CN214710763U - 智能安全头盔 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于安全保护设备技术领域，具体涉及一种可穿戴的智能安全头盔；具体技术方案为：智能安全头盔，面罩通过左快拆卡扣、右快拆卡扣与主壳体相连，主壳体的两侧均装有护耳，主壳体的尾端装有锂电池，通过锂电池给各个用电设备供电，主壳体的顶部设有前置摄像头和后置摄像头，主壳体上装有照明设备，在光照不足时，照明设备能够提供光亮，在壳体内设置人体检测模块，实时监测穿戴人员的状态，当使用者跌倒或遭遇碰撞时，碰撞跌倒检测报警进入异常检测，延时10s后若未检测到人为按键解除报警则触发蜂鸣器报警、LED闪烁报警并发送求救短信至预设手机号码，保证穿戴人员的安全，本实用新型配置按键控制和语音控制，实现双控。

Description

智能安全头盔

技术领域

本实用新型属于安全保护设备技术领域，具体涉及一种可穿戴的智能安全头盔。

背景技术

智能可穿戴装置是智能电子设备未来的发展趋势，智能头盔是可穿戴智能装置的重要组成。穿戴人员在骑行过程中接听电话，不管是使用蓝牙耳机接听，还是直接拿起手机接听，都多有不便，而且容易忽视周围状况，影响骑行安全。另外，如果发生交通意外，若穿戴人员受伤较重而无法报警，且无其他人员的帮助下，穿戴人员很可能由于救治不及时而造成更严重的伤害，穿戴人员的安全难以保证。其次，目前的头盔功能单一，能以适应智能化的需求。

实用新型内容

为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种智能安全头盔，功能齐全，舒适性好。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：智能安全头盔，包括主壳体和面罩，面罩的一侧通过左快拆卡扣与主壳体相连，面罩的另一侧通过右快拆卡扣与主壳体相连，在左快拆卡扣和右快拆卡扣的作用下，当面罩扳到最高位置处，面罩锁止，面罩完全打开；当面罩扳到中间位置，面罩锁止，面罩半打开；当面罩扳到最底端位置，面罩锁止，面罩完全闭合。

主壳体的一侧活动连接有左护耳，主壳体的另一侧活动连接有右护耳，左护耳和右护耳中斗装有辅助加热片，通过辅助加热片可辅助加热，在气温较低时，能够保证穿戴人员的耳朵不被冻伤。

主壳体内设有通气管道，主壳体的前端设有两个进气口，两个进气口与通气管道连通，主壳体的后端设有排气口，排气口与通气管道连通。在骑行的过程中，气流通过进气口进入通气管道，并通过排气口排出，实现头盔内的空气流通，能够有效降温，提高穿戴的舒适度。

