CN208607772U - 一种安全帽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种安全帽，所述安全帽包括：帽壳、控制器、以及用于通过电场感应检测电场的近电检测装置，所述帽壳的内壁设置有红外对管和用于探测人体辐射的红外线的热释电红外传感器；其中，所述控制器分别连接所述热释电红外传感器的信号输出端、所述红外对管的信号输出端和所述近电检测装置的信号输出端；所述安全帽还包括以下至少一项：与所述控制器连接的报警器、与所述控制器连接的通信装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能安全帽技术，尤其涉及一种安全帽。
背景技术
在进行安全帽设计时，可以在安全帽上安装相应的电子器件，实现近电预警功能；相关的具有近电预警功能的安全帽，要么不能对人体佩戴安全帽的姿态进行检测，要么仅仅简单利用红外对管检测人体佩戴安全帽的姿态；简单利用红外对管检测人体佩戴安全帽的姿态的方案存在以下问题：任何遮挡物对红外线均能够进行反射，降低了检测的准确性和可靠性。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型实施例期望提供一种安全帽，能够准确地检测人体佩戴安全帽的姿态。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型实施例提供了一种安全帽，所述安全帽包括：帽壳、控制器、以及用于通过电场感应检测电场的近电检测装置，所述帽壳的内壁设置有红外对管和用于探测人体辐射的红外线的热释电红外传感器；其中，所述控制器分别连接所述热释电红外传感器的信号输出端、所述红外对管的信号输出端和所述近电检测装置的信号输出端；所述安全帽还包括以下至少一项：与所述控制器连接的报警器、与所述控制器连接的通信装置。
上述方案中，所述安全帽还包括以下至少一项：与所述控制器连接的加速度计、与所述控制器连接的陀螺仪。
上述方案中，所述安全帽包括N个印制电路板，N为大于1的自然数；
所述安全帽的各电子器件分布在所述N个印制电路板上；所述N个印制电路板至少包括：利用柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)实现互连的两个印制电路板。
上述方案中，所述控制器包括主微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)和从MCU，其中，所述主MCU分别连接从MCU、加速度计、陀螺仪和通信装置，所述从MCU分别连接近电检测装置、红外对管、热释电红外传感器和报警器。
上述方案中，所述安全帽包括第一印制电路板、第二印制电路板和第三印制电路板，其中，所述主MCU、通信装置、加速度计和陀螺仪位于第一印制电路板，所述从MCU、近电检测装置和报警器位于第二印制电路板，所述红外对管和热释电红外传感器位于第三印制电路板；所述第一印制电路板通过FPC连接第二印制电路板，所述第二印制电路板通过FPC连接第三印制电路板。
上述方案中，所述近电检测装置包括：用于感应电场的感应天线、以及用于对感应天线接收的信号进行滤波的带通滤波电路。
上述方案中，所述控制器包括：用于对来自近电检测装置的信号进行数字滤波的滤波器。
上述方案中，所述近电检测装置还包括信号放大电路，所述信号放大电路的输入端可以连接带通滤波电路的输出端，所述信号放大电路的输出端连接所述控制器的滤波器。
上述方案中，所述红外对管包括红外发射器、以及在与所述红外发射器相对的位置设置的红外监测器。
上述方案中，所述热释电红外传感器的发射方向朝向所述帽壳的内部。
上述方案中，所述通信装置包括能够在至少两个不同的频段工作的天线。
上述方案中，所述安全帽还包括：用于为所述安全帽的其它电子器件供电的电源模块，所述电源模块包括直流电源、与所述直流电源连接的电源管理芯片、用于对直流电源进行电压转换的直流-直流DC-DC芯片、用于对直流电源的电量进行监控的电量监控电路。
上述方案中，所述电源管理芯片包括具有三防功能的充电接口。
