CN207733723U - 一种智能安全帽 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能安全帽，属于现场操作人员安全防护技术和管理领域。该智能安全帽包括安全帽本体和智能监控系统；所述智能监控系统包括内部监测单元和外部监测单元；所述内部监测单元安装在所述安全帽本体的内侧，所述外部监测单元安装在所述安全帽本体的外侧；所述内部监测单元包括生命体征传感器、压力传感器；所述外部监测单元包括处理器、电源模块、环境监测传感器、定位装置、通讯模块、摄像头、音频模块、运动传感器、加速度传感芯片；所述生命体征传感器、压力传感器、电源模块、环境监测传感器、定位装置、通讯模块、摄像头、音频模块、运动传感器、加速度传感芯片均分别与电源模块、处理器连接。

Description

一种智能安全帽

技术领域

本实用新型属于现场操作人员安全防护技术和管理领域，具体涉及一种智能安全帽。

背景技术

安全帽是保护工业生产、矿产开发及土木施工人员在生产建设过程中防御人体头部不受外来物体击打和伤害，从而避免或减轻事故伤害的必不可少的防护用品。目前传统安全帽其功能过于单一,难于管理。此外,有部分技术虽然实现了在安全帽上增加了音频视频数据采集,信息传输等功能，但是无法实现对作业人员的智能管理，对作业人员的身体和作业环境进行全方位的监护，对作业人员起不到真正的保驾护航作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种智能安全帽，实现对作业人员的智能管理，对作业人员的身体和作业环境进行全方位的监护。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种智能安全帽，包括安全帽本体和智能监控系统；所述智能监控系统包括内部监测单元和外部监测单元；所述内部监测单元安装在所述安全帽本体的内侧，所述外部监测单元安装在所述安全帽本体的外侧；

所述内部监测单元包括生命体征传感器、压力传感器；

所述外部监测单元包括处理器、电源模块、环境监测传感器、定位装置、通讯模块、摄像头、音频模块、运动传感器、加速度传感芯片；

所述生命体征传感器、压力传感器、电源模块、环境监测传感器、定位装置、通讯模块、摄像头、音频模块、运动传感器、加速度传感芯片均分别与电源模块、处理器连接。

所述内部监测单元中的生命体征传感器、压力传感器分别与柔性电路板连接；

所述柔性电路板上的卡扣固定在安全帽本体的帽衬上；

在所述安全帽本体的一侧开有孔，柔性电路板从该孔伸出后通过微型连接器与外部监测单元中的处理器连接。

所述生命体征传感器包括心率传感器、温度传感器、皮肤阻抗测量传感器，三者分别固定在安全帽的帽箍上。

所述环境监测传感器包括：风速传感器、高压检测装置、有害气体传感器、气压传感器、温湿度传感器、光线传感器。

所述高压检测装置包括辐射接收部件、放大电路、带通滤波电路、采样电路；

所述辐射接收部件的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与带通滤波电路的输入端连接，带通滤波电路的输出端与采样电路的输入端连接，采样电路的输出端与处理器连接。

所述定位装置包括WIFI/蓝牙定位模块、卫星定位装置；

所述卫星定位装置采用北斗/GPS定位模块。

所述通讯模块包括4G模块、蓝牙模块、WIFI模块、CDMA/GSM模块。

所述运动传感器包括地磁传感器、三轴传感器、陀螺仪。

所述音频模块包括音频编解码芯片和数字功放装置。

优选地，所述外部监测单元包括LED灯、MIC、TF/SD卡座、SIM卡座、电源开关、录像抓拍开关、照明开关、语音对讲开关、充电接口、喇叭；

所述电源开关控制整个智能监控系统的通电和断电；

所述录像抓拍开关控制所述摄像头的打开和关闭；

所述照明开关控制LED灯的打开和关闭；

所述语音对讲开关控制MIC的打开和关闭；

所述充电接口与电源模块连接，对电源模块进行充电；

所述LED灯设置在安全帽本体的帽檐上部中间位置的凸起部分上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(a)在普通安全帽原有防护功能的基础上，把使用者生理参数、工作环境、照明、数字对讲、视频通讯、定位、考勤、撞击报警、高压报警、录音录像、抓拍、是否佩戴状态识别等多种功能整合到安全帽上，既为工作人员提供了极大便利和安全保障，又为管理人员提供了多种简洁有效的管理手段。

