、所述安全带的设备创号、用户ID、用户名和密码；以及在与所述云服务器建立连接户，向所述云服务器发送心跳包。

另一方面，为实现上述目的，本发明提供了一种安全带。

该安全带包括：安全带本体和设置于所述安全带本体上的主控模块、锁扣挂件、信号采集模组和信息输出模块，其中：所述主控模块用于检测所述锁扣挂件是否处于有效悬挂状态；所述信号采集模组用于采集心电信号、波动信号和位移信号；以及所述主控模块还用于当所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态，且所述信号采集模组采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号时，控制所述信息输出模块输出安全警示信息。

又一方面，为实现上述目的，本发明提供了一种安全监测系统。

该安全监测系统包括管理端、云服务器和安全带，其中：所述安全带用于在锁扣挂件处于有效悬挂状态，且采集到心电信号、波动信号和位移信号时，向所述云服务器发送危险使用信号；所述云服务用于将所述危险使用信号发送至所述管理端，还用于向所述安全带发送警示信号；所述安全带用于在接收到所述警示信号时，输出安全警示信息。

本发明提供的安全带及其状态监测方法和安全监测系统，通过检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态，来检测安全带是否与安全绳固定，其中，如果锁扣挂件未处于有效悬挂状态，以及安全带没有与安全绳固定，此时通过判断安全带的信号采集模组是否采集到心电信号、波动信号和位移信号，如果同时采集到心电信号、波动信号和位移信号，表明用户佩戴该未与安全绳固定的安全带处于作业场景中，此时输出安全警示信息，警示用户在作业场景下需要将安全带通过锁扣挂件与安全绳连接，实现安全带使用状态的有效监测。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的安全带的状态监测方法的流程图；

图2为本发明实施例一提供的安全带的锁扣挂件的结构示意图；

图3和图4为本发明实施例一提供的安全带的状态监测方法中安全带合法授权监测的示意图；

图5为本发明实施例一提供的安全带与云服务器通信连接的示意图；

图6为本发明实施例二提供的一种安全带智能部分的原理框图；

图7为本发明实施例二提供的另一种安全带智能部分的原理框图；

图8为本发明实施例三提供的安全监测系统的示意图；

图9为本发明实施例三提供的安全监测系统的通信示意图；

图10为本发明实施例三提供的安全监测系统中管理端的框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

为了有效监测安全带的使用状态，本发明提供了一种安全带及其状态监测方法和安全监测系统，在本发明提供的安全带上，设置有锁扣挂件，在正常的正确使用状态下，高空作业中安全带的锁扣挂件需要挂到安全绳或其他安全结构上，安全带上还设置有信号采集模组，该信号采集模组的作用在于采集用户的心电信号、波动信号和位移信号，其中，信号采集模组是否能够采集到心电信号，能够反映安全带是否佩戴在用户身上；信号采集模组是否能够采集到波动信号，能够反映安全带是够处于波动中；信号采集模组是否能够采集到位移信号，能够反映安全带是够处于移动。在本发明提供的安全带的状态监测方法中，测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态，判断信号采集模组是否采集到心电信号、波动信号和位移信号，当锁扣挂件未处于有效悬挂状态，同时采集到心电信号、波动信号和位移信号，也即安全带佩戴在用户身上且安全带处于波动和移动状态，表明用户处于作业状态，但锁扣挂件没有挂在安全位置，此时，表明用户没有正确使用安全带，存在安全隐患，进而通过输出安全示信息进行提示，实现安全带使用状态的有效监测。

关于本发明提供的安全带及其状态监测方法和安全监测系统的具体实施例，将在下文中详细描述。

实施例一

本发明实施例提供了一种安全带的状态监测方法，通过该方法，能够有效监测安全带的使用状态，具体地，图1为本发明实施例一提供的安全带的状态监测方法的流程图，如图1所示，该实施例提供的安全带的状态监测方法包括如下的步骤S101至步骤S103。

步骤S101：检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态。

具体地，在安全带上设置有锁扣挂件，当用户佩戴安全带在高空作业中时，正确安全的操作方式是将锁扣挂件挂在安全绳上，从而一旦发生跌落事故，用户佩戴有安全带，安全带又通过其锁扣挂件挂在安全绳上，实现对用户的保护作用。当锁扣挂件挂在安全绳上时，也即锁扣挂件处于有效悬挂状态；当锁扣挂件没有挂在安全绳上时，也即锁扣挂件未处于有效悬挂状态。

可选地，锁扣挂件上设置行程开关，当锁扣挂件挂在安全绳上时，行程开关的位置与锁扣挂件未挂在安全绳上时行程开关的位置不同，因此，通过检测行程开关的位置即可检测出锁扣挂件是否处于有效悬挂状态。