本实用新型实施例提供的一种安全帽中，所述安全帽包括：帽壳、控制器、以及用于通过电场感应检测电场的近电检测装置，所述帽壳的内壁设置有红外对管和用于探测人体辐射的红外线的热释电红外传感器；其中，所述控制器分别连接所述热释电红外传感器的信号输出端、所述红外对管的信号输出端和所述近电检测装置的信号输出端；所述安全帽还包括以下至少一项：与所述控制器连接的报警器、与所述控制器连接的通信装置。如此，可以通过近电检测装置检测电场，进行近电预警；还可以通过红外对管和热释电红外传感器检测人体佩戴安全帽的姿态。
附图说明
图1为本实用新型实施例的一种安全帽的硬件结构示意图；
图2为本实用新型实施例的热释电红外传感器在安全帽的安装角度的示意图；
图3为本实用新型实施例的安全帽上硬件系统的安装位置的示意图；
图4为本实用新型实施例的电源模块的结构示意图；
图5为本实用新型实施例的另一种安全帽的硬件结构示意图；
图6为本实用新型实施例的安全帽的硬件系统的布局示意图；
图7为本实用新型实施例涉及的安全帽中的数据流的示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在设计具有近电预警功能的安全帽时，第一种实施方式为：安全帽包括帽壳、帽衬、下颊带和后箍，帽壳的前端内壁安装有近电报警器，近电报警器的一端设置有报警器天线，帽壳的顶部安装有电源，帽壳的侧面内壁安装有自动电源开关，电源与自动电源开关电连接，近电报警器与电源电连接，帽壳的内壁上还设置有红外监测器，帽壳的内壁上与红外监测器相对的位置上设置红外发射器，红外监测器与自动电源开关信号连接。在安全帽内加装了近电报警器，监控安全帽周围是否有带电设备，从而遇到带电设备时，提示用户设备带电注意安全。对于第一种实施方式，由于任何遮挡物对红外线均能够进行反射，降低了检测的准确性和可靠性，不具备生物特征以及运动状态监测，因此无法进一步准确判断安全帽是否被人体佩戴。
在设计具有近电预警功能的安全帽时，第二种实施方式为：霍尔传感器的输出端与三极管开关电路的控制端连接，其中三极管开关电路包括依次连接的第一三极管、第二三极管和第三三极管，其中第二三极管的发射极与一滑动变阻器串联。对于第二种实施方式，由于霍尔传感器具有极高灵敏度，感应到微弱的磁场变化后就能够进行动作，因此容易受外界干扰，对于正常工作时的电场或磁场也会进行警告，并且该方案无法对交直流以及电压等级进行区分判断。
在设计具有近电预警功能的安全帽时，第三种实施方式为：安全帽包括安全帽主体和分别安装在安全帽主体内壁的纽扣电池、电磁传感器、散热装置和控制器。所述安全帽主体的外壁分别安装有档位调节装置和开关，所述纽扣电池的输出端分别电性连接电磁传感器、散热装置和控制器，所述安全帽主体的一侧设有帽檐，所述帽檐的内腔分别安装有蜂鸣片和LED闪光灯，所述控制器的输出端分别电性连接蜂鸣片和LED闪光灯。对于第三种实施方式，安全帽仅具有可切换挡位的近电检测功能，在接近所设定的强度的电场后进行报警，对于人体是否穿戴以及施工人员的运动状态没有检测，因此对于施工人员出现跌倒等异常状态时无法进行数据上传报警，对于人员的保护不够全面、智能化。采用加速度计加陀螺仪对人体穿戴姿态进行检测后，能够准确判断施工人员的穿戴及运动状态，对于施工人员出现跌倒等异常状态时能够立即上报平台警报。
在设计具有近电预警功能的安全帽时，第四种实施方式为：在安全帽中设置感应装置，感应装置包括电场传感器、滤波器、信号处理单元、单片机和声光报警装置；所述电场传感器的输出端连接到所述滤波器的输入端，所述滤波器的输出端连接到所述信号处理单元的输入端，所述信号处理单元的输出端连接到所述单片机的输入端，所述单片机的输出端连接到所述声光报警装置的输入端。对于第四种实施方式，安全帽实现的功能较为单一，仅仅实现电力工人验电的功能。
在设计具有近电预警功能的安全帽时，第五种实施方式为：安全帽包括护目罩、安全帽本体、反光粉层、散热孔、与散热风扇、防护层、照明装置、近电报警器、微控制器、微控制器、电场强度传感器、温度传感器、光线强度传感器和组合控制开关，微控制器的输入端连接电场强度传感器、温度传感器和光线强度传感器，微控制器的输出端连接组合控制开关，组合控制开关与散热风扇、照明装置和近电报警器连接，由电场强度传感器、温度传感器和光线强度传感器感应周围环境情况后通过微控制器打开组合开关，实现散热、照明或近电报警的效果。对于第五种实施方式，安全帽并不具有数据上报功能。
针对上述问题，提出以下各实施例。
第一实施例
本实用新型第一实施例提供了一种安全帽，该安全帽包括帽壳。
