CN207100662U - 一种基于工程帽的安全预警系统 - Google Patents

Abstract

一种基于工程帽的安全预警系统，包括工程帽，还包括设置在工程帽上的移动端预警子系统以及与移动端预警子系统以无线电连接的中央控制系统，所述移动端预警子系统包括心率检测模块、移动端报警模块、静电探测器、静电报警模块和对讲机，所述中央控制系统包括中央处理器、控制端报警模块以及与对讲机语音通信的语音通讯设备，所述中央处理器响应心率报警模块和静电报警模块输出控制所述控制端报警模块对应输出控制端报警信号和监控报警信号。

Description

一种基于工程帽的安全预警系统

技术领域

本实用新型涉及工程用具领域，特别涉及一种基于工程帽的安全预警系统。

背景技术

工程帽，又名安全帽。在电力建设、生产及设备巡视等作业过程中，安全帽被工作人员广泛佩戴使用，它为保障工作人员的生命安全发挥着巨大作用。根据《电业安全工作规程》划定及电力生产实际需要，电业生产人员进生产、检验、安装施工、变电站高压区(室)、基本建设工地、修造车间以及其它高空作业等现场，都必需佩戴安全帽，这是保障生产人员人身安全的重要措施。但是，很多的用电设备在工作时都会产生静电，并且，一般静电的幅值都很高，所以设备上的静电经常性的会对巡检的工作人员造成一定的伤害。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于工程帽的安全预警系统，该安全监控系统可在一定程度上保证电力巡检工作人员在具有强静电场所工作时的安全。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于工程帽的安全预警系统，包括工程帽，还包括设置在工程帽上的移动端预警子系统以及与移动端预警子系统以无线电连接的中央控制系统，所述移动端预警子系统包括

心率检测模块，用于检测佩戴所述工程帽的工作人员的心率，当佩戴所述工程帽的工作人员的心率偏离正常值时输出心率报警信号；

移动端报警模块，固定设置与工程帽，并响应心率报警信号输出移动端报警信号；

静电探测器，固定设置在工程帽上，用于探测工程帽周围的强静电，并对应输出静电探测信号；

静电报警模块，耦接静电探测器，用于接收静电探测信号，当静电探测信号大于预设值时输出静电报警信号；

对讲机，用于与所述中央控制系统语音通信；

所述中央控制系统包括中央处理器、控制端报警模块以及与对讲机语音通信的语音通讯设备，所述中央处理器响应心率报警信号和静电报警信号控制所述控制端报警模块对应输出控制端报警信号和监控报警信号。

通过采用上述技术方案，在电力巡检工作人员工作过程中心率检测模块可实时监测工作人员的心率，静电探测器可实时监测工作人员周伟的强静电，当工作人员的心率监测模块输出心率报警信号时，说明工作人员的身体状况出现问题，此时，位于中央处理器和控制端报警模块附近的人员可通过控制端报警信号得知工作人员的身体状况并迅速采取救援措施，在一定程度上保证了工作人员的人身安全；同时，当静电报警模块输出静电报警信号时，说明工作人员周围有强静电，此时位于中央处理器和控制端报警模块附近的人员可通过语音通讯设备和对讲机与工作人员进行通话，从而可时的提醒工作人员，使得工作人员可以及时采取相应措施，以保证自身的人身安全；由以上所述可知，该安全预警系统可一定程度上保证电力巡检工作人员在具有强静电场所工作时的安全。

作为本实用新型的改进，所述移动端报警模块包括

移动报警单元，响应心率报警信号输出用于提示工作人员自身的移动报警信号；

延时控制单元，耦接所述移动报警单元，并在移动报警单元连续发出预设时间的移动报警信号后输出救援控制信号；

信号发生单元，耦接延时控制单元，并响应救援控制信号输出用于提示救援人员响应工程帽所在位置的救援信号。

通过采用上述技术方案，当心率检测模块输出心率报警信号时，移动报警单元可及时的发出移动报警信号，从而达到提示工作人员及时采取相应措施的目的；若再预设时间之内，心率检测模块持续输出心率报警信号，则说明工作人员可能处于昏迷状态，此时信号发生单元输出的救援信号可起到提示工作人员位置的作用，以便于救援人员及时的找到昏迷的工作人员，进一步的保证了工作人员的安全。