可选地，锁扣挂件上可设置弹性件，当锁扣挂件挂在安全绳上时，弹性件与锁扣挂件未挂在安全绳上时弹性件的弹性状态不同，因此，通过检测弹性件的弹性状态即可检测出锁扣挂件是否处于有效悬挂状态。

步骤S102：判断所述安全带的信号采集模组是否采集到心电信号、波动信号和位移信号。

可选地，信号采集模组设置心电信号检测电路，当安全带正确佩戴在用户身上时，心电信号检测电路能够检测到心电信号，当安全带未正确佩戴在用户身上时，心电信号检测电路不能检测到心电信号，因此，通过判断心电信号检测电路是否检测到心电信号，来判断是否采集到心电信号。

可选地，信号采集模组设置震动传感器，当安全带被震动时，例如用户震动传感器能够检测到波动信号，当安全带处于静止不动的状态时，震动传感器不能检测到波动信号，因此，通过判断震动传感器是否检测到波动信号，来判断是否采集到波动信号。

可选地，信号采集模组设置定位装置，当安全带被移动时，定位装置能够检测到安全带的位置发生变化，当安全带处于静止不动的状态时，定位装置检测到的安全带的位置不变，因此，通过判断定位装置监测到的安全带的位置是否发生变化，来判断是否采集到位移信号。

步骤S103：当所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态，且采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号，输出安全警示信息。

当锁扣挂件未处于有效悬挂状态，可以确定锁扣挂件没有挂在安全绳上，但是无法确定安全带是否穿戴在用户身上；当采集到心电信号，可以确定安全带穿戴在用户身上，但无法确定穿戴安全带的用户处于作业场景中还是处于休息场景；而当采集到波动信号和位移信号，可以确定安全带处于波动和移动的状态，从而排除穿戴安全带的用户处于休息场景，综合而言，即可确定，用户穿戴安全带处于作业场景中，但锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态，此时存在安全隐患，通过输出安全警示信息，提示用户以在作业中正确使用安全带。

当采集到波动信号和位移信号但无心电信号，则可能是工人拿着安全带移动(运输中)；当采集到心电信号带没有波动信号和/或位移信号，则可能是工人穿戴了安全带但未进行施工(休息状态)，这些状态均不需要关注安全带是否固定在安全绳上。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，通过检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态，来检测安全带是否与安全绳固定，其中，如果锁扣挂件未处于有效悬挂状态，以及安全带没有与安全绳固定，此时通过判断安全带的信号采集模组是否采集到心电信号、波动信号和位移信号，如果同时采集到心电信号、波动信号和位移信号，表明用户佩戴该未与安全绳固定的安全带处于作业场景中，此时输出安全警示信息，警示用户在作业场景下需要将安全带通过锁扣挂件与安全绳连接，实现安全带使用状态的有效监测。

可选地，在一种实施例中，检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态的步骤包括：检测内置于所述多扣挂件的行程开关的状态；根据检测到的所述行程开关的状态生成状态信号，其中，所述状态信号包括表征所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态的第一信号和表征所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态的第二信号，当所述行程开关处于常闭状态时，生成所述第一信号，当所述行程开关处于常开状态时，生成所述第二信号；根据所述状态信号确定所述锁扣挂件是否处于所述有效悬挂状态。

具体而言，在锁扣挂件上设置行程开关，通过机械行程开关对安全带的锁扣挂件的工作状态(也即是否处于有效悬挂状态)进行识别。可选地，图2为本发明实施例二提供的安全带的锁扣挂件的结构示意图，如图2所示，安全带的锁扣挂件包括行程开关10、锁舌20、微电脑30和挂绳孔40，其中，行程开关10为自复位行程开关，安全带一端的绳索穿过挂绳孔40链接锁扣挂件，安全绳经锁舌20穿进锁孔，使得锁扣挂件悬挂在安全绳上。当锁扣挂件处于悬挂在安全绳上的状态时，安全绳阻止了行程开关10复位，使行程开关10处于常闭合状态，当锁扣挂件未悬挂在安全绳上时，行程开关10自复位，使行程开关10处于复位原始状态。

