CN207007157U - 一种高空作业人身安全预警监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及安全防护装置技术领域，尤其是一种高空作业人身安全预警监控装置。它包括电源模块、气压传感器、用于对气压传感器输出的信号作模数转换处理的模数转换器、用于将模数转换器输出的气压信号转换为高度信号的主控制器、用于对主控制器输出的信号进行信息显示的显示模块及用于将主控制器与上位机作通信连接的通信模块。本实用新型利用气压传感器采集作业区域的气压数据，通过主控制器将气压数据转换为高度数据，利用显示模块进行作业高度的实时显示，利用通信模块则可将高空作业人员的作业位置高度进行远程传送，以便于监管人员以及高空作业人员能够实时了解作业情况，从而实现对高空作业人员的监测、预警，为高空作业人员的安全提供有效保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及安全防护装置技术领域，尤其是一种高空作业人身安全预警监控装置。
背景技术
众所周知，高空作业是电力系统中的一个常见的施工作业项目，如：电力线路施工中的立塔、架线、检修，变电站内设备、母线、线路的检修，起重设备的安装和检修以及高空照明设备的安装维护等等生产作业。工作人员在进行高空作业时，为了保证人身安全，一般都需要佩戴安全带等防护装置以防止高空坠落，但部分高空作业人员往往缺乏足够的安全意识，安全带使用不当、佩戴不紧，敷衍了事、形同虚设，从而导致威胁安全生产的因素始终无法消除。
目前，电力企业虽然已经建立安全生产责任制，但由于缺少安全生产过程中的有效管控手段以及对诸如安全带等防护装置的开发大多关注于其使用材料的更新上，忽视了对高空作业现场本身的监控预警，导致高空作业人员在进行高空作业过程中由于安全带佩戴有误或者受现场环境不利因素的影响所引发的恶性事故时有发生。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高空作业人身安全预警监控装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种高空作业人身安全预警监控装置，它装设于安全带上，它包括电源模块、用于采集作业环境内的气压数据的气压传感器、用于对气压传感器输出的信号作模数转换处理的模数转换器、用于将模数转换器输出的气压信号转换为高度信号的主控制器、用于对主控制器输出的信号进行信息显示的显示模块以及用于将主控制器与上位机作通信连接的通信模块；所述电源模块包括储能电池、低压差稳压器和基准电压源，所述储能电池通过低压差稳压器分别与主控制器、气压传感器、模数转换器、显示模块和通信模块相连，所述基准电压源连接于气压传感器和主控制器之间。
优选地，所述主控制器还连接有一用于采集作业环境内的温湿度数据的温湿度传感器，所述储能电池通过低压差稳压器与温湿度传感器相连。
优选地，所述主控制器、模数转换器和温湿度控制器集成为一单片微控制器，且所述单片微控制器为一C8051F系列单片机。
优选地，所述气压传感器为一US9111型或MPX2100D型传感器。
优选地，所述气压传感器与模数转换器之间还连接有一用于对气压传感器输出的信号作降噪处理的滤波器。
优选地，所述显示模块包括一装设于安全带上的OLED显示屏和一受控于单片微控制器以驱动OLED显示屏进行信息显示的驱动控制器，所述驱动控制器包括一MAX7219型驱动芯片。
优选地，所述通信模块包括一通过单片微控制器的UART串口总线与单片微控制器相连的SP3232型信号收发器。
优选地，所述低压差稳压器包括一LM1117A型电压调节器，所述基准电压源包括一MAX6350型电源管理器。
由于采用了上述方案，本实用新型利用气压传感器采集作业区域的气压数据，通过主控制器将气压数据转换为高度数据，利用显示模块进行作业高度的实时显示，利用通信模块则可将高空作业人员的作业位置高度进行远程传送，以便于监管人员以及高空作业人员能够实时了解作业情况，从而实现对高空作业人员的监测、预警，为高空作业人员的安全提供有效保障；其系统结构简单、适用范围广，具有很强的实用价值和市场推广价值。
附图说明
图1是本实用新型实施例的系统控制原理框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本实施例提供的一种高空作业人身安全预警监控装置，它装设于安全带上(当然，也可直接配置于高空作业人员的工装等衣物或工具上)，它包括：
气压传感器a，其主要用于采集作业环境内的气压数据，本实施例优选US9111型或MPX2100D型传感器，以便充分利用此类传感器的测量精度高、适用高度范围广的特点来进行作业高度区域的气压数据的精确测量；
模数转换器b，其主要用于将气压传感器a输出的模拟气压信号转换为数字气压信号，以便为后续的信号数据处理提供便利；
主控制器c，其主要用于信号数据的处理以及控制逻辑的输出，如：通过预先植入的算法程序将模数转换器b输入的数字气压信号转换为与气压信号相对应的高度信号，在实际的数据处理过程中，可将作业环境的高度按区段进行划分，当气压信号落入相应高度区段所对应的气压值范围内时，可以此实现对数据的解算，从而得到气压信号所对应的高度信号，避免因高度与气压之间存在复杂的函数关系而容易导致装置的电路结构过于复杂的缺陷；
显示模块d，其主要用于对主控制器c输出的信号(如高度信号)进行实时显示，以便于高空作业人员能够直观地观察到作业位置的高度；
通信模块e，其主要用于将主控制器c与上位机进行通信连接，以便现场或远程监管人员能够实时确定高空作业人员的作业环境信息(如高度信息)；
和
电源模块A，主要用于为装置内的各个用电元件提供稳定的工作电源，其主要由储能电池f(其可采用锂离子电池或者AAA型电池等)、低压差稳压器g和基准电压源h构成；其中，储能电池f通过低压差稳压器g分别与主控制器c、气压传感器a、模数转换器b、显示模块d和通信模块e相连以实现供电，而基准电压源h则连接于气压传感器a和主控制器c之间，以通过基准电压源h来稳定对气压传感器a的供电、保证气压传感器a的输出稳定性，同时利用基准电压源h的分压作用也可为主控制器c提供参考电压。