作为本实用新型的改进，所述移动报警单元包括响应心率报警信号得电的振动电机和蜂鸣器。

通过采用上述技术方案，蜂鸣器得电后发出的声音可起到提示工作人员的作用，但是在一些环境噪音较大的施工现场，工作人员可能听不到蜂鸣器发出的声音，此时振动电机得电后可发出震动提示信息，保证了工作人员可及时收到移动报警单元输出的移动报警信号，进一步的保证了工作人员的安全。

作为本实用新型的改进，所述信号发生单元包括一响应救援控制信号得电的发光二极管。

通过采用上述技术方案，发光二极管得电时，可发出提示光，以方便救援人员发现昏迷的工作人员，增加了救援人员救援工作人员的便利性，进一步的保证了工作人员的安全。

作为本实用新型的改进，所述发光二极管设置为的得电后发出红光的发光二极管。

通过采用上述技术方案，由于红光的波长较长，所以更容易被人发现，使得救援人员即使在一些工作环境比较复杂的施工现场也能够尽快的发现工作人员，进一步的保证了工作人员的安全。

作为本实用新型的改进，所述检测模块中检测心率的传感器设置为元件型号为MK0702的脉搏心率传感器。

通过采用上述技术方案，元件型号为MK0702的脉搏心率传感器反应灵敏，准确度高，增加了心率监测模块工作的准确性和灵敏性，同时，该模块成本底，在一定成程度上降低了该安全预警系统的设置成本。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果： 安全性高，通过设置移动报警单元、信号发生单元和控制端报警模块，实现了移动端和控制端的双重报警，预警效应较高，保证了工作人员的安全。

附图说明

图1是工程帽的简要示图；

图2是安全防护系统的系统图；

图3是移动端报警模块的电路图；

图4是静电报警模块的电路图；

图5是控制端报警模块的电路图。

图中，11、移动报警单元；12、延时控制单元；13、信号发生单元；21、稳压单元；22、触发单元；23、输出单元；31、控制报警单元；32、监控报警单元;4、静电探测器；5、工程帽6、中央控制系统；7、声音检测模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示，包括设置在工程帽5上的移动端预警子系统以及与移动端预警子系统以无线电连接的中央控制系统6，其中，移动端预警子系统包括：

GPS定位模块，用于实时定位工程帽的位置并对应输出定位检测信号；

声音检测模块7，采用市场上常用的声音传感器模块，固定设置在安全帽的外侧，用于检测佩戴工程帽5的施工人员发出的声音，并对应输出声音检测信号；

微处理器，耦接GPS定位模块和声音检测模块7，用于接收定位检测信号和声音检测信号，当定位检测信号和在一定时间内未改变并在相应时间内未接收到声音检测信号时输出第一报警信号；微处理器可设置为单片机处理系统，并且通过单片机实现上述微处理器的功能为通用手段，单片机可选用较为简单的51系列单片机；

心率检测模块，设置在安全帽的后侧(图中未示出)，通过检测工作人员脖颈处的脉动检测工作人员的心率，当佩戴所述工程帽5的施工人员的心率偏离正常值时输出心率报警信号；心率监测模块中检测心率的传感器可设置为脉搏心率传感器MK0702，该反应器反应灵敏，准确度高；

或门电路，耦接所述心率检测模块和微处理器，用于接收第一报警信号和心率报警信号，当接收到第一报警信号和/或心率报警信号时输出事故信号；

再参照图3，移动端报警模块，包括移动报警单元11，延时控制单元12和移动端摄像头，具体结构如下：

移动报警单元11，包括NPN型的三极管T1，三极管T1的集电极耦接电源正极，三极管T1的基极用于接收上述事故信号，三极管T1的发射极通过固定设置在工程帽5上的振动电机G1和蜂鸣器B1接地，其中，振动电机G1和蜂鸣器B1并联设置；当三极管T1的基极接收到事故信号时，三极管T1的发射极与蜂鸣器耦接的节点输出移动报警信号；