图1为本实用新型实施例的一种安全帽的硬件结构示意图，如图1所示，该安全帽的硬件结构包括：控制器101、以及用于通过电场感应检测电场的近电检测装置102，所述帽壳的内壁设置有红外对管103和用于探测人体辐射的红外线的热释电红外传感器104；其中，
所述控制器101分别连接所述热释电红外传感器104的信号输出端、所述红外对管103的信号输出端和所述近电检测装置102的信号输出端；所述安全帽还包括以下至少一项：与所述控制器连接的报警器105、与所述控制器连接的通信装置106。
这里，近电检测装置102可以包括用于感应电场的感应天线、以及用于对感应天线接收的信号进行滤波的带通滤波电路；感应天线通过电场感应或电磁感应感应到交变电场后，产生交变电压信号；带通滤波电路对上述交变电压信号滤波后，可以将滤波后的电压信号输出；示例性地，滤波后的电压信号为中心频率50Hz且通带宽度60Hz范围内的信号。
对于带通滤波电路的实现方式，在一个示例中，带通滤波电路可以是八阶带通滤波电路，例如，带通滤波电路可以是包括4个运算放大器MCP6002的八阶带通滤波电路。
在一实施方式中，控制器101还可以包括：用于对来自近电检测装置102的信号进行数字滤波的滤波器；也就是说，控制器101可以对来自近电检测装置102的信号进行数字滤波。
控制器101根据数字滤波后的信号，可以采用的预设的近电检测算法得出感应天线感应到的交变电场的电压，并判断交变电场的电压是否达到预设的电压阈值，在达到预设的电压阈值时，可以控制报警器105发出报警信号；示例性地，电压阈值可以从以下三个电压值选取(可以通过按键等方式选取)：220V、10kV、35kV。
可以看出，感应天线产生的交变电压信号需要经过带通滤波电路的前置滤波以及控制器101的数字滤波，如此，通过滤波功能可以使近电检测装置102能够工作在复杂电磁环境中，提升了近电预警功能的准确性与可靠性；也就是说，近电检测装置102可以保证在复杂电磁环境下，有效滤除因周围环境干扰耦合进来的其他频率信号，准确提取相应频段的信号(例如50Hz频段的信号)。
进一步地，近电检测装置102还可以包括信号放大电路，这里，信号放大电路的输入端可以连接带通滤波电路的输出端，信号放大电路的输出端可以连接控制器的滤波器；如此，在调整信号放大电路的增益后，带通滤波电路输出的滤波后信号经过信号放大电路放大至合适倍数后，输出至控制器101进行数字滤波；在信号放大电路的一种示例中，信号放大电路可以包括轨到轨运算放大器OP07及其外围电路。
本实用新型实施例中，近电检测装置102采用非接触式电压探测技术进行电场探测，这里，非接触式电压探测技术是区别于传统的接触式电压探测技术的一种技术，接触式电压探测技术，需要把电压探测器接入交流母线回路，通过人体经过大地形成回路后，从而操作人员判断回路中是否有带电；非接触式电压探测技术，采用电磁或者电场感应的原理判断是否有电压存在，不需要直接接触母线回路，从而在某些电压等级较高的场合时，不需要接触母线回路就能探测回路中是否存在电压，能够有效地保障施工人员的人身安全。
这里，红外对管103可以包括红外发射器、以及在与所述红外发射器相对的位置设置的红外监测器；红外发射管用于发射红外线，红外监测器用于接收红外线，在一个示例中，红外发射管的发射方向正好穿过安全帽腔内射向底部而不受帽檐干扰，红外发射管可以处在安全帽内部的上方位置。
红外对管103的信号输出端为红外监测器的信号输出端，实际实施时，红外监测器可以接收的信号发送至控制器101。
图2为本实用新型实施例的热释电红外传感器在安全帽的安装角度的示意图，如图2所示，安全帽的帽壳201的内壁上设置有热释电红外传感器104，热释电红外传感器104发射方向朝向所述帽壳201的内部；热释电红外传感器104的型号可以是RE200B，在一个示例中，当安全帽水平放置时，热释电红外传感器104发射方向与水平方向的夹角为45度。
实际实施时，热释电红外传感器104可以将接收到信号发送至控制器101，控制器101可以根据来自热释电红外传感器104的信号，检测人员是否穿戴安全帽；可以看出，通过设置热释电红外传感器104的合理发射方向，可以检测生物特征的人员是否穿戴安全帽，进而排除其他非生物的物体对判断结果的干扰。
这里，报警器105，用在控制器101的控制下发出报警信号，这里的报警信号可以是声音报警信号、光报警信号或其他种类的报警信号；在报警器105的一种实现方式中，报警器105为蜂鸣器。
