CN216089088U - 一种基于北斗的智能安全头盔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于北斗的智能安全头盔，涉及北斗定位技术领域，包括：北斗定位模块、GPRS模块、主控模块、头盔本体、下颚带、第一语音通信模块以及人体检测模块等，北斗定位模块、GPRS模块、第一语音通信模块、人体检测模块及电源模块分别与主控模块连接，太阳能电池板与太阳能控制器连接，太阳能控制器与主控连接，通过主控模块对北斗定位模块的数据进行处理，对配电智能安全头盔的用户进行定位和行迹监控，通过第一语音通话模块、GPRS模块结合主控模块使得智能安全头盔能够进行语音通信，且通过太阳能电池板能够为智能安全头盔供电，使得智能安全头盔能够长时间待机，从而解决了现有智能安全头盔功能单一的缺点。

Description

一种基于北斗的智能安全头盔

技术领域

本实用新型属于北斗定位技术领域，尤其涉及一种基于北斗的智能安全头盔。

背景技术

随着人们生活水平的提高，在智能安全帽行业，越来越多的用户对行业较为重视，智能安全帽行业信息化备受用户青睐。智能安全帽企业利用互联网，通过信息化的打造，融合智能安全帽行业特性，提高了用户体验，给用户带来诸多的便利。这将是未来徐展行业发展的必然趋势。

然而目前市面上用于定位的安全头盔比较少，安全头盔种类单一，安全质量得不到保障。目前结合定位的头盔功能单一，并没有很好的方便用户使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于北斗的智能安全头盔，从而克服了现有定位头盔功能单一的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于北斗的智能安全头盔，包括：

北斗定位模块；

GPRS模块；

主控模块，所述主控模块分别与所述北斗定位模块、GPRS模块电连接；

头盔本体，所述头盔本体为双层结构，双层结构之间设有空腔，所述空腔内设有顶部安装盒和以及左和/右侧安装盒，所述空腔内除了安装盒之外的空间设置缓冲垫，所述北斗定位模块、GPRS模块以及主控模块均设置在所述顶部安装盒内；

下颚带，所述下颚带设置在所述头盔本体的下方；

第一语音通信模块，所述第一语音通信模块与主控模块电连接，所述第一语音通信模块设置在左和/右侧安装盒内；

人体检测模块，所述人体检测模块与主控模块电连接，所述人体检测模块镶嵌在所述头盔本体的内侧或靠近人脸一侧的下颚带上，所述人体检测模块用于检测所智能安全头盔是否佩戴在用户头上；

电源模块，所述电源模块设置在所述顶部安装盒内；

太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在所述头盔本体的外表面，所述太阳能电池板与头盔本体的外表面相匹配；以及

太阳能控制器，所述太阳能控制器分别与太阳能电池板、电源模块和主控模块电连接。

优选地，还包括管理端模块，所述管理端模块包括：

第一无线传输模块，所述第一无线传输模块用于物联网通信；

管理平台，所述管理平台与第一无线传输模块电连接，所述管理平台还通过网线接入互联网，所述管理平台通过互联网接收所述GPRS模块发送的信号进行显示，通过所述第一无线传输模块接入基于物联网连接的设备；及

第二语音通信模块，所述第二语音通信模块与管理平台电连接。

优选地，还包括：

电子护栏，所述电子护栏设置在工作区域的边缘或进出口，所述电子护栏通过第一无线传输模块与管理平台电连接；和

报警模块，所述报警模块设在管理平台周围，所述报警模块与管理平台电连接。

优选地，所述电子护栏包括：

感应装置，至少一个所述感应装置设置在所述工作区域的四周的护栏上；和

第二无线传输模块，每个所述感应装置均与一个所感应装置电连接，所述第二无线传输模块与所述第一无线传输模块相互通信。

优选地，所述人体检测模块采用红外感应模块。

优选地，所述人体检测模块采用脉搏传感器。

优选地，还包括摄像头，所述摄像头设置在所述头盔本体的外表面的前端，所述摄像头与主控模块电连接。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本发明所提供的基于北斗的智能安全头盔，通过北斗定位模块接收北斗B1信号并传输至主控模块，主控模块解码出行为信息；GPRS模块则用于接收4G频段信号的定位信息，并将4G频段信号传送至主控模块，主控模块结合北斗定位信号根据现有的计算方法计算用户的行走轨迹，以北斗定位技术作为定位的唯一手段进行定位或轨迹跟踪，使得智能安全头盔的轨迹更为准确，主控模块接收到的北斗信号以及主控模块处理的后的数据均能够通过GPRS模块进行传输至管理平台（比如服务器等）。

此外，通过双层结构的头盔本体，为基于北斗的智能安全头盔的电路结构提供安装空间，而且，通过在双层结构之间的空腔内设置缓冲垫，使得不幸摔倒时，能够通过缓冲垫对头部进行缓冲，降低损坏。通过下颚带，使得基于北斗的智能安全头盔佩戴的更稳定，对于没有正确佩戴安全头盔或没有下颚带的安全头盔来说，当人体倾斜后，安全头盔会脱离用户头部，起不到保护头部的作用，因此，下颚带对安全头盔来说，是必备的。

用户还能够通过第一语音通信模块与管理平台的管理员进行通讯，即第一语音通信模块用户的声音信息，经过主控模块进行处理后通过GPRS模块进行传输至管理平台，管理平台的语音信号同样通过GPRS模块进行传输至主控模块，后通过第一语音通信模块发出声音。