可选地，通过在锁扣挂件上设置微电脑30以行程开关10的状态。微电脑30开机后，以预设周期(例如间隔一秒钟)采集内置于安全锁扣挂件的行程开关10状态，如果检测到行程开关10处于闭合状态，也即锁扣挂件处于有效悬挂状态时，传输低电平“kg＝0”给安全带的中控芯片，将低电平“kg＝0”作为表征锁扣挂件处于有效悬挂状态的状态信号(也即第一信号)传输至中控芯片，在中控芯片一侧，可根据接收到的低电平信号确定锁扣挂件处于有效悬挂状态；如果检测到行程开关10处于常开状态，也即锁扣挂件未处于有效悬挂状态时，传输低电平“kg＝1”给安全带的中控芯片，将高电平“kg＝1”作为表征锁扣挂件处于有效悬挂状态的状态信号(也即第二信号)传输至中控芯片，在中控芯片一侧，可根据接收到的高电平信号确定锁扣挂件未处于有效悬挂状态。需要说明的是，也可以设置第一信号为高电平信号，第二信号为低电平信号，或者也可以是其他形式的信号，本申请对此并不进行限定。进一步可选地，安全带设置有与中控芯片连接的语音播报模块，当中控芯片接收到第二信号时，使能语音播报模块的MP3播报功能，播放预设的提示语音，同时报警装置发出刺耳的警报。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，基于检测行程开关的状态来检测安全带是否悬挂在安全绳上，行程开关处于常闭状态时，安全带悬挂在安全绳上，行程开关处于常开状态时，安全带未悬挂在安全绳上，检测方式简单，误检率低，从而能够保证安全带状态监测的准确性。

可选地，在一种实施例中，所述信号采集模组包括心电信号感应模块，判断所述安全带的信号采集模组是否采集到心电信号的步骤包括：通过所述心电信号感应模块采集心脏跳动时产生的心电信号，其中，所述心电信号感应模块设置于预定位置，以使用户在正常佩戴所述安全带时，所述心电信号感应模块位于所述用户心脏区域；当所述心电信号感应模块采集到所述心电信号时，输出第三信号；根据是否检测到所述第三信号判断所述信号采集模组是否采集到心电信号。

具体而言，在安全带上设置心电信号感应模块作为信号采集模组的一部分，安全带如果正常穿戴，心电信号感应模块的位置正好位于后背心脏附近，可选地，心电信号感应模块包括AD823模块及其连接的磁感应天线(碗型)，可以捕捉到心脏跳动时产生的心电信号，AD8232单导心率监测器可以通过放大器来帮助获得PR和QT间隔的一个明确的信号，当感应到该心电信号时，将此信号以脉冲形式(也即第三信号)传给安全带的中控芯片，从而当中控芯片检测到该脉冲信号时，即可确定信号采集模组已经采集到心电信号，作为安全带已经穿戴到工人身上的依据。需要说明的是，第三信号也可以是其他形式的信号，本申请对此并不进行限定。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，通过在安全带的特定位置上设置心电信号感应模块，使得用户正常穿戴安全带时能够检测到心电信号，从而实现基于心电信号确定安全带是否被用户穿戴在身上。

可选地，在一种实施例中，所述信号采集模组包括磁力感应模块，判断所述安全带的信号采集模组是否采集到波动信号的步骤包括：通过所述磁力感应模块感应所述安全带的波动，生成波动数据；采集所述波动数据；根据是否在预设时间内持续采集到所述波动数据判断所述信号采集模组是否采集到所述波动信号。

具体而言，在安全带上设置磁力感应模块作为信号采集模组的一部分，安全带如果正常穿戴在工人身上，且工人处于工作状态时，安全带会随工人的施工过程中的动作而相应震动，从而磁力感应模块可连续采集到波动数据，因此，通过磁力感应模块能够感应到安全带的波动并生成波动数据。例如磁力感应模块采用MAG3110模块，中控芯片采集MAG3110的波动数据信号，如果在预设时间(例如持续3分钟)内连续采集到波动数据，也即可确定信号采集模组已经采集到波动信号，表示安全带正在运动中，作为安全带已经穿戴在身上的佐证，同时作为安全带处于作业状态的依据。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，通过在安全带上设置磁力感应模块，使得用户在作业过程中能够检测到波动信号，从而实现基于波动信号确定穿戴该安全带的用户是否在作业中。

可选地，在一种实施例中，所述信号采集模组包括定位模块，判断所述安全带的信号采集模组是否采集到波动信号的步骤包括：通过所述定位模块定位所述安全带的位置，生成位置数据；以及根据所述位置数据判断所述信号采集模组是否采集到所述位移信号。

具体而言，在安全带上设置定位模块，作为信号采集模组的一部分，安全带如果正常穿戴在工人身上，且工人处于工作状态时，安全带会随工人的施工过程中的移动而相应移动，从而定位模块定位到的位置数据会随着移动发生变化。例如定位模块采用GPS定位模块，如果在持续时间内检测到位置数据发生变化，也即检测到位移，说明安全带在移动中，作为安全带已经穿戴在身上的佐证，同时作为安全带处于作业状态的依据。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，通过在安全带上设置定位模块，使得用户在作业过程中能够检测到位移信号，从而实现基于位移信号确定穿戴该安全带的用户是否在作业中。