这里，通信装置106用于实现控制器101与外部设备的通信，在一个示例中，通信装置106可以包括能够在至少两个不同的频段工作的天线，例如可以在全球定位系统(全球定位系统，GPS)和北斗定位系统的工作频段进行工作，如此，在天线设计时，可以实现高集成度、高利用率的设计；在另一个实例中，通信装置106还可以包括卫星定位芯片，可以实现安全帽的定位，例如，可以通过GPS芯片进行定位。
在一实施方式中，通信装置106可以支持基于蜂窝的窄带物联网(Narrow BandInternet of Things，NB-IoT)通信方式，通信装置106可以采用NB-IoT通信方式将数据上报至云平台或其他设备；
NB-IoT通信方式具有三种运营模式，第一种是在与运营商网络独立的网络进行运营；第二种是运营在长期演进(Long Term Evolution，LTE)的保护带上，实际上它主要的原理是上行是采用正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)，前后保留10kHz的保护带，它有两种子载波间隔，一种是3.75kHz的，另一种是间隔15kHz的；第三种是带内模式，即，可利用LTE载波中间的任何资源块；NB-IoT通信方式的以下四大特点使其具有可观的商用前景：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益提高20dB，覆盖面积扩大100倍；二是大连接，NB-IoT单扇区支持5万个连接，比目前的网络高50倍(2G/3G/4G分别是14/128/1200)，目前全球有约500万个物理站点，假设全部署NB-IoT，每站点三扇区可接入的物联网终端数将达4500亿个；三是更低功耗，NB-IoT终端如每天发送一次200Byte报文，一对AA电池可以待机10年；四是低成本，目前单个NB-IoT终端的制造成本不会超过5美元，目标是要做到1美元左右，NB-IoT终端的制造成本显著低于通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)等模块的成本。
与采用传统广域网传播技术的GPRS方式进行数据上报的方式相比，NB-IoT虽然同样属于广域网无线传播技术并工作于授权频段，但相比于GPRS，NB-IoT具有明显的优点，具体地说，与GPRS相比，NB-IoT只需要消耗大约180KHz的频段，就能够比GPRS网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍，连接数也比其多出50倍以上，在物联网领域具有更高的可行度。
与同属低功耗广域网络(Low-Power Wide-Area Network，LPWAN)的LORA网络相比，NB-IoT工作在授权频段，具有更大的用户规模和平滑升级能力。与现有的GPRS模组相比，NB-IoT模组成本更低，理论上更能使一对AA电池待机工作10年。而与紫蜂协议(Zigbee)等短距离通信方式相比，NB-IoT同样在覆盖范围和连接数，以及组网上更有巨大的优势，而随着NB-IoT技术的普及应用，NB-IoT芯片的价格完全能够达到与Zigbee等芯片相当的水平，甚至更加低廉。
控制器101用于接收来自近电检测装置102、红外对管103、热释电红外传感器104等的信号，并根据接收的信号判断是否发出报警信号，或判断是否需要进行数据上报；在需要发出报警信号时，控制报警器105发出报警信息；在确定需要进行数据上报时，可以通过通信装置106实现数据上报；本实用新型实施例中，可以将数据上报至云平台或其他设备；在实际实施时，控制器101可以采用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或其他具有运算功能的器件实现；例如，控制器101可以采用至少一个MCU实现。
进一步地，参照图1，上述安全帽还可以包括以下至少一项：与控制器连接的加速度计107、与控制器连接的陀螺仪108；示例性地，陀螺仪108可以是微电子机械系统(MicroElectro Mechanical systems，MEMS)陀螺仪。