主壳体的尾端设有电池固定壳，电池固定壳内装有锂电池，通过锂电池给各个用电设备供电；另外，将电池放置在尾端，头盔前后重量平衡，保证穿戴的稳定性。

主壳体的顶部设有前置摄像头，通过前置摄像头能够实时摄取骑行前方的图像，前置摄像头置于两个进气口之间，前置摄像头通过玻璃板盖合，能够有效防水和防尘。

主壳体上装有两个后置摄像头，一个后置摄像头置于主壳体尾端的左侧，另一个后置摄像头置于主壳体尾端的右侧，通过两个后置摄像头能够实时摄取骑行后方的图像。

主壳体上装有照明设备，照明设备置于两个进气口之间，在光照不够时，照明设备能够提供光亮，照明设备也通过玻璃板盖合，能够有效防水和防尘。

主壳体内固定有内衬，内衬可为棉材质，或其他柔性材质，内衬的中部固定有主控制模块，通过主控制模块来控制所有带电设备的运行。

主壳体内衬的前端固定有人体检测模块，通过人体检测模块能够监测穿戴人员是否跌倒，若监测到人员跌倒，及时报警。

主壳体内衬的尾端的固定有电池分压板，通过电池分压板将电池电压进行分压，以给不同的设备供电。

主壳体的下端边沿上装有两个内置麦克风，通过麦克风采集穿戴人员的语音信息，实现语音控制。

人体检测模块包括单片机，单片机的10号管脚与按键电路相连，通过按键电路来手动操控。

单片机的11号管脚、12号管脚与加速度传感器采集电路相连，加速度传感器采集到的信号通过11号管脚、12号管脚传输至单片机内进行处理。

单片机的30号管脚、31号管脚与GSM短信上报电路相连，GSM短信上报电路通过30号管脚、31号管脚与单片机进行信号传输。

单片机的29号管脚与LED指示电路相连，LED只是电路通过29号管脚与单片机进行信号传输。

单片机的2号管脚与蜂鸣器报警电路相连，蜂鸣器报警电路通过2号管脚与单片机进行信号传输。

主壳体内还装有DC稳压降压开关模块，DC稳压降压开关模块内设有DC12-5V转换电路、DC12-3.3V转换电路和人体感应开关。

人体感应开关的GND/G_OUT端口与DC12-5V转换电路的GND/G_OUT端口相连，DC12-5V转换电路的IN端口与VCC_12V相连，DC12-5V转换电路的VO端口输出5V直流电。

人体感应开关的GND/G_OUT端口与DC12-3.3V转换电路的GND/G_OUT端口相连，DC12-3.3V转换电路的IN端口与VCC_12V相连，DC12-3.3V转换电路的VO端口输出3.3V直流电。

主壳体内还装有LED辅助照明模块，LED辅助照明模块的1号管脚接地，LED辅助照明模块的2号管脚与单片机的16号管脚相连，LED辅助照明模块的3号管脚接地，LED辅助照明模块的4号管脚与第一发光二极管的负极相连，LED辅助照明模块的5号管脚分别与VCC_12V、第一发光二极管的正极相连。

主壳体内还装有语音交互模块，语音交互模块由语音采集模块和通信模块组成，语音采集模块与两个内置麦克风相连，语音采集模块的5号管脚与VCC_12V相连，语音采集模块的6号管脚接地。

通信模块的1号管脚与VCC_5V相连，通信模块的2号管脚接地，通信模块的3号管脚与天线相连，通信模块与3.5mm的耳机插孔相连。

主壳体内还设有护耳加热模块，护耳加热模块的1号管脚接地，护耳加热模块的2号管脚与单片机的17号管脚相连，护耳加热模块的3号管脚接地，护耳加热模块的的4号管脚分别与左护耳中的加热片、右护耳中的加热片相连，护耳加热模块的5号管脚与VCC_5V相连。

主壳体内还有LED闪烁电路模块，LED闪烁电路模块的1号管脚与2号管脚之间通过电阻R7相连，LED闪烁电路模块的的2号管脚接地，LED闪烁电路模块的3号管脚、4号管脚均与VCC_12V相连，LED闪烁电路模块的8号管脚与单片机的15号管脚相连，LED闪烁电路的5号管脚与第二发光二极管的正极相连，第二发光二极管的负极接地，LED闪烁电路的6号管脚与第三发光二极管的正极相连，第三发光二极管的负极接地。

主壳体内还装有语音识别电路模块，语音识别电路模块的18号管脚与VCC_5V相连，语音识别电路模块的19号管脚与单片机的22号管脚相连，语音识别电路模块的20号管脚与单片机的21号管脚相连，语音识别电路模块的21号管脚接地。