可选地，在一种实施例中，在检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态之前，所述安全带的状态监测方法还包括：采集佩戴所述安全带的用户的人脸图像；获取所述安全带携带的验证码；根据所述人脸图像获取预置的验证信息；将所述验证码与所述验证信息进行匹配；以及当所述验证码与所述验证信息相匹配时，确定所述安全带合法授权。

具体而言，智能安全带的一大基础功能，就是对工人身份进行识别登记，确保用工实名制。因此，在该实施例中，在对安全带进行状态监测前，先确定安全带是否经合法授权，也即确定佩戴安全带的用户是否为合法用户。可选地，在线下先对工人进行信息登记，包括登记姓名、人脸图像等个人信息，还包括基于上述个人信息生成的验证信息，将人脸图像与验证码一一对应写入数据库。安全带内置可携带信息的存储模块，在使用前将验证信息作为验证码预置至存储模块中。当工人进入工作场所时前，在工地入口进行拍照，采集佩戴安全带的用户的人脸图像，通过人脸识别技术识别工人身份，同时，在入口处安装可获取到存储模块中验证码的装置以获取验证码，并通过人脸图像在数据库中查找到验证信息，将验证信息与验证码进行匹配，以确定安全带与工人之间是否存在合法授权的关系。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，在通过人脸识别技术进行用户合法性监测的同事，还可监测对安全带和用户之前的合法关系，保证安全带与用户的对应关系，从而在作业过程中能够通过安全带检测和记录一些用户的工作情况，以便进行工作统计和安排，

可选地，在一种实施例中，获取所述安全带携带的验证码包括：通过所述安全带内置的信号应答器接收信号询问器发送的询问信号；响应于所述询问信号，通过所述信号应答器发射预写入的所述验证码。

具体而言，在安全带中内置信号应答器可存储验证码，在工地入口设置信号询问器可与信号应答器进行交互。当佩戴安全带的工人位于工地入口时，信号应答器接收到信号询问器发出的询问信号，然后将其中预写入的验证码发射出去，信号询问器在接收到该验证码时，将其发送至云端服务器，以使云端服务器对验证码和验证信息进行匹配。

可选地，信号应答器为射频脉冲发射器，信号询问器为脉冲询问器，验证码为限射频验证码RFID。图3和图4为本发明实施例一提供的安全带的状态监测方法中安全带合法授权监测的示意图，如图3所示，在线下时，首先完成用户肖像采集和身份实名登记，并上传至云服务端，然后基于云服务端对用户的授权，将用户与安全带进行设备绑定，并将绑定信息和RFID写入云服务端。如图4所示，在工人进场时，一方面进行肖像采集进行人脸识别，另一方面，脉冲询问器进入安全带的射频脉冲发射器信号接收半径，从而在工地入口的脉冲询问器发出询问信号后，射频脉冲发射器接收到该询问信号，被动发射一组射频脉冲验证码RFID，当人脸识别的结果代码userfaceid(UFID)和验证码的验证结果均正确时，判定该工人为合法授权用工。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，可自动进行验证码的获取和而验证而无需用户进行操作，提升用户体验。

可选地，在一种实施例中，在输出安全警示信息之后，所述安全带的状态监测方法还包括：接收云服务器下发的摄像启动信号；响应于所述摄像启动信号，通过在所述锁扣挂件处设置的摄像模块拍摄所述锁扣挂件的图像。

具体而言，可在安全带的锁扣挂件处设置摄像模块，以获取锁扣挂件的图像。例如，在安全带的尼龙背带上，锁扣挂件的位置加装IP摄像头。摄像流媒体装置与安全带的中控芯片独立，采用P2P协议与云服务器建立连接，当后台建立抓拍线程时执行抓拍，并通过RTSP协议将图片或视频流传输到服务器数据库。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，在安全带上设置摄像装置获取锁扣挂件的状态，以对锁扣挂件未悬挂安全绳的状态进行记录，并且摄像头的启动信号直接由云服务器下发，而与中控芯片相互独立，保证了云服务器对图像获取的权威性。

可选地，在一种实施例中，所述安全带的状态监测方法还包括：当所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态，且采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号时，记录所述安全带的位移数据；当云服务器超出所述安全带的通讯范围时，将所述位移数据发送至所述通讯范围内的其他安全带，其中，每两个安全带之间通过链式基站转发形式进行相互通讯；当所述云服务器位于所述安全带的通讯范围时，将所述位移数据上报至所述云服务器。