这里，加速度计107或陀螺仪108可以将采集的信号发送至控制器101，控制器101可以根据来自加速度计107或陀螺仪108的信号，确定人体穿戴姿态及运动状态；示例性地，当控制器101判断施工人员出现跌倒等异常状态时，可以控制报警器105发出报警信号，也可以通过通信装置106向云平台或外部数据上报相应的数据(如指示人体出现跌倒等异常状态的数据)。
在一个示例中，加速度计107可以是三轴加速度计，陀螺仪108可以是三轴陀螺仪；加速度计107或陀螺仪108可以通过集成电路总线(Inter-Integrated Circuit，IIC)接口与控制器进行通信，加速度计107和陀螺仪108可以集成在一起。
本实用新型实施例中可以实现人体穿戴姿态检测，具体地说，可以通过热释电红外传感器及红外对管对人体穿戴行为进行检测，红外热释电传感器仅对人体所散发的红外辐射敏感，因此可以作为生物特征检测，再配合红外对管，可完成对人体是否穿戴进行检测；同时，结合陀螺仪与加速度计对人体穿戴运动姿态进行数据采集，通过采集穿戴人员穿戴时的三维加速度及角速度数据以及从而判断穿戴人员运动状态是否正常。
可以看出，本实用新型实施例通过采用多传感器(包括近电检测装置、红外对管、热释电红外传感器等)检测技术，可以实现对施工人员的姿态检测，当人员出现跌倒、摔落等异常运动情况时，及时进行数据上报至平台，从而使人员能够得到及时的救援，保障施工人员人身安全。
进一步地，上述安全帽还可以包括用于为所述安全帽的其它电子器件供电的电源模块109；这里，电子器件表示安全帽内需要接入电源才能工作的器件，安全帽的其它电子器件指安全帽内除了电源模块之外的所有电子器件；可以理解的是，上述控制器101、近电检测装置102、红外对管103、热释电红外传感器104、报警器105、通信装置106、加速度计107和陀螺仪108均为电子器件。
本实用新型实施例中，安全帽内各电子器件组成的硬件系统在安全帽的位置可以实际需求进行设置；图3为本实用新型实施例的安全帽上硬件系统的安装位置的示意图，如图3所示，硬件系统301位于安全帽的帽檐上方。
图4为本实用新型实施例的电源模块的结构示意图，如图4所示，该电源模块109可以包括：直流电源401、电源管理单元402、直流-直流(DC-DC)芯片403和电量监控电路404；其中，
电源管理单元402连接直流电源401，用于为直流电源401提供电源管理(例如充电管理)等功能。
DC-DC芯片403连接直流电源401，用于直流电源401的输出电压进行电压转换，以便于为安全帽的其他电子器件提供正常工作的电源。
电量监控电路404用于对直流电源401的电量进行监控，这里，电量监控电路可以采用电压监控方式对直流电源401的电量进行监控。
进一步地，上述电源管理单元402包括具有三防功能的充电接口，实际实施时，充电接口可以采用三防沉板设计，充电接口可以是标准的Micro-通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)接口。
进一步地，上述安全帽可以包括N个印制电路板，N为大于1的自然数；在一个示例中，印制电路板可以是PCBA(Printed Circuit Board+Assembly)，即，通过PCBA流程处理后的电路板。
示例性地，安全帽的各电子器件分布在N个印制电路板上；这里，安全帽的各电子器件不是都集成在一个印制电路板上，而是集成在至少两个印制电路板上。
对于N个印制电路板之间的互连形式，N个印制电路板至少包括：利用柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)实现互连的两个印制电路板；也就是说，对于N个印制电路板，至少使用FPC连接两个印制电路板；特别地，N个印制电路板两两之间均使用FPC连接。
可以看出，上述安全帽采用PCBA布局形式与通过FPC软排线相互连接形式，实现了硬件系统的各电子器件的布局。
第二实施例
为了能够更加本实用新型的目的，在本实用新型第一实施例的基础上，进行进一步的举例说明。
本实用新型第二实施例中，控制器101可以包括主MCU和从MCU；示例性地，主MCU的型号为STM32L4R5，主频为120MHz，对外扩展一路TTL(Transistor Transistor Logic)电平RS232接口用于调试阶段的数据收发；从MCU的型号为STM8L101F3U6ATR，能够以超低功耗运行，主MCU和从MCU之间采取通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)方式进行通信。