延时控制单元12，包括基于型号为ATC89C51的单片机U1的最小系统，单片机U1的P1.0端口用于接收移动报警信号，当单片机U1的P1.0端口接收到移动报警信号时，单片机U1开始计时，如果在预设的时间内单片机U1的P1.0端口持续接收到移动报警信号，则单片机U1的P2.0端口输出救援控制信号；

信号发生单元13，包括串接于电源正极和单片机U1的P2.0端口之间的发光二极管D1和固定电阻R1，其中，发光二极管D1通电后发出红光；当单片机U1的P2.0端口输出救援控制信号时，发光二极管D1通电发光；

如图1和图2所示，移动端摄像头，固定设置在工程帽5的前方，用于摄像并实时输出影像信号；移动端摄像头采用常用的高清微型摄像头，占用空间较小，受撞击而损坏的概率较低；

静电探测器4，设置在工程帽5上，工程帽5设置有用于卡接静电探测器4的卡托，静电探测器4通过卡托与工程帽5可拆卸连接，用于探测工程帽5周围的静电，并对应输出静电探测信号； 静电探测器4采用元件型号为KC1816-KP2的静电容感应开关，该静电容感应开关的最大感应距离可达1.6m，能够在人体还未接触到带有高静电物体之前对应输出静电探测信号；

再参照图4，静电报警模块，通过螺旋导线与静电探测器4连接，用于接收静电探测信号，当静电探测信号大于预设值时输出静电报警信号；静电报警模块包括稳压单元21，触发单元22和输出单元23，具体结构如下：

稳压单元21，包括电容C3，电容C3耦接于静电探测器4与电源负极之间，电容C3与静电探测器4耦接的节点输出稳压信号；

触发单元22，包括发光二极管D4以及与发光二极管配合的光敏电阻R3；其中，发光二极管D4与一限流电阻R2串接于稳压单元21的输出端和电源负极之间，光敏电阻R3与固定电阻R4串接于电源；当静电探测信号的幅值增大时，发光二极管D4发出的光的亮度增高，光敏电阻R3的阻值减小，当光敏电阻R3两端的电压低于高电平时，光敏电阻R3与固定电阻R4耦接的节点通过一非门NOT输出触发信号；

输出单元23，包括场效应管T4，场效应管T4的栅极用于接收触发信号，场效应管T4的源极耦接电源正极，场效应管T4的漏极通过一固定电阻R5接地，固定电阻R5与场效应管T4的漏极耦接的节点输出上述静电报警信号；

如图1和图2所示，移动端存储模块，耦接移动摄像头和静电报警模块，用于接收影像信号和静电报警信号，当接收到静电报警信号时，存储对应的影像信号并输出第二报警信号；该移动端存储模块的设置方式在录像机中的应用已较为成熟，在此不再赘述；

上述中央控制系统6设置在控制室，中央控制系统6包括中央处理器以及与中央处理器耦接的控制端报警模块和PC端。

中央处理器通过一GPS接收模块与上述GPS定位模块无线连接，并通过PC端显示与定位检测信号对应的工程帽5的位置信息。

中央处理器通过无线电连接的方式耦接上述或门电路、移动端摄像头和移动端存储模块，用于接收事故信号、影像信号和第二报警信号。当中央处理器接收到事故信号时，控制上述控制端报警模块输出控制端报警信号；当中央处理器接收到第二报警信号时，控制上述控制端报警信号输出监控报警信号；中央处理器接收并存储上述影像信号，PC端用于显示影响信号对应的影像信息。

此外，工程帽5还设置有对讲机，PC端设置有可与对讲机通话的语音通讯装置。

中央处理器和PC端的设置方式是监控室常用的监控手段，在此不再赘述。

再参照图5，上述控制端报警模块包括控制报警单元31和监控报警单元32。

控制报警单元31包括NPN型的三极管T2。三极管T2的集电极耦接电源正极，三极管T2的基极耦接中央处理器，三极管T2的发射极通过并联设置的发光二极管D2和蜂鸣器B2接地。当中央处理器接收到事故信号时，三极管T2导通，发光二极管D2和蜂鸣器B2同时得电，从而发出控制端报警信号。