具体而言，在作业过程中，通过记录安全带的位移数据，实现对用户的作业轨迹的记录。在将位移数据发送至云服务器一端时，当某一安全带与云服务器之间的距离超出通讯范围时，其他安全带可充当该安全带与云服务器之间的通信中转。可选地，每两个智能安全带之间通过链式基站转发形式进行相互通讯，例如，A作业人员在某位置工作，与云服务器一侧总基站的位置距离超过了NRF24L01天线的通讯距离，则A作业人员佩戴的安全带设备会自动对位置数据进行广播，在其通讯工作范围内与B作业人员佩戴的安全带实现了通讯，B的安全带接收A的安全带的数据信息，进行转发，其它终端接收B的安全带转发的数据依次转发，直到总基站收到A作业人员佩戴的安全带的数据信息。

其中，进一步可选地，位移数据包括GNSS卫星定位数据和气压计获取的登高数据，定位信息准确、全面。后台管理系统设定攀爬高度的阈值，当攀爬高度超过阈值时，后台管理系统会判定此时作业人员开始进行登高作业，同时根据人员定位和记录的设施位置自动识别作业人员正在攀登的设施。工人穿戴安全带进行施工作业时，为了追踪工人在工地的分布位置，后台数据库通过工地量化的工地虚拟模型录入，标定工地的各个作业点坐标(x、y、z)。智能安全带中控制内集成的陀螺仪及地磁传感器，会记录工人移动的信息数据(相对于工地数据模型原点(x＝0；y＝0；z＝0)。总基站收到安全带传输的数据信息，反馈”I’vegot data user ID-xxxxxx”，则表征一次位置上报完成，总基站将数据传给工地虚拟模型，并在模型中标注工人的坐标区域。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，安全带之间通过链式基站转发形式进行相互通讯，提升数据传输至云服务器的安全性和可靠性。

可选地，在一种实施例中，在将所述位移数据上报至所述云服务器之前，所述安全带的状态监测方法还包括：向所述云服务器发起请求连接的请求指令，其中，所述请求指令包括所述云服务器的地址信息、所述安全带的订阅地址、所述安全带的设备创号、用户ID、用户名和密码；以及在与所述云服务器建立连接户，向所述云服务器发送心跳包。

具体而言，在将位移数据上报至云服务器之前，对每个安全带数据分类造表，图5为本发明实施例一提供的安全带与云服务器通信连接的示意图，如图5所示，智能安全带上电后，通过通信网向云服务器发起MQTT连接请求。请求指令包括科服务器公网IP(或者域名)+订阅地址+设备创号(UUID)+用户ID(唯一)+用户名(通用建权)+密码(唯一密码)；同时，在通信过程中通过心跳包的监测，对在线状态进行监测。

采用该实施例提供的安全带的状态监测方法，保证安全带与云服务器之间通信的可靠性。

实施例二

对应于上述实施例一，本发明实施例二提供了一种安全带，相应地技术特征细节和对应的技术效果可参考上述实施例一，在该实施例中不再赘述。该实施例提供的安全带包括安全带本体和设置于安全带本体上的智能部分。图6为本发明实施例二提供的一种安全带智能部分的原理框图，如图6所示，安全带上的智能部分包括主控模块201、锁扣挂件202、信号采集模组203和信息输出模块204，其中：所述主控模块201用于检测所述锁扣挂件202是否处于有效悬挂状态；所述信号采集模组203用于采集心电信号、波动信号和位移信号；以及所述主控模块201还用于当所述锁扣挂件202未处于所述有效悬挂状态，且所述信号采集模组203采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号时，控制所述信息输出模块204输出安全警示信息。

可选地，在一种实施例中，安全带还包括设置于锁扣挂件上的微电脑和内置于所述锁扣挂件的行程开关，所述微电脑用于检测所述行程开关的状态，并根据所述行程开关的状态生成状态信号，所述述状态信号包括表征所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态的第一信号和表征所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态的第二信号，其中，当所述行程开关处于常闭状态时，所述微电脑生成所述第一信号发送至所述主控模块；当所述行程开关处于常开状态时，所述微电脑生成所述第二信号发送至所述主控模块，所述主控模块还用于根据所述状态信号确定所述锁扣挂件是否处于所述有效悬挂状态。

可选地，在一种实施例中，所述信号采集模组包括心电信号感应模块，所述心电信号感应模块设置于预定位置，以使用户在正常佩戴所述安全带时，所述心电信号感应模块位于所述用户心脏区域，所述心电信号感应模块用于采集心脏跳动时产生的心电信号，并且当心电信号感应模块采集到所述心电信号时，输出第三信号至所述主控模块，所述主控模块还用于根据是否检测到所述第三信号判断所述信号采集模组是否采集到心电信号。