(b)目前很多行业的工作人员作业时，需要随身携带多个不同用途的工具或设备，给作业带来很大的不便利性和麻烦，也增大了不安全因素。本实用新型把这些不同用途的工具设备整合到一起，即方便工作人员随身携带也便于保管，同时还能通过资源整合大大降低了设备投入成本。

(c)本实用新型的撞击报警功能，能保障工作人员单人作业时生了安全事故时及时告知，及时救护，降低死亡率。

附图说明

图1本实用新型智能安全帽中的智能监控系统的组成结构图

图2本实用新型智能安全帽的前视立体图

图3本实用新型智能安全帽的后视立体图

图4本实用新型智能安全帽系统原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

本实用新型智能安全帽包括有扣带的安全帽本体,和设置在安全帽上面的智能监控系统,如图1、图2和图3所示，该智能监控系统由位于额头部分的内部监测单元M1和位于头盔外部的外部监测单元M2两部分组成。

M1部分主要有心率传感器101、温度传感器102、皮肤阻抗测量仪103、压力传感器104；M2部分主要由控制电路、风速传感器201、LED灯202、高压检测装置203、电源模块204、有害气体传感器205、WIFI/蓝牙定位模块206、卫星定位装置207(可采用北斗/GPS定位模块)、摄像头208、音频模块209、气压传感器210、温湿度传感器211、运动传感器212、光线传感器213、加速度传感芯片219、通讯模块218、MIC、TF/SD卡座、SIM卡座、电源开关216、录像抓拍开关217、照明开关和语音对讲开关(按钮外端伸出在帽檐外)，其中运动传感器212包括地磁传感器212a、三轴传感器212b、陀螺仪212c。所述音频模块209由音频编解码芯片和数字功放构成，TF/SD卡座里装置TF卡，SIM卡座里装置SIM卡。

在帽檐上部中间位置凸起部分装置LED灯202和摄像头208，在M2单元内设置喇叭214、充电接口215，LED灯202、摄像头208和喇叭214通过导线与主控电路板连接。

所述高压检测装置203由辐射接收部件、放大电路、带通滤波电路、采样电路构成，辐射接收部件的输出端接放大电路输入端，放大电路输出接带通滤波电路输入端、带通滤波电路输出端接采样电路输入端，采样电路输出端接处理器。处理器设置在M2单元的电路板内。

M1单元中的传感器通过柔性电路板相连，柔性电路板上的卡扣固定在安全帽的帽衬上，再由安全帽右侧的开孔与M2单元相连接

如图4所示，所述处理器与M1和M2中的所有部件都连接。所述处理器采用OMPA4460芯片。

利用上述智能安全帽能够实现以下功能：

1.当需要照明时，打开安全帽上照明开关，启动LED灯提供照明。

2.当需要与指挥台进行通话时，打开安全帽上的语音对讲开关，启动音频模块，通过语音编码芯片对声音进行采集，打包压缩成文件，利用CDMA/GSM模块数据通道经服务器转发至指挥台，然后将文件解压并还原成声音。3.当需要与指挥台进行视频传输时，打开录像抓拍开关，摄像头采集数据后通过4G网络，传送给指挥台，实现后方对使用者环境的及操作规范程度的监控，给出最佳的指导方案。

4.工作员戴好安全帽后，通过心率传感器101、温度传感器102、皮肤阻抗测量仪103，实时掌握使用者的生命体征参数及疲劳程度。

5.通过温湿度传感器、运动传感器、气压传感器及有害气体传感器，实时分析使用者的工作环境。

6.利用蓝牙/WIFI模块及北斗/GPS模块接收卫星信号，对安全帽的位置信息解析后打包成文件，通过CDMA/GSM模块数据通道上传至服务器进行数据分析，得到安全帽的位置信息。

7.利用定位功能原理进一步对佩戴安全帽人员进行跟踪，得到人员的到岗或离岗信息，从而实现对人员的考勤功能。

8.通过加速度传感芯片采集到的安全帽运动数据、陀螺仪采集到的与水平方向夹角的数据，打包压缩成文件后通过CDMA/GSM模块数据通道上传至服务器进行数据分析，得到安全帽的状态信息，根据安全帽是否长时间静止不动、与水平夹角是否超过设定数值，从而判断安全帽是否被佩戴到人员头上，如果判断某个安全帽没有佩戴，则会发出报警信号。

