CN213604839U - 一种基于nb-iot的建筑施工用智能手环 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于NB‑IOT的建筑施工用智能手环，包括手环主体、显示屏。手环主体的容纳腔固定连接；容纳腔内的血氧传感器，用于监测使用者血液中氧气的饱和度；陀螺仪传感器，用于对使用者计步；GPS/BD定位模块，用于为使用者提供连续、实时的位置和精密时间信息；摄像装置，设于容纳腔的顶部、嵌于显示屏内；血氧传感器、陀螺仪传感器、GPS/BD定位模块、NB‑IOT通讯模块、摄像装置、供电模块均与主处理器电连接；主处理器和NB‑IOT通讯模块的数据采集端相连；NB‑IOT通讯模块的数据发射端将数据发送至云端服务器内；太阳能电板与供电模块电连接。本实用新型加强了建筑施工用智能手环的普适性，降低了手环与手机保持连接的功耗，能够监测施工现场巡检者的健康状态、位置等信息。

Description

一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环

技术领域

本实用新型涉及一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环。

背景技术

在建筑施工中，需要定期安排巡检进行施工检查。然而，在传统的巡检中，很难避免会有些巡检人员偷懒，在巡检报告上签字，而实际并没有去检查，或者只检查了其中部分施工区域。另外，在施工现场除了要监测人员到岗状态，还需要监测人员的健康状态。智能穿戴产品是对日常穿戴进行智能化设计，让其拥有计算功能，给人们的日常生活带来帮助的一系列产品。以智能手表、手环为代表的穿戴产品已经越来越多的被普通消费者接受和使用，功能也越来越完善和人性化。功能单一、传送方式单一的手环，通常局限于通过蓝牙与手机互联互通，这势必会降低设备保持长时间链接通讯的功耗。窄带物联网(NarrowBand Internet of Things，简称NB-IoT)在LTE的基础上发展而来，是物联网的一个新的重要分支，其可直接部署在GSM网络、UTMS网络或LTE网络[11-12]。相比GPRS网络，NB-IoT具备低功耗、强覆盖、大连接、低成本的特点。因此，如何将建筑施工用智能手环应用到建筑施工的安全监测领域中，是本专利待解决的问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，将建筑施工用智能手环应用到建筑施工的安全监测领域中，能够实时监测巡检者的健康状态、位置，并上传至网络云端，降低了手环与手机保持连接的功耗。

技术方案：本实用新型一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，包括表带、手环主体，手环主体包括容纳腔、显示屏；显示屏设于容纳腔的顶部，显示屏与容纳腔固定连接；

容纳腔内设有主处理器、血氧传感器、陀螺仪传感器、GPS/BD定位模块、供电模块、NB-IOT通讯模块；

血氧传感器，用于监测使用者血液中氧气的饱和度；血氧传感器嵌入在容纳腔的底部通孔内；

陀螺仪传感器，用于对使用者计步；

GPS/BD定位模块，用于为使用者提供连续、实时的位置和精密时间信息；

摄像装置，设于容纳腔的顶部、嵌于显示屏内；

血氧传感器、陀螺仪传感器、GPS/BD定位模块、NB-IOT通讯模块、摄像装置、供电模块均与主处理器电连接；

供电模块，用于给血氧传感器、陀螺仪传感器、GPS/BD定位模块、NB-IOT通讯模块、摄像装置、主处理器供电；

主处理器和NB-IOT通讯模块的数据采集端相连；

NB-IOT通讯模块的数据发射端，通过基站定时将数据发送至云端服务器内；

容纳腔内的顶部还设有太阳能电板，太阳能电板与供电模块电连接。

本实用新型的进一步改进在于，太阳能电板、显示屏分别设于容纳腔顶部的第一安装槽、第二安装槽内，第一安装槽、第二安装槽之间设有分隔区。

本实用新型的进一步改进在于，手环主体设于表带中心槽内，手环主体通过沉头螺栓与表带中心槽固定连接。

本实用新型的进一步改进在于，NB-IOT通讯模块通过串口与主处理器电连接，主处理器为STM32微处理芯片。

本实用新型的进一步改进在于，陀螺仪传感器为MPU6050。

本实用新型的进一步改进在于，NB-IOT通讯模块为移远通信NB-IoTBC95模组。

本实用新型的进一步改进在于，摄像装置包括嵌入式摄像头、存储卡。

本实用新型的进一步改进在于，容纳腔的底部设有槽，安装血氧传感器的通孔与底部的槽相通。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，至少实现了如下的有益效果：

1、本实用新型建筑施工用智能手环，基于NB-IOT进行独立通讯，能够实时采集健康数据，定时上传，实时发送至云端管理平台，并进行推送至手机或其他外设，如果健康数据异常，能够及时的通知到后台监测人员。