可选地，在一种实施例中，所述信号采集模组包括磁力感应模块，所述磁力感应模块用于感应所述安全带的波动，生成波动数据，所述主控模块还用于采集所述波动数据，并根据是否在预设时间内持续采集到所述波动数据判断所述信号采集模组是否采集到所述波动信号。

可选地，在一种实施例中，所述信号采集模组包括定位模块，所述定位模块用于定位所述安全带的位置，生成位置数据，所述主控模块还用于根据所述位置数据判断所述信号采集模组是否采集到所述位移信号。

可选地，在一种实施例中，所述安全带还用于携带验证码，其中，所述验证码用于与验证信息进行匹配，当所述验证码与所述验证信息相匹配时，确定所述安全带合法授权，所述验证信息与人脸图像相对应。

可选地，在一种实施例中，所述安全带包括信号应答器，所述信号应答器用于接收信号询问器发送的询问信号，还用于响应所述询问信号，发射预写入的所述验证码。

可选地，在一种实施例中，所述安全带还包括在所述锁扣挂件处设置的摄像模块，用于接收云服务器下发的摄像启动信号，还用于响应所述摄像启动信号，通过所述摄像模块拍摄所述锁扣挂件的图像。

可选地，在一种实施例中，主控模块还用于当所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态，且采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号时，记录所述安全带的位移数据；安全带还包括通讯模块，用于当云服务器超出所述安全带的通讯范围时，将所述位移数据发送至所述通讯范围内的其他安全带，其中，每两个安全带之间通过链式基站转发形式进行相互通讯，还用于当所述云服务器位于所述安全带的通讯范围时，将所述位移数据上报至所述云服务器。

可选地，在一种实施例中，所述通讯模块还用于向所述云服务器发起请求连接的请求指令，其中，所述请求指令包括所述云服务器的地址信息、所述安全带的订阅地址、所述安全带的设备创号、用户ID、用户名和密码；以及还用于在与所述云服务器建立连接户，向所述云服务器发送心跳包。

可选地，在一种实施例中，图7为本发明实施例二提供的另一种安全带智能部分的原理框图，如图7所示，设置于安全带的智能部分包括如下模块：

1、锂电池模块：4.2V，10000毫安*3串联，后备时间36小时。

2、电池管理模块：电源管理，过载保护，充电外设220AC转DC24V 3A适配器；当电压高于12V时自动断开。

3、NRF24L01模块：射频通讯。

4、MP3模块，提供语音播报提示，及对讲解码。

5、AD8232心跳模块:检测心跳电磁波，获取心跳信号。

6、MPU6050模块:采集运动信息。

7、TF储存模块：暂存图像，及用户数据本地备份。

8、MAG3110&GPS模块：采集位移信息。

9、看门狗模块：外置看门狗芯片，检测系统运行状态，出现故障时启动自我重启复位。

10、故障指示灯：显示当前运行状态。故障、正常、通讯状态等

11、主控芯片：运行ucos系统，主运算。

实施例三

对应于上述实施例一，本发明实施例三提供了一种安全监测系统。相应地技术特征细节和对应的技术效果可参考上述实施例一，在该实施例中不再赘述。图8为本发明实施例三提供的安全监测系统的示意图，如图8所示，该安全监测系统包括管理端301、云服务器302和安全带303。

其中，所述安全带303用于在锁扣挂件处于有效悬挂状态，且采集到心电信号、波动信号和位移信号时，向所述云服务器302发送危险使用信号；所述云服务302用于将所述危险使用信号发送至所述管理端301，还用于向所述安全带303发送警示信号；所述安全带303用于在接收到所述警示信号时，输出安全警示信息。

可选地，在一种实施例中，所述安全带303采用以下步骤检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态：检测内置于所述多扣挂件的行程开关的状态；根据检测到的所述行程开关的状态生成状态信号，其中，所述状态信号包括表征所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态的第一信号和表征所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态的第二信号，当所述行程开关处于常闭状态时，生成所述第一信号，当所述行程开关处于常开状态时，生成所述第二信号；根据所述状态信号确定所述锁扣挂件是否处于所述有效悬挂状态。

可选地，在一种实施例中，所述信号采集模组包括心电信号感应模块，所述安全带303采用以下步骤判断所述安全带的信号采集模组是否采集到心电信号：通过所述心电信号感应模块采集心脏跳动时产生的心电信号，其中，所述心电信号感应模块设置于预定位置，以使用户在正常佩戴所述安全带时，所述心电信号感应模块位于所述用户心脏区域；当所述心电信号感应模块采集到所述心电信号时，输出第三信号；根据是否检测到所述第三信号判断所述信号采集模组是否采集到心电信号。