本实用新型与现有技术相比，具体有益效果体现在：

一、本实用新型设置人体检测模块，实时监测穿戴人员的状态，若穿戴人员跌倒，可及时报警，保证穿戴人员的安全。

二、本实用新型设置左护耳和右护耳，左护耳和右护耳内设加热装置，在气温较低时，保证穿戴人员的耳朵不被冻伤。

三、本实用新型设置通气管道，在骑行的过程中，气流通过通气管道，有效降温，提高骑行的舒适度。

四、本实用新型设置前/后摄像头，可采集前方和后方的图像，实现视频监控。

五、本实用新型设置照明设备，在光照强度不足时，通过照明设备辅助照明，保证穿戴人员的实现良好。

六、本实用新型配置语音通信模块，可实现语音通信和语音操控。

七、本实用新型内配置GPS定位模块，实现实时定位。

八、本实用新型配置按键控制和语音控制，实现双控。

附图说明

图1为本实用新型的正面结构示意图。

图2为本实用新型的侧面结构示意图。

图3为本实用新型的俯视结构示意图。

图4为本实用新型的立体图。

图5为本实用新型的内部结构示意图。

图6为本实用新型的人体检测模块的控制原理图。

图7为人体检测模块的电路图。

图8为加速度传感器采集电路的电路图。

图9为GSM短信上报电路的电路图。

图10为人体感应开关的电路图。

图11为DC12-5V转换电路的电路图。

图12为DC12-3.3V转换电路的电路图。

图13为LED辅助照明模块的电路图。

图14为护耳加热电路的电路图。

图15为温控电路的电路图。

图16为LED闪烁电路模块的电路图。

图17为语音交互模块的电路图。

图18为FM接收模块的电路图。

图19为语音控制电路模块的电路图。

图中，1为主壳体，2为面罩，3为左快拆卡扣，4为右快拆卡扣，5为通气管道，6为进气口，7为排气口，8为电池固定壳，9为前置摄像头，10为内置麦克风，11为照明设备，12为内衬，13为主控制模块，14为人体检测模块，15为电池分压板，16为左护耳，17为右护耳。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。

如图1-5所示，智能安全头盔，包括主壳体1和面罩2，面罩2的一侧通过左快拆卡扣3与主壳体1相连，面罩2的另一侧通过右快拆卡扣4与主壳体1相连，在左快拆卡扣3和右快拆卡扣4的作用下，当面罩2扳到最高位置处，面罩2锁止，面罩2完全打开；当面罩2扳到中间位置，面罩2锁止，面罩2半打开；当面罩2扳到最底端位置，面罩2锁止，面罩2完全闭合。

主壳体1的一侧活动连接有左护耳16，主壳体1的另一侧活动连接有右护耳17，左护耳16和右护耳17中斗装有辅助加热片，通过辅助加热片可辅助加热，在气温较低时，能够保证穿戴人员的耳朵不被冻伤。

主壳体1内设有通气管道5，主壳体1的前端设有两个进气口6，两个进气口6与通气管道5连通，主壳体1的后端设有排气口7，排气口7与通气管道5连通。在骑行的过程中，气流通过进气口6进入通气管道5，并通过排气口7排出，实现头盔内的空气流通，能够有效降温，提高穿戴的舒适度。

主壳体1的尾端设有电池固定壳8，电池固定壳8内装有锂电池，通过锂电池给各个用电设备供电；另外，将电池放置在尾端，头盔前后重量平衡，保证穿戴的稳定性。

主壳体1的顶部设有前置摄像头9，通过前置摄像头9能够实时摄取骑行前方的图像，前置摄像头9置于两个进气口6之间，前置摄像头9通过玻璃板盖合，能够有效防水和防尘。

主壳体1上装有两个后置摄像头，一个后置摄像头置于主壳体1尾端的左侧，另一个后置摄像头置于主壳体尾端的右侧，通过两个后置摄像头能够实时摄取骑行后方的图像。

主壳体1上装有照明设备11，照明设备11置于两个进气口6之间，在光照不够时，照明设备11能够提供光亮，照明设备11也通过玻璃板盖合，能够有效防水和防尘。

主壳体1内固定有内衬12，内衬12可为棉材质，或其他柔性材质，内衬12的中部固定有主控制模块13，通过主控制模块13来控制所有带电设备的运行。

如图6-7所示，主壳体1内衬12的前端固定有人体检测模块14，人体检测模块14内设有GPS定位模块，实现远程实时定位。另外，通过人体检测模块14能够监测穿戴人员是否跌倒，若监测到人员跌倒，及时报警。