2、基于NB-IOT进行独立通讯，与传统的手环、手机通过蓝牙连接的方式相比，加强了建筑施工用智能手环的普适性，降低了手环与手机保持连接的功耗，提升了使用者体验。

3、太阳能电板给容纳腔内设置的主处理器、血氧传感器、陀螺仪传感器、GPS/BD定位模块、NB-IOT通讯模块，以及摄像装置供电，节能环保。

4、摄像装置的设置，便于施工人员进行面部识别打卡，后台人员能够监测是否为当班人员正常当班。

5、GPS/BD定位模块的设置，能够监测使用者的地理位置。

6、陀螺仪传感器，能够实现对使用者计步。

当然，实施本实用新型的任一产品并不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的结构示意图；

其中，1-主处理器；2-血氧传感器；3-陀螺仪传感器；4-GPS/BD定位模块；5-NB-IOT通讯模块；6-云端服务器；7-摄像装置；8-太阳能电板；10-手环主体；101-第一安装槽；102-第二安装槽；11-表带。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，包括表带11、手环主体10，手环主体10包括容纳腔、显示屏；显示屏设于容纳腔的顶部，显示屏与容纳腔固定连接；

容纳腔内设有主处理器1、血氧传感器2、陀螺仪传感器3、GPS/BD定位模块4、供电模块、NB-IOT通讯模块5；

血氧传感器2，用于监测使用者血液中氧气的饱和度；血氧传感器2嵌入在容纳腔的底部通孔内；

陀螺仪传感器3，用于对使用者计步；

GPS/BD定位模块4，用于为使用者提供连续、实时的位置和精密时间信息；

摄像装置7，设于容纳腔的顶部、嵌于显示屏内；

血氧传感器2、陀螺仪传感器3、GPS/BD定位模块4、NB-IOT通讯模块5、摄像装置7、供电模块均与主处理器1电连接；

供电模块，用于给血氧传感器2、陀螺仪传感器3、GPS/BD定位模块4、NB-IOT通讯模块5、摄像装置7、主处理器1供电；

主处理器1和NB-IOT通讯模块5的数据采集端相连；

NB-IOT通讯模块5的数据发射端，通过基站定时将数据发送至云端服务器6内；

容纳腔内的顶部还设有太阳能电板8，太阳能电板8与供电模块电连接。

基于上述实施例，需要说明的是，建筑施工人员佩戴建筑施工用智能手环，血氧传感器2通过测量人体对红光和红外光线的吸收来判断当前血氧饱和度；陀螺仪传感器3使用多轴陀螺仪，随着运动的佩戴者手臂而做周期性摆动时，主处理器1根据数据分析合加速度，一个摆臂周期其合加速度会在重力加速度上下波动，每次检测出合加速度大于该阈值则认为是一次摆臂，从而可以实现记步的功能；GPS/BD定位模块4可以定时开启，进行地理位置信息采集。以上血氧传感器2、陀螺仪传感器3、GPS/BD定位模块4、NB-IOT通讯模块5、摄像装置7所产生的数据信息实时存储在中央处理器内部，通过NB-IOT模块定时发送至云端管理系统、PC端或者手机客户端，并显示在显示屏上，显示屏为OLED显示屏。显示屏底部设有电容式触摸按键，电容式式触摸按键不需要人体直接接触金属，没有任何机械部件，不会磨损，无限寿命，减少后期维护成本，可以彻底消除安全隐患。

上述实施例，太阳能电板8给容纳腔内设置的主处理器1、血氧传感器2、陀螺仪传感器3、GPS/BD定位模块4、NB-IOT通讯模块5，以及摄像装置7供电，节能环保。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，太阳能电板8、显示屏分别设于容纳腔顶部的第一安装槽101、第二安装槽102内，第一安装槽101、第二安装槽102之间设有分隔区103。本实施例中，本实施例中，将太阳能电板8和显示屏隔开，不佩戴时，对建筑施工用智能手环进行充电，而将显示屏通过盖板进行遮盖。与将太阳能电板设置在显示屏底部相比，避免了手机屏幕长时间晒太阳很快老化现象的发生。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，手环主体10设于表带11中心槽内，手环主体10通过沉头螺栓与表带11中心槽固定连接。本实施例中，将手环主体10设于中心槽内，再通过中心槽四周的沉头螺栓与手环主体10固定连接，安装拆卸方便，美观性好。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，NB-IOT通讯模块5通过串口与主处理器1电连接。串口通讯(Serial Communication)，是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。具体地，选用的NB-IoT通信模块为移远通信NB-IoTBC95模组，通过串口与STM32F103VET66通信，用于将微处理器监测到的数据实时发送到云端、发送至监测平台。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，GPS/BD定位模块为中科微电子GPS北斗芯片ATGM336H，主处理器1为STM32微处理芯片，陀螺仪传感器3为MPU6050，NB-IOT通讯模块5为移远通信NB-IoTBC95模组。当然，选用其他常用品牌以及型号的产品也受本专利保护。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，摄像装置7包括嵌入式摄像头、存储卡。本实施例中，嵌入式摄像头与存储卡电连，嵌入式摄像头捕捉到施工人员的打卡时的面容，经过STM32微处理芯片上传至云端服务器6内，后台人员能够监测是否为当班人员正常当班，同时，并记录在存储卡内进行备份。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，容纳腔的底部设有槽，安装血氧传感器2的通孔与底部的槽相通。本实施例中，容纳腔的底部设置的槽，使血氧传感器2距离皮肤有一定距离，便于血氧传感器2监测使用者血液中氧气的饱和度，能够监测使用者在剧烈运动时的呼吸能力。

