CN211237564U - 一种可实现室内定位和危险预警的智能工牌 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可实现室内定位和危险预警的智能工牌，包括外壳和内部结构；内部结构包括智能模块，其中智能模块包括：控制模块、UWB定位模块、跌倒检测模块、无线通信模块、存储模块、电源模块和报警模块，UWB定位模块、跌倒检测模块、无线通信模块、存储模块、电源模块和报警模块均与控制模块电性连接；本实用新型具有数据传输快、定位精准的特点，结合云平台，能够实时监控员工位置状况，及时反馈并处理异常，保障员工的安全。

Description

一种可实现室内定位和危险预警的智能工牌

技术领域

本实用新型属于工牌技术领域，尤其涉及一种可实现室内定位和危险预警的智能工牌。

背景技术

对于员工来说，工厂中存在着很多危险源，如正在作业的叉车、高危设备、易燃易爆物等。2019年7月9日，福建漳州某造纸厂发生一起安全事故。在厂区内，一辆正在运送货物的叉车撞倒一名正在步行的员工，致该员工死亡。每年会发生很多工业事故，其中有六分之一的事故来自于叉车事故，大量的叉车事故中，超过40％的事故涉及行人。这类事故通常造成生产力损失、大量赔偿、领导追责等严重后果。

超宽带(UWB，Ultra Wide Band)是一种新型的无线通信技术，满足工厂对定位准确度和定位精度的要求，同时具有低功耗、对信道衰落不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强等优点。

为了预防上述事故，针对UWB的特点，设计了一种可实现室内定位和危险预警的智能工牌。

实用新型内容

本实用新型提出的一种可实现室内定位和危险预警的智能工牌，在具备传统工牌功能的基础上，实现了室内精准定位，方便人员管理，有效降低了工厂中叉车撞人、危险源伤人的风险。

为了实现上述目的，本实用新型采用了一种技术方案：一种可实现室内定位和危险预警的智能工牌，包括外壳、内部结构，所述内部结构包括智能模块，其中智能模块包括：控制模块、UWB定位模块、跌倒检测模块、无线通信模块、存储模块、电源模块和报警模块，所述UWB定位模块、跌倒检测模块、无线通信模块、存储模块、电源模块和报警模块均与控制模块电性连接。

优选的，所述外壳上设有长条孔、LED报警指示灯、LED电量指示灯、出声孔、容纳槽、多功能按键和充电口，所述出声孔的下方放置蜂鸣器。

优选的，所述UWB定位模块包括UWB标签和若干UWB基站，所述UWB定位模块采用DWM1000模块。

优选的，所述跌倒检测模块包括加速度传感器。

优选的，所述报警模块包括蜂鸣器、LED报警指示灯、震动马达。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

1、UWB技术具有精度高、抗干扰强的特点，所述UWB定位模块确定员工的位置及其与危险源(叉车、高危设备等)之间的距离，通过控制模块实时判断所述距离是否超过安全阈值，当超过安全阈值时，触发所述报警模块，防止事故发生。

2、智能工牌能够实现员工的精准定位，并实时将位置和报警信息发送至云平台，云平台利用以上数据能够实现员工的多重管理，同时保障工厂内的人员安全。

附图说明

图1为本实用新型的外壳示意图；

图2为本实用新型的内部结构示意图；

图3为本实用新型的内部结构的智能模块示意图；

图4为本实用新型的数据传输示意图；

图中标号：1工牌外壳、2内部结构、3智能模块、11长条孔、12 LED报警指示灯、13LED电量指示灯、14出声孔、15容纳槽、16多功能按键、17充电口、21电路主板、22 LoRa模块、23 UWB标签、24加速度传感器、25卡座与SD卡、261震动马达、262蜂鸣器、27电源、31控制模块、32 UWB定位模块、33跌倒检测模块、34无线通信模块、35存储模块、36电源模块、37报警模块、41 UWB基站、42智能工牌、43 LoRa基站、44云平台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种可实现室内定位和危险预警的智能工牌，包括工牌外壳1和内部结构2，如图3所示，内部结构2包括智能模块3，其中智能模块3包括：控制模块31、UWB定位模块32、跌倒检测模块33、无线通信模块34、存储模块35、电源模块36和报警模块37，UWB定位模块32、跌倒检测模块33、无线通信模块34、存储模块35、电源模块36和报警模块37均与控制模块31电性连接。