主壳体1内衬12的尾端的固定有电池分压板15，通过电池分压板15将电池电压进行分压，以给不同的设备供电。

主壳体1的下端边沿上装有两个内置麦克风10，通过内置麦克风10采集穿戴人员的语音信息，实现语音控制。

人体检测模块14包括STM32单片机核心板电路，单片机的10号管脚与按键电路相连，通过按键电路来手动操控。若有误报警，按下按键KEY1，引脚PA0将改变为低电平状态，STM32单片机内置程序判定报警为误报并解除报警（蜂鸣器报警和发送求救短信），电阻R2为限流电阻，起保护作用。

如图8所示，单片机的11号管脚、12号管脚与ADXL345加速度传感器采集电路相连，ADXL345加速度传感器为倾角传感器， ADXL345加速度传感器采集到的信号通过11号管脚、12号管脚传输至单片机内进行处理，由碰撞跌倒判定程序确定此时头盔佩戴者的状态。

如图9所示，单片机的30号管脚、31号管脚与GSM短信上报电路相连，GSM短信上报电路通过30号管脚、31号管脚与单片机进行信号传输。GSM模块电路采用GSM模块实现短信的发送，当碰撞跌倒判定程序确定状态为异常且延时10s未按下解除误报警操作按键，设备将通过GSM模块向预设的手机号码发送求救短信。蜂鸣器报警电路采用的报警模块为5V有源蜂鸣器模块，电路中采用三极管9012来驱动，当单片机控制引脚PC13为高电平时，蜂鸣器就会鸣叫报警，反之则不会鸣叫报警，通过控制STM32单片机引脚方波输出形式控制蜂鸣器的鸣叫方式。电阻R3为限流电阻，起保护作用。

单片机的29号管脚与LED指示电路相连，LED指示电路通过29号管脚与单片机进行信号传输。

单片机的2号管脚与蜂鸣器报警电路相连，蜂鸣器报警电路通过2号管脚与单片机进行信号传输。

如图10所示，主壳体1内还装有DC稳压降压开关模块，DC稳压降压开关模块内设有DC12-5V转换电路、DC12-3.3V转换电路和人体感应开关，人体感应开关模块采用红外人体感知芯片，未检测到人体时，GND/G_OUT处于断路状态，系统整体无电源供应；当检测到人体时，GND/G_OUT处于闭合状态，使用两块HW-613模块分别对12V电源进行降压处理，输出5V与3.3V两路对系统各个功能模块进行供电。

如图11所示，人体感应开关的GND/G_OUT端口与DC12-5V转换电路的GND/G_OUT端口相连，DC12-5V转换电路的IN端口与VCC_12V相连，DC12-5V转换电路的VO端口输出VCC_5V。

如图12所示，人体感应开关的GND/G_OUT端口与DC12-3.3V转换电路的GND/G_OUT端口相连，DC12-3.3V转换电路的IN端口与VCC_12V相连，DC12-3.3V转换电路的VO端口输出VCC_3.3V。

如图13所示，主壳体1内还装有LED辅助照明模块，LED辅助照明模块的1号管脚接地，LED辅助照明模块的2号管脚与单片机的16号管脚相连，LED辅助照明模块的3号管脚接地，LED辅助照明模块的4号管脚与第一发光二极管的负极相连，LED辅助照明模块的5号管脚分别与VCC_12V、第一发光二极管的正极相连。LED辅助照明电路是基于MOS-FR120N模块，通过STM32单片机引脚PA6输出PWM信号控制LED_P50两端电压值由小到大变化，实现控制LED的亮灭和亮度改变。