可选地，在一种实施例中，所述信号采集模组包括磁力感应模块，所述安全带303采用以下步骤判断所述安全带的信号采集模组是否采集到波动信号的步骤包括：通过所述磁力感应模块感应所述安全带的波动，生成波动数据；采集所述波动数据；根据是否在预设时间内持续采集到所述波动数据判断所述信号采集模组是否采集到所述波动信号。

可选地，在一种实施例中，所述信号采集模组包括定位模块，所述安全带303采用以下步骤判断所述安全带的信号采集模组是否采集到波动信号的步骤包括：过所述定位模块定位所述安全带的位置，生成位置数据；以及根据所述位置数据判断所述信号采集模组是否采集到所述位移信号。

可选地，在一种实施例中，安全监测系统还包括图像采集装置和信号获取装置，图像采集装置用于采集佩戴所述安全带的用户的人脸图像，信号获取装置用于获取所述安全带携带的验证码，所述云服务器还用于根据所述人脸图像获取预置的验证信息，将所述验证码与所述验证信息进行匹配；以及当所述验证码与所述验证信息相匹配时，确定所述安全带合法授权。

可选地，在一种实施例中，信号获取装置包括信号询问器，所述安全带内置的信号应答器，信号应答器所述信号应答器用于接收所述信号询问器发送的询问信号，还用于响应于所述询问信号，通过所述信号应答器发射预写入的所述验证码。

可选地，在一种实施例中，所述云服务器还用于在接收到所述危险使用信号之后，下发的摄像启动信号，所述安全带还用于接收所述云服务器下发的摄像启动信号，并响应于所述摄像启动信号，通过在所述锁扣挂件处设置的摄像模块拍摄所述锁扣挂件的图像。

可选地，在一种实施例中，所述主控芯片还用于当所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态，且采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号时，记录所述安全带的位移数据；当云服务器超出所述安全带的通讯范围时，所述安全带将所述位移数据发送至所述通讯范围内的其他安全带，其中，每两个安全带之间通过链式基站转发形式进行相互通讯；当所述云服务器位于所述安全带的通讯范围时，将所述位移数据上报至所述云服务器。

可选地，在一种实施例中，在将所述位移数据上报至所述云服务器之前，所述安全带还用于向所述云服务器发起请求连接的请求指令，其中，所述请求指令包括所述云服务器的地址信息、所述安全带的订阅地址、所述安全带的设备创号、用户ID、用户名和密码；以及在与所述云服务器建立连接户，向所述云服务器发送心跳包。

可选地，在一种实施例中，图9为本发明实施例三提供的安全监测系统的通信示意图，如图9所示，登高智能安全带系统包含：管理端软件系统、云服务器、智能安全带设备。管理端软件系统运行在PC端或移动平板手机等终端，通过互联网与云服务器进行通讯，功能包括，定义智能安全带工作时间，远程收发指令、监控和推送广播语音消息，人脸识别。云服务器提供云计算服务，运行数据库及服务端软件，通讯中转，数据存储，终端检测，图像识别，多线程处理流媒体数据业务。安全带用于身份识别，状态数据采集上报、作业状态监测、流媒体监控业务及音频广播业务。

图10为本发明实施例三提供的安全监测系统中管理端的框图，如图10所示，管理端软件系统包括如下内容：

1、Mysql数据库：关联式数据库管理系统，储存用户数据，具体包括：图像、操作日志、位置信息、使用频率、考勤信息、设备串号列表、历史消息数据和管理员数据等。

2、Apachetomcat：Web应用服务器管理端页面，管理员通过帐号密码管理系统：设定管理员权限、录入用户肖像数据、绑定RF设备号、设定工作时间。录入到处违规信息，考勤信息等。

3、MQTT服务端：服务端与安全带客户端通讯协议。对每个终端在线状态进行识别监控。推送指令消息。

4、RTSP流媒体云台：流媒体通讯协议，实现远程抓拍功能，在服务段建立视频流数据服务云台，需要抓拍时，截取当前视频流，并随即选取5帧图片供管理员筛选。

5、人脸识别API：采用阿里云人脸识别API，在云服务器端返回识别结果。

6、RF射频验证服务端：通过MQTT与本地端设备进行远程连接。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种安全带的状态监测方法，其特征在于，包括：

检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态；

判断所述安全带的信号采集模组是否采集到心电信号、波动信号和位移信号；以及

当所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态，且采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号，输出安全警示信息。