本实施例中，如图2所示，控制模块31包括电路主板21，采用STM32L0主板；UWB定位模块32包括：UWB标签23和若干UWB基站41，UWB定位模块采用DWM1000模块。UWB标签23用于确定员工的位置，UWB标签23向UWB基站41发送脉冲信号，并计算出标签到基站距离。若干UWB基站41布置在工厂车间内的工作区域和危险源处；跌倒检测模块33包括加速度传感器24，用于捕捉工牌的瞬时加速度，由控制模块31判断是否跌倒，如果跌倒则触发报警模块37报警，并通过无线通信模块34向云平台44发送警报信息；优选地，加速度传感器可采用ADXL335；如图2和图4所示，无线通信模块34采用LoRa模块22，实现智能工牌42与云平台44之间的数据传输，如实时向云平台44传输员工位置信息，实现云平台44对工厂员工的实时监控，便于管理；当警报发生时，可向云平台44发送控制模块31产生的报警记录；云平台44可通过无线通信模块34更新员工信息；存储模块35用于储存员工信息、UWB定位模块32的位置数据和控制模块31产生的报警记录，员工信息包括工号、姓名、职位以及照片；报警模块37包括蜂鸣器262、LED报警指示灯12、震动马达261，当警报产生时，控制模块31触发报警模块37，蜂鸣器262发出蜂鸣声，震动马达261震动，LED报警指示灯12发出连续闪烁红光，多方式报警可确保在工厂复杂环境下警报的可靠性和及时性。

本实施例中，如图1所示，工牌外壳1上设有长条孔11、出声孔14、容纳槽15、充电口17，并且嵌套安装有LED报警指示灯12、LED电量指示灯13和多功能按键16，报警指示灯12、电量指示灯13和多功能按键16均与控制模块31电性连接。

长条孔11可供吊绳穿过，方便员工佩戴工牌；出声孔14下方放置蜂鸣器262，使报警声最大化；容纳槽15表面选用透明材质，用于放置员工资料卡。多功能按键16连续按下三次可向云平台34发送求救信号，长按三秒可实现开关机。LED电量指示灯13在电源27电量不足时发出红光；当警报发生时，LED报警指示灯11发出红光并闪烁。

本实用新型实施例的智能工牌的工作原理：在使用本实用新型设计的智能工牌时，控制模块31接收UWB定位模块32确定的位置信息和跌倒检测模块33确定的加速度，控制模块31将人员与危险源之间的距离及加速度和安全阈值进行比较，距离小于安全阈值或加速度大于安全阈值时，唤醒报警模块37发出声、光、震动警报，同时通过无线通信模块34向云平台44发送警报信息，控制模块31通过无线通信模块34向云平台44实时发送位置数据，云平台44可向无线通信模块34发送信号以触发报警模块37，结合云平台44对位置数据的分析和处理，能够实时监控员工位置状况，及时反馈并处理异常，保障员工的安全。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种可实现室内定位和危险预警的智能工牌，包括外壳(1)和内部结构(2)，其特征在于：所述内部结构(2)包括智能模块(3)，其中智能模块(3)包括：控制模块(31)、UWB定位模块(32)、跌倒检测模块(33)、无线通信模块(34)、存储模块(35)、电源模块(36)和报警模块(37)，所述UWB定位模块(32)、跌倒检测模块(33)、无线通信模块(34)、存储模块(35)、电源模块(36)和报警模块(37)均与控制模块(31)电性连接。

2.根据权利要求1所述的可实现室内定位和危险预警的智能工牌，其特征在于：所述外壳(1)上设有长条孔(11)、LED报警指示灯(12)、LED电量指示灯(13)、出声孔(14)、容纳槽(15)、多功能按键(16)和充电口(17)，所述出声孔(14)的下方放置蜂鸣器(262)。

3.根据权利要求1所述的可实现室内定位和危险预警的智能工牌，其特征在于：所述UWB定位模块(32)包括UWB标签(23)，UWB标签(23)用于确定员工的位置，UWB标签(23)向UWB基站(41)发送脉冲信号，并计算出标签到基站距离，所述UWB定位模块采用DWM1000模块。

4.根据权利要求1所述的可实现室内定位和危险预警的智能工牌，其特征在于：所述跌倒检测模块(33)包括加速度传感器(24)。

5.根据权利要求1所述的可实现室内定位和危险预警的智能工牌，其特征在于：所述报警模块包括蜂鸣器(262)、LED报警指示灯(12)、震动马达(261)。

Images