如图17-18所示，主壳体1内还装有语音交互模块，语音交互模块由语音采集模块和通信模块组成，语音采集模块与两个内置麦克风10相连，语音采集模块的5号管脚与VCC_12V相连，语音采集模块的6号管脚接地。智能语音交互采用HYC-01智能语音模块，连接由双麦克风MIC1和MIC2，双麦克风具有保真降噪功能，HYC-01使用FM通讯与FM接收模块实现无线连接，FM接收模块外界接收天线，增强连接可靠性FM接收模块外接3.5mm接口耳机，实现整体智能语音交互功能。

如图14-15所示，主壳体1内还设有护耳加热模块，护耳加热模块的1号管脚接地，护耳加热模块的2号管脚与单片机的17号管脚相连，护耳加热模块的3号管脚接地，护耳加热模块的的4号管脚分别与左护耳16中的加热片、右护耳17中的加热片相连，护耳加热模块的5号管脚与VCC_5V相连。护耳加热电路是基于MOS-FR120N模块，通过STM32单片机引脚PA7输出PWM信号控制加热片两端电压值由小到大变化，实现加热功能。且LM35温控模块通过引脚PB6回传温度数据至STM32单片机，控制加热片温度，实现控温功能。

如图16所示，主壳体1内还有LED闪烁电路模块，LED闪烁电路模块的1号管脚与2号管脚之间通过电阻R7相连，LED闪烁电路模块的的2号管脚接地，LED闪烁电路模块的3号管脚、4号管脚均与VCC_12V相连，LED闪烁电路模块的8号管脚与单片机的15号管脚相连，LED闪烁电路的5号管脚与第二发光二极管的正极相连，第二发光二极管的负极接地，LED闪烁电路的6号管脚与第三发光二极管的正极相连，第三发光二极管的负极接地。

如图19所示，主壳体内还装有LD3320语音识别电路模块，语音识别电路模块的18号管脚与VCC_5V相连，语音识别电路模块的19号管脚与单片机的22号管脚相连，语音识别电路模块的20号管脚与单片机的21号管脚相连，语音识别电路模块的21号管脚接地。LD3320语音识别电路为离线工作模式，通过内置的语音条令唤醒及识别特定命令，通过PB11/USART3_RX和PB10/USART3_TX引脚与STM32单片机进行数据通讯，单片机接收数据后通过内置程序导通加热、照明的继电器控制电路，实现离线语音控制照明与加热功能。

在使用过程中，使用者佩戴头盔后，人体感应模块导通总电源，系统上电，各系统处于待机状态，当使用者跌倒或遭遇碰撞时，碰撞跌倒检测报警进入异常检测，延时10s后若未检测到人为按键解除报警则触发蜂鸣器报警、LED闪烁报警并发送求救短信至预设手机号码。智能语音交互支持语音拨打或接听电话、语音导航等功能；LED辅助照明可提供漆黑环境下的照明；护耳加热功能提供常温控制加热。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。

Claims (8)