2.根据权利要求1所述的安全带的状态监测方法，其特征在于，检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态的步骤包括：

检测内置于所述多扣挂件的行程开关的状态；

根据检测到的所述行程开关的状态生成状态信号，其中，所述状态信号包括表征所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态的第一信号和表征所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态的第二信号，当所述行程开关处于常闭状态时，生成所述第一信号，当所述行程开关处于常开状态时，生成所述第二信号；

根据所述状态信号确定所述锁扣挂件是否处于所述有效悬挂状态。

3.根据权利要求1所述的安全带的状态监测方法，其特征在于，

所述信号采集模组包括心电信号感应模块，判断所述安全带的信号采集模组是否采集到心电信号的步骤包括：

通过所述心电信号感应模块采集心脏跳动时产生的心电信号，其中，所述心电信号感应模块设置于预定位置，以使用户在正常佩戴所述安全带时，所述心电信号感应模块位于所述用户心脏区域；

当所述心电信号感应模块采集到所述心电信号时，输出第三信号；

根据是否检测到所述第三信号判断所述信号采集模组是否采集到心电信号；

所述信号采集模组包括磁力感应模块，判断所述安全带的信号采集模组是否采集到波动信号的步骤包括：

通过所述磁力感应模块感应所述安全带的波动，生成波动数据；

采集所述波动数据；

根据是否在预设时间内持续采集到所述波动数据判断所述信号采集模组是否采集到所述波动信号；

所述信号采集模组包括定位模块，判断所述安全带的信号采集模组是否采集到波动信号的步骤包括：

通过所述定位模块定位所述安全带的位置，生成位置数据；以及

根据所述位置数据判断所述信号采集模组是否采集到所述位移信号。

4.根据权利要求1所述的安全带的状态监测方法，其特征在于，在检测安全带的锁扣挂件是否处于有效悬挂状态之前，所述安全带的状态监测方法还包括：

采集佩戴所述安全带的用户的人脸图像；

获取所述安全带携带的验证码；

根据所述人脸图像获取预置的验证信息；

将所述验证码与所述验证信息进行匹配；以及

当所述验证码与所述验证信息相匹配时，确定所述安全带合法授权。

5.根据权利要求4所述的安全带的状态监测方法，其特征在于，获取所述安全带携带的验证码包括：

通过所述安全带内置的信号应答器接收信号询问器发送的询问信号；

响应于所述询问信号，通过所述信号应答器发射预写入的所述验证码。

6.根据权利要求1所述的安全带的状态监测方法，其特征在于，在输出安全警示信息之后，所述安全带的状态监测方法还包括：

接收云服务器下发的摄像启动信号；

响应于所述摄像启动信号，通过在所述锁扣挂件处设置的摄像模块拍摄所述锁扣挂件的图像。

7.根据权利要求1所述的安全带的状态监测方法，其特征在于，所述安全带的状态监测方法还包括：

当所述锁扣挂件处于所述有效悬挂状态，且采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号时，记录所述安全带的位移数据；

当云服务器超出所述安全带的通讯范围时，将所述位移数据发送至所述通讯范围内的其他安全带，其中，每两个安全带之间通过链式基站转发形式进行相互通讯；

当所述云服务器位于所述安全带的通讯范围时，将所述位移数据上报至所述云服务器。

8.根据权利要求7所述的安全带的状态监测方法，其特征在于，在将所述位移数据上报至所述云服务器之前，所述安全带的状态监测方法还包括：

向所述云服务器发起请求连接的请求指令，其中，所述请求指令包括所述云服务器的地址信息、所述安全带的订阅地址、所述安全带的设备创号、用户ID、用户名和密码；以及

在与所述云服务器建立连接户，向所述云服务器发送心跳包。

9.一种安全带，其特征在于，包括：安全带本体和设置于所述安全带本体上的主控模块、锁扣挂件、信号采集模组和信息输出模块，其中：

所述主控模块用于检测所述锁扣挂件是否处于有效悬挂状态；

所述信号采集模组用于采集心电信号、波动信号和位移信号；以及

所述主控模块还用于当所述锁扣挂件未处于所述有效悬挂状态，且所述信号采集模组采集到所述心电信号、所述波动信号和所述位移信号时，控制所述信息输出模块输出安全警示信息。

10.一种安全监测系统，其特征在于，包括管理端、云服务器和安全带，其中：

所述安全带用于在锁扣挂件处于有效悬挂状态，且采集到心电信号、波动信号和位移信号时，向所述云服务器发送危险使用信号；

所述云服务用于将所述危险使用信号发送至所述管理端，还用于向所述安全带发送警示信号；

所述安全带用于在接收到所述警示信号时，输出安全警示信息。

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