通信装置106包括MAX-M8C模组以及NB-IoT模组，其中，MAX-M8C模组集成了GPS、伽利略(Galileo)、格洛纳斯(GLONASS)和北斗卫星定位系统的通信功能，NB-IoT模组的型号可以为M5310，MAX-M8C模组以及NBIoT模组均可以通过RS232接口与主MCU进行通信；对于MAX-M8C模组，所支持的GPS频段为L1C/A:1575.42MHz，所支持的北斗频段为B1:1561.098MHz。实际实施时，可以采用定制圆极化陶瓷无源贴片天线经过匹配电路和低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)接入MAX-M8C的输入端，该定制化天线所支持频段为L1:1575.42MHz@GNSS与B1:1561.098MHz@Beidou。NB-IoT模组部署在2G频段，因此NB-IoT模组的输出端经过匹配电路后可以接到贴片天线MD1506上
报警器105采用蜂鸣器实现。
图5为本实用新型实施例的另一种安全帽的硬件结构示意图，如图5所示，该安全帽的硬件结构可以包括：主MCU 501、从MCU 502、近电检测装置102、红外对管103、热释电红外传感器104、姿态检测装置503、蜂鸣器504、MAX-M8C模组505、NB-IoT模组506和电源模块109；其中，
从MCU 502分别连接近电检测装置102、红外对管103、热释电红外传感器104和蜂鸣器504；主MCU 501分别连接从MCU 502、姿态检测装置503、MAX-M8C模组505和NB-IoT模组506。
在电源模块109中，直流电源401为4.2V锂电池，电源管理单元402由锂电池充电芯片BQ24002、SX1308升压芯片及外围所需的电阻电感电容组成。SX1308升压芯片为DC-DC开关电源芯片，负责将锂电池电压降压至3.6V，为安全帽的其他电子器件提供正常工作的电源。电量监控电路404基于锂电池的ZCV放电曲线，采用电压监控方式进行电量监控；电量监控电路404由分压电路和运放LM358构成，其中，分压电路将直流电源电压分压到MCU工作电平范围内，之后送至运放LM358以增加驱动能力，运放LM358再输出信号至MCU的12bit模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)，经过ADC信号采集过后查表获得对应的电量值。
姿态检测装置503由集成了三轴加速度计与三轴陀螺仪的MPU6500芯片及其外围电路组成，姿态检测装置503可以通过IIC接口与主MCU 501进行通信，姿态检测装置可以实时传递加速度数据，以供主MCU501进行解算出人员的穿戴姿态。
进一步地，该安全帽的硬件结构可以包括：调试接口(图5未示出)，示例性地，调试接口共有两个，其中一个调试接口可以连接到主MCU 501或从MCU 502，另一个调试接口可以连接到A9500模组上用于固件更新。
进一步地，该安全帽的硬件结构可以分布在三个PCBA上，图6为本实用新型实施例的安全帽的硬件系统的布局示意图，如图6所示，主MCU 501、电源模块109、MAX-M8C模组505、NB-IoT模组506和姿态检测装置503位于第一个PCBA 601，从MCU 502、近电检测装置102和蜂鸣器504位于第二个PCBA 602，红外对管103和热释电红外传感器104位于第三个PCBA 603，在一个示例中，红外对管103并排排列于PCBA上，各个PCBA之间可以通过FPC相连，FPC的规格可以包括14pin排线与4pin排线，14pin排线连接第一个PCBA601和第二个PCBA 602，4pin排线连接第二个PCBA 602和第三个PCBA 603。
需要说明的是，图6中仅仅示出了安全帽的各个电子器件在PCBA的布局，并未示出各个电子器件的连接关系。
图7为本实用新型实施例涉及的安全帽中的数据流的示意图，如图7所示，
MAX-M8C模组505启动并搜星，下载位置信号并通过RS232接口发送到主MCU 501，主MCU 501对MAX-M8C模组505进行复位和工作模式的配置。