1.智能安全头盔，其特征在于，包括主壳体和面罩，所述面罩的一侧通过左快拆卡扣与主壳体相连，所述面罩的另一侧通过右快拆卡扣与主壳体相连；

所述主壳体的一侧活动连接有左护耳，所述主壳体的另一侧活动连接有右护耳；

所述主壳体内设有通气管道，所述主壳体的前端设有两个进气口，两个进气口与通气管道连通，所述主壳体的后端设有排气口，排气口与通气管道连通；

所述主壳体的尾端设有电池固定壳，所述电池固定壳内装有锂电池；

所述主壳体的顶部设有前置摄像头，所述前置摄像头置于两个进气口之间；

所述主壳体上装有两个后置摄像头，两个后置摄像头分置于主壳体尾端的左右两侧；

所述主壳体上装有照明设备，所述照明设备置于两个进气口之间；

所述主壳体内固定有内衬，所述内衬的中部固定有主控制模块；

所述主壳体内衬的前端固定有人体检测模块；

所述主壳体内衬的尾端固定有电池分压板；

所述主壳体的下端边沿上装有两个内置麦克风。

2.根据权利要求1所述的智能安全头盔，其特征在于，所述人体检测模块包括单片机，所述单片机的10号管脚与按键电路相连；

所述单片机的11号管脚、12号管脚与加速度传感器采集电路相连；

所述单片机的30号管脚、31号管脚与GSM短信上报电路相连；

所述单片机的29号管脚与LED指示电路相连；

所述单片机的2号管脚与蜂鸣器报警电路相连。

3.根据权利要求2所述的智能安全头盔，其特征在于，所述主壳体内还装有DC稳压降压开关模块，所述DC稳压降压开关模块内设有DC12-5V转换电路、DC12-3.3V转换电路和人体感应开关；

人体感应开关的GND/G_OUT端口与DC12-5V转换电路的GND/G_OUT端口相连，DC12-5V转换电路的IN端口与VCC_12V相连，DC12-5V转换电路的VO端口输出VCC_5V；

人体感应开关的GND/G_OUT端口与DC12-3.3V转换电路的GND/G_OUT端口相连，DC12-3.3V转换电路的IN端口与VCC_12V相连，DC12-3.3V转换电路的VO端口输出VCC_3.3V。

4.根据权利要求3所述的智能安全头盔，其特征在于，所述主壳体内还装有LED辅助照明模块，所述LED辅助照明模块的1号管脚接地，所述LED辅助照明模块的2号管脚与单片机的16号管脚相连，所述LED辅助照明模块的3号管脚接地，所述LED辅助照明模块的4号管脚与第一发光二极管的负极相连，所述LED辅助照明模块的5号管脚分别与VCC_12V、第一发光二极管的正极相连。

5.根据权利要求4所述的智能安全头盔，其特征在于，所述主壳体内还装有语音交互模块，所述语音交互模块由语音采集模块和通信模块组成，所述语音采集模块与两个内置麦克风相连，所述语音采集模块的5号管脚与VCC_12V相连，所述语音采集模块的6号管脚接地；

所述通信模块的1号管脚与VCC_5V相连，所述通信模块的2号管脚接地，所述通信模块的3号管脚与天线相连，所述通信模块与3.5mm的耳机插孔相连。

6.根据权利要求5所述的智能安全头盔，其特征在于，所述主壳体内还设有护耳加热模块，所述护耳加热模块的1号管脚接地，所述护耳加热模块的2号管脚与单片机的17号管脚相连，所述护耳加热模块的3号管脚接地，所述护耳加热模块的的4号管脚分别与左护耳中的加热片、右护耳中的加热片相连，所述护耳加热模块的5号管脚与VCC_5V相连。

7.根据权利要求6所述的智能安全头盔，其特征在于，所述主壳体内还有LED闪烁电路模块，所述LED闪烁电路模块的1号管脚与2号管脚之间通过电阻R7相连，所述LED闪烁电路模块的的2号管脚接地，所述LED闪烁电路模块的3号管脚、4号管脚均与VCC_12V相连，所述LED闪烁电路模块的8号管脚与单片机的15号管脚相连，LED闪烁电路的5号管脚与第二发光二极管的正极相连，第二发光二极管的负极接地，LED闪烁电路的6号管脚与第三发光二极管的正极相连，第三发光二极管的负极接地。

8.根据权利要求7所述的智能安全头盔，其特征在于，所述主壳体内还装有语音识别电路模块，所述语音识别电路模块的18号管脚与VCC_5V相连，语音识别电路模块的19号管脚与单片机的22号管脚相连，语音识别电路模块的20号管脚与单片机的21号管脚相连，语音识别电路模块的21号管脚接地。

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