由此，可利用气压传感器a采集作业区域的气压数据，通过主控制器c将气压数据转换为与其对应的高度数据，从而实现对高空作业人员的作业位置的高度进行实时采集，并利用显示模块d进行作业高度的实时显示以为高空作业人员了解自己作业位置提供参考，而利用通信模块e则可将高空作业人员的作业位置高度进行远程传送，以便于监管人员能够实时了解作业情况；基于此，可实现对高空作业人员的监测、预警，从而为高空作业人员的安全提供有效保障。当然，也可同时在装置上增设声光报警装置模块，当作业人员处于预定的危险高度时，可利用声光信号来提示作业人员或监管人员。
为丰富装置对作业现场环境状况的采集，本实施例的主控制器c还连接有一用于采集作业环境内的温湿度数据的温湿度传感器k，储能电池f通过低压差稳压器g与温湿度传感器k相连。由此，可利用温湿度传感器k同步采集作业高度位置的温度和湿度信息，以为装置是否发出警报信息提供参考依据。
为最大限度减小整个装置的体积、降低系统结构复杂性及提高装置的系统集成度和稳定性，从而避免装置本身对安全带或者高空作业人员造成不利影响，可选用一能够将主控制器c、模数转换器b和温湿度控制器k或者三者相关功能集成为一体的元器件来替代这三个功能器件，即：相当于主控制器c、模数转换器b和温湿度控制器k集成为单片微控制器B，而诸如C8051F系列单片机可具备此单片微控制器B的功能。
为避免气压传感器a产生的信号在进入模数转换器b之前发生失真的现象，同时减少气压传感器a的功耗，在气压传感器a与模数转换器b之间还连接有一用于对气压传感器a输出的信号作降噪处理的滤波器m；从而，利用滤波器m可起到良好的隔离缓冲、降噪等作用。
鉴于高空作业主要为户外作业，且作业环境较为恶劣，本实施例的显示模块d包括一装设于安全带上(当然，也可为诸如工装等衣物或工具上)的OLED显示屏d1和一受控于单片微控制器B以驱动OLED显示屏d1进行信息显示的驱动控制器d2，驱动控制器d2包括一MAX7219型驱动芯片。
为能够保证单片微控制器B与上位机进行有效的通信，本实施例的通信模块e包括一通过单片微控制器B的UART串口总线与单片微控制器B相连的SP3232型信号收发器。
另外，作为优选方案，为保证电源模块的整体性能，本实施例的低压差稳压器g主要由一LM1117A型电压调节器构成，而基准电压源h则主要由一MAX6350型电源管理器构成。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型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，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种高空作业人身安全预警监控装置，其特征在于：它装设于安全带上，它包括电源模块、用于采集作业环境内的气压数据的气压传感器、用于对气压传感器输出的信号作模数转换处理的模数转换器、用于将模数转换器输出的气压信号转换为高度信号的主控制器、用于对主控制器输出的信号进行信息显示的显示模块以及用于将主控制器与上位机作通信连接的通信模块；所述电源模块包括储能电池、低压差稳压器和基准电压源，所述储能电池通过低压差稳压器分别与主控制器、气压传感器、模数转换器、显示模块和通信模块相连，所述基准电压源连接于气压传感器和主控制器之间。
2.如权利要求1所述的一种高空作业人身安全预警监控装置，其特征在于：所述主控制器还连接有一用于采集作业环境内的温湿度数据的温湿度传感器，所述储能电池通过低压差稳压器与温湿度传感器相连。
3.如权利要求2所述的一种高空作业人身安全预警监控装置，其特征在于：所述主控制器、模数转换器和温湿度控制器集成为一单片微控制器，且所述单片微控制器为一C8051F系列单片机。
4.如权利要求3所述的一种高空作业人身安全预警监控装置，其特征在于：所述气压传感器为一US9111型或MPX2100D型传感器。
5.如权利要求4所述的一种高空作业人身安全预警监控装置，其特征在于：所述气压传感器与模数转换器之间还连接有一用于对气压传感器输出的信号作降噪处理的滤波器。
6.如权利要求3所述的一种高空作业人身安全预警监控装置，其特征在于：所述显示模块包括一装设于安全带上的OLED显示屏和一受控于单片微控制器以驱动OLED显示屏进行信息显示的驱动控制器，所述驱动控制器包括一MAX7219型驱动芯片。
7.如权利要求3所述的一种高空作业人身安全预警监控装置，其特征在于：所述通信模块包括一通过单片微控制器的UART串口总线与单片微控制器相连的SP3232型信号收发器。
8.如权利要求3所述的一种高空作业人身安全预警监控装置，其特征在于：所述低压差稳压器包括一LM1117A型电压调节器，所述基准电压源包括一MAX6350型电源管理器。
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| CN109993431A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-07-09 | 国网冀北电力有限公司承德供电公司 | 一种作业人员位置信息监管方法和系统 |
| CN112791325A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-05-14 | 西安科技大学 | 一种高空作业移动式安全防护装置及方法 |
| CN113805115A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-17 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种具有作业安全实时监测的方法和系统 |
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