9.通过加速度传感芯片采集安全帽的自由坠落数据及压力传感器采集到的数据，打包压缩成文件后通过CDMA/GSM模块数据通道上传至服务器进行数据分析，根据撞击力的数值是否超过设定范围来判断安全帽是否受到撞击、根据自由坠落的下降速度是否超过设定范围来判断安全帽是否发生坠落。如果判断到某个安全帽受到撞击或自由坠落，则在指挥台发出报警信号，从而实现安全事故第一时间被发现以便能及时得到救护的效果。

10.当安全帽附近有高压电路时，通过磁场感应天线检测采集电场辐射信号，高压检测装置将强度数据输入到处理器，并根据处理器设定的辐射强度参数判断安全帽是否越过安全区域，如果安全帽位置越过高压电路安全距离，则经过语音处理单元发出语音提示，并将该信息通过CDMA/GSM模块数据通道上传至服务器记录备案。

11.每次打开电源开关，处理器对所有功能单元进行初始化检测，如某个单元不能正常工作，则由蜂鸣器进行故障报警。

12.指挥台发送查看指令后,前方摄像头自动开启,摄像头采集的光信号转化成电信号后再通过处理器编码和压缩后，再通过远程传输供指挥台在线播放。指挥台也可以远程播放以前存储在安全帽里的视频资料，即既能够边存储边播放，也能够回放以前存储在安全帽内的视频资料。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施例所描述的结构，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (10)

1.一种智能安全帽，其特征在于：所述智能安全帽包括安全帽本体和智能监控系统；所述智能监控系统包括内部监测单元和外部监测单元；所述内部监测单元安装在所述安全帽本体的内侧，所述外部监测单元安装在所述安全帽本体的外侧；

所述内部监测单元包括生命体征传感器、压力传感器；

所述外部监测单元包括处理器、电源模块、环境监测传感器、定位装置、通讯模块、摄像头、音频模块、运动传感器、加速度传感芯片；

所述生命体征传感器、压力传感器、电源模块、环境监测传感器、定位装置、通讯模块、摄像头、音频模块、运动传感器、加速度传感芯片均分别与电源模块、处理器连接。

2.根据权利要求1所述的智能安全帽，其特征在于：所述内部监测单元中的生命体征传感器、压力传感器分别与柔性电路板连接；

所述柔性电路板上的卡扣固定在安全帽本体的帽衬上；

在所述安全帽本体的一侧开有孔，柔性电路板从该孔伸出后通过微型连接器与外部监测单元中的处理器连接。

3.根据权利要求2所述的智能安全帽，其特征在于：所述生命体征传感器包括心率传感器、温度传感器、皮肤阻抗测量传感器，三者分别固定在安全帽的帽箍上。

4.根据权利要求3所述的智能安全帽，其特征在于：所述环境监测传感器包括：风速传感器、高压检测装置、有害气体传感器、气压传感器、温湿度传感器、光线传感器。

5.根据权利要求4所述的智能安全帽，其特征在于：所述高压检测装置包括辐射接收部件、放大电路、带通滤波电路、采样电路；

所述辐射接收部件的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与带通滤波电路的输入端连接，带通滤波电路的输出端与采样电路的输入端连接，采样电路的输出端与处理器连接。

6.根据权利要求5所述的智能安全帽，其特征在于：所述定位装置包括WIFI/蓝牙定位模块、卫星定位装置；

所述卫星定位装置采用北斗/GPS定位模块。

7.根据权利要求6所述的智能安全帽，其特征在于：所述通讯模块包括4G模块、蓝牙模块、WIFI模块、CDMA/GSM模块。

8.根据权利要求7所述的智能安全帽，其特征在于：所述运动传感器包括地磁传感器、三轴传感器、陀螺仪。

9.根据权利要求8所述的智能安全帽，其特征在于：所述音频模块包括音频编解码芯片和数字功放装置。

10.根据权利要求1-9任一所述的智能安全帽，其特征在于：所述外部监测单元包括LED灯、MIC、TF/SD卡座、SIM卡座、电源开关、录像抓拍开关、照明开关、语音对讲开关、充电接口、喇叭；

所述电源开关控制整个智能监控系统的通电和断电；

所述录像抓拍开关控制所述摄像头的打开和关闭；

所述照明开关控制LED灯的打开和关闭；

所述语音对讲开关控制MIC的打开和关闭；

所述充电接口与电源模块连接，对电源模块进行充电；

所述LED灯设置在安全帽本体的帽檐上部中间位置的凸起部分上。