监控报警单元32包括NPN型的三极管T3。三极管T3的集电极耦接电源正极，三极管T3的基极耦接中央处理器，三极管T3的发射极通过一 发光二极管D3接地。当中央处理器接收到事故信号时，三极管T3导通，发光二极管D3得电，从而发出监控报警信号。

由以上所述内容可知，当微处理器和心率检测模块同时输出第一报警信号和心率报警信号时，说明工作人员静止不动，并且心率下降，可能处于危险的状态中，此时中央处理器通过控制上述控制端报警模块发出控制端报警信号提示位于控制室的工作人员，在一定程度上增加了对于事故人员的救援效率。同时，若工作人员处于工作状态，并受到电磁干扰从而使得心率下降时，也有可能使得或门电路输出事故信号，此时移动端报警模块中的振动电机G1和蜂鸣器B1可同时得电，从而提示相应工作人员撤离危险区域；如果，在预设时间内工作人员仍然没有撤离安全区域，则说明工作人员处于休克或昏迷的状态中，此时发光二极管D1通电，发出红光，从而位救援人员的救援提供了便利。

当静电探测器4探测到工作人员有强静电时，可通过静电报警模块输处静电报警信号，此时移动端存储模块储存对应的影像信号并输出第二报警信号，以使得控制室中的监控报警单元32发出监控报警信号，从而起到提示位于控制室内的工作人员的作用，同时，移动端存储模块的设置也可以起到记录现场信息的作用，以便于工作人员对施工现场具有强静电位置的记录和处理。

同时，上述GPS定位模块与PC端配合可以精确的定位工作人员的位置，以便于配合救援人员对事故人员的救援。

本具体实时例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实时例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种基于工程帽的安全预警系统，包括工程帽(5)，其特征在于：还包括设置在工程帽(5)上的移动端预警子系统以及与移动端预警子系统以无线电连接的中央控制系统(6)，所述移动端预警子系统包括

心率检测模块，用于检测佩戴所述工程帽(5)的工作人员的心率，当佩戴所述工程帽(5)的工作人员的心率偏离正常值时输出心率报警信号；

移动端报警模块，固定设置与工程帽(5)，并响应心率报警信号输出移动端报警信号；

静电探测器(4)，固定设置在工程帽(5)上，用于探测工程帽(5)周围的强静电，并对应输出静电探测信号；

静电报警模块，耦接静电探测器(4)，用于接收静电探测信号，当静电探测信号大于预设值时输出静电报警信号；

对讲机，用于与所述中央控制系统(6)语音通信；

所述中央控制系统(6)包括中央处理器、控制端报警模块以及与对讲机语音通信的语音通讯设备，所述中央处理器接收并响应心率报警信号和静电报警信号控制所述控制端报警模块对应输出控制端报警信号和监控报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于工程帽的安全预警系统，其特征在于：所述移动端报警模块包括

移动报警单元(11)，响应心率报警信号输出用于提示工作人员自身的移动报警信号；

延时控制单元(12)，耦接所述移动报警单元(11)，并在移动报警单元(11)连续发出预设时间的移动报警信号后输出救援控制信号；

信号发生单元(13)，耦接延时控制单元(12)，并响应救援控制信号输出用于提示救援人员响应工程帽(5)所在位置的救援信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于工程帽的安全预警系统，其特征在于：所述移动报警单元(11)包括响应心率报警信号得电的振动电机和蜂鸣器。

4.根据权利要求2所述的一种基于工程帽的安全预警系统，其特征在于：所述信号发生单元(13)包括一响应救援控制信号得电的发光二极管。

5.根据权利要求4所述的一种基于工程帽的安全预警系统，其特征在于：所述发光二极管设置为的得电后发出红光的发光二极管。

6.根据权利要求1所述的一种基于工程帽的安全预警系统，其特征在于：所述心率检测模块中检测心率的传感器设置为元件型号为MK0702的脉搏心率传感器。