从MCU 502接收近电检测装置102的电压信号，然后进行数字滤波并采用预设的近电检测算法，得出近电检测结果(用于表示交变电场的电压是否达到预设的电压阈值)；从MCU 502也可以接收红外对管103和热释电红外传感器104的数据；从MCU502可以将近电检测结果、以及来自红外对管103和热释电红外传感器104的数据发送至主MCU 501中。
主MCU 501可以配置NB-IoT模组506进行复位并配置NB-IoT模组506的工作模式，通过IIC接口接收姿态检测装置503的数据(包括重力加速度数据)并解算出人员的姿态数据；主MCU 501根据接收到的数据，可以判断施工人员的穿戴及运动姿态情况，最后通过RS232接口向NB-IoT模组506传送施工人员位置数据、施工人员穿戴状态以及电量等数据，这些数据通过NB-IoT模组506可以上传至云平台701，示例性地，云平台为物联网开放平台(OneNET平台)。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种安全帽，其特征在于，所述安全帽包括：帽壳、控制器、以及用于通过电场感应检测电场的近电检测装置，所述帽壳的内壁设置有红外对管和用于探测人体辐射的红外线的热释电红外传感器；其中，所述控制器分别连接所述热释电红外传感器的信号输出端、所述红外对管的信号输出端和所述近电检测装置的信号输出端；所述安全帽还包括以下至少一项：与所述控制器连接的报警器、与所述控制器连接的通信装置。
2.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述安全帽还包括以下至少一项：与所述控制器连接的加速度计、与所述控制器连接的陀螺仪。
3.根据权利要求1或2所述的安全帽，其特征在于，所述安全帽包括N个印制电路板，N为大于1的自然数；
所述安全帽的各电子器件分布在所述N个印制电路板上；所述N个印制电路板至少包括：利用柔性电路板FPC实现互连的两个印制电路板。
4.根据权利要求2所述的安全帽，其特征在于，所述控制器包括主MCU和从MCU，其中，所述主MCU分别连接从MCU、加速度计、陀螺仪和通信装置，所述从MCU分别连接近电检测装置、红外对管、热释电红外传感器和报警器。
5.根据权利要求4所述的安全帽，其特征在于，所述安全帽包括第一印制电路板、第二印制电路板和第三印制电路板，其中，所述主MCU、通信装置、加速度计和陀螺仪位于第一印制电路板，所述从MCU、近电检测装置和报警器位于第二印制电路板，所述红外对管和热释电红外传感器位于第三印制电路板；所述第一印制电路板通过FPC连接第二印制电路板，所述第二印制电路板通过FPC连接第三印制电路板。
6.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述近电检测装置包括：用于感应电场的感应天线、以及用于对感应天线接收的信号进行滤波的带通滤波电路。
7.根据权利要求6所述的安全帽，其特征在于，所述控制器包括：用于对来自近电检测装置的信号进行数字滤波的滤波器。
8.根据权利要求7所述的安全帽，其特征在于，所述近电检测装置还包括信号放大电路，所述信号放大电路的输入端可以连接带通滤波电路的输出端，所述信号放大电路的输出端连接所述控制器的滤波器。
9.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述红外对管包括红外发射器、以及在与所述红外发射器相对的位置设置的红外监测器。
10.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述热释电红外传感器的发射方向朝向所述帽壳的内部。
11.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述通信装置包括能够在至少两个不同的频段工作的天线。
12.根据权利要求1所述的安全帽，其特征在于，所述安全帽还包括：用于为所述安全帽的其它电子器件供电的电源模块，所述电源模块包括直流电源、与所述直流电源连接的电源管理芯片、用于对直流电源进行电压转换的直流-直流DC-DC芯片、用于对直流电源的电量进行监控的电量监控电路。
13.根据权利要求12所述的安全帽，其特征在于，所述电源管理芯片包括具有三防功能的充电接口。
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