为了进一步解释本实施例，需要说明的是，如图2所示，建筑施工用智能手环还包括电子罗盘、光线传感器，电子罗盘、光线传感器与主处理器1电连接。电子罗盘能够利用地磁场来定北极。光线传感器根据手环所处环境的光线来调节手机屏幕的亮度和键盘灯。比如在光线充足的地方，屏幕很亮，键盘灯就会关闭。在暗处，键盘灯就会亮，既保护了眼睛又节省了能量。

通过上述实施例可知，本实用新型提供的一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，至少实现了如下的有益效果：

1、本实用新型建筑施工用智能手环，基于NB-IOT进行独立通讯，能够实时采集健康数据，定时上传，实时发送至云端管理平台，并进行推送至手机或其他外设，如果健康数据异常，能够及时的通知到后台监测人员。

2、基于NB-IOT进行独立通讯，与传统的手环、手机通过蓝牙连接的方式相比，加强了建筑施工用智能手环的普适性，降低了手环与手机保持连接的功耗，提升了使用者体验。

3、太阳能电板给容纳腔内设置的主处理器、血氧传感器、陀螺仪传感器、GPS/BD定位模块、NB-IOT通讯模块，以及摄像装置供电，节能环保。

4、摄像装置7的设置，便于施工人员进行面部识别打卡，后台人员能够监测是否为当班人员正常当班。

5、GPS/BD定位模块的设置，能够监测使用者的地理位置。

6、陀螺仪传感器，能够实现对使用者计步。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，其特征在于，包括表带(11)、手环主体(10)，所述手环主体(10)包括容纳腔、显示屏；所述显示屏设于容纳腔的顶部，所述显示屏与容纳腔固定连接；

所述容纳腔内设有主处理器(1)、血氧传感器(2)、陀螺仪传感器(3)、GPS/BD定位模块(4)、供电模块、NB-IOT通讯模块(5)；

所述血氧传感器(2)，用于监测使用者血液中氧气的饱和度；所述血氧传感器(2)嵌入在容纳腔的底部通孔内；

所述陀螺仪传感器(3)，用于对使用者计步；

所述GPS/BD定位模块(4)，用于为使用者提供连续、实时的位置和精密时间信息；

摄像装置(7)，设于所述容纳腔的顶部、嵌于显示屏内；

所述血氧传感器(2)、陀螺仪传感器(3)、GPS/BD定位模块(4)、NB-IOT通讯模块(5)、摄像装置(7)、供电模块均与主处理器(1)电连接；

所述供电模块，用于给血氧传感器(2)、陀螺仪传感器(3)、GPS/BD定位模块(4)、NB-IOT通讯模块(5)、摄像装置(7)、主处理器(1)供电；

所述主处理器(1)和NB-IOT通讯模块(5)的数据采集端相连；

所述NB-IOT通讯模块(5)的数据发射端，通过基站定时将数据发送至云端服务器(6)内；

所述容纳腔内的顶部还设有太阳能电板(8)，所述太阳能电板(8)与供电模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，其特征在于，

所述太阳能电板(8)、显示屏分别设于容纳腔顶部的第一安装槽(101)、第二安装槽(102)内，所述第一安装槽(101)、第二安装槽(102)之间设有分隔区(103)。

3.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，其特征在于，

所述手环主体(10)设于表带(11)中心槽内，所述手环主体(10)通过沉头螺栓与表带(11)中心槽固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，其特征在于，

所述NB-IOT通讯模块(5)通过串口与主处理器(1)电连接，所述主处理器(1)为STM32微处理芯片。

5.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，其特征在于，所述陀螺仪传感器(3)为MPU6050。

6.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，其特征在于，所述NB-IOT通讯模块(5)为移远通信NB-IoTBC95模组。

7.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，其特征在于，所述摄像装置(7)包括嵌入式摄像头、存储卡。

8.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT的建筑施工用智能手环，其特征在于，所述容纳腔的底部设有槽，安装所述血氧传感器(2)的通孔与底部的槽相通。

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