人体检测模块用于获取人体体温或脉搏数据，主控模块根据人体检测模块检索的数据判断用户是否佩戴智能安全头盔，还可以设置主控模块，在未佩戴智能安全头盔的时候智能头盔不进行工作，减少电量损耗，当佩戴后，可以通语音通话模块进行提醒正确佩戴。

此外，头盔本体的外表面设有太阳能电池板，当用户在户外佩戴头盔时或头盔不使用时放置在阳光下，太阳能电池板能够吸收太阳光转换为电能，通过太阳能控制器处理后存储至电源模块，通过太阳能进行充电能够减少有线充电的麻烦，以及利用太阳能充电能够节能环保，减少电费支出，节约开发商或提供智能安全头盔或购买智能安全头盔用户的后续使用成本，使智能安全头盔能够长期运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的基于北斗的智能安全头盔的结构示意图；

图2是本实用新型的基于北斗的智能安全头盔的电路结构示意图；

其中：1、头盔本体；2、下颚带；3、太阳能电池板；4、护目镜；5、弹力带；6、摄像头；7、盖板；

8、北斗定位模块；9、GPRS模块；10、主控模块；11、第一语音通信模块；12、人体检测模块；13、电源模块；14、太阳能控制器；15、服务器；16、第一无线传输模块；17、管理平台；18、第二语音通信模块；19、电子护栏；20、报警模块。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实施新型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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型所提供的基于北斗的智能安全头盔包括：北斗定位模块8、GPRS模块9、主控模块10、头盔本体1、下颚带2、第一语音通信模块11、人体检测模块12、电源模块13、太阳能电池板3以及太阳能控制器14；

北斗定位模块8用于获取北斗B1信号；

GPRS模块9，GPRS模块9用于收发4G频段信号发送至主控模块10，GPRS模块9的数据能够传输至服务器15，通过服务器15进行存储和中转；

主控模块10，所述主控模块10分别与所述北斗定位模块8、GPRS模块9电连接

头盔本体1，所述头盔本体1为双层结构，双层结构之间设有空腔，所述空腔内设有顶部安装盒和以及左和/右侧安装盒，所述空腔内除了安装盒之外的空间设置缓冲垫，所述北斗定位模块8、GPRS模块9以及主控模块10均设置在所述顶部安装盒内；

下颚带2，所述下颚带2设置在所述头盔本体1的下方；

第一语音通信模块11，所述第一语音通信模块与主控模块10电连接，所述第一语音通信模块11设置在左和/右侧安装盒内，第一语音通信模块11用于用户与管理端人员的语音通信；

人体检测模块12，所述人体检测模块12与主控模块10电连接，所述人体检测模块12镶嵌在所述头盔本体1的内侧或靠近人脸一侧的下颚带2上，所述人体检测模块12用于检测所智能安全头盔是否佩戴在用户头上；

电源模块13，所述电源模块13设置在所述顶部安装盒内；

太阳能电池板3，所述太阳能电池板3设置在所述头盔本体1的外表面，所述太阳能电池板3与头盔本体1的外表面相匹配；

太阳能控制器14，所述太阳能控制器14分别与太阳能电池板3、电源模块13和主控模块10电连接。

上述的基于北斗的智能安全头盔，北斗定位模块8接收北斗B1信号并传输至主控模块10，主控模块10解码出行为信息；GPRS模块9则用于接收4G频段信号的定位信息，并将4G频段信号传送至主控模块10，主控模块10可以结合北斗定位信号根据现有的计算方法计算用户的行走轨迹，以北斗定位技术作为定位的唯一手段进行定位或轨迹跟踪，使得智能安全头盔的轨迹更为准确，主控模块10接收到的北斗信号以及主控模块10处理的后的数据均能够通过GPRS模块9进行传输至管理平台17（比如服务器15等）。

此外，通过双层结构的头盔本体1，为基于北斗的智能安全头盔的电路结构提供安装空间，而且，通过在双层结构之间的空腔内设置缓冲垫，使得不幸摔倒时，能够通过缓冲垫对头部进行缓冲，降低损坏。通过下颚带2，使得基于北斗的智能安全头盔佩戴的更稳定，对于没有正确佩戴安全头盔或没有下颚带2的安全头盔来说，当人体倾斜后，安全头盔会脱离用户头部，起不到保护头部的作用，因此，下颚带2对安全头盔来说，是必备的。

用户还能够通过第一语音通信模块11与管理平台17的管理员进行通讯，即第一语音通信模块11用户的声音信息，经过主控模块10进行处理后通过GPRS模块9进行传输至管理平台17，管理平台17的语音信号同样通过GPRS模块9进行传输至主控模块10，后通过第一语音通信模块11发出声音。

人体检测模块12用于获取人体体温或脉搏数据，主控模块10根据人体检测模块12检索的数据判断用户是否佩戴智能安全头盔，还可以设置主控模块10，在未佩戴智能安全头盔的时候智能头盔不进行工作，减少电量损耗，当佩戴后，可以通语音通话模块进行提醒正确佩戴。

此外，头盔本体1的外表面设有太阳能电池板3，当用户在户外佩戴头盔时或头盔不使用时放置在阳光下，太阳能电池板3能够吸收太阳光转换为电能，通过太阳能控制器14处理后存储至电源模块13，后通过太阳能控制器14对主控模块10进行主供电，当然还能接其他模块，也可以直接从主模块处接电等；通过太阳能进行充电能够减少有线充电的麻烦，以及利用太阳能充电能够节能环保，减少电费支出，节约开发商或提供智能安全头盔或购买智能安全头盔用户的后续使用成本。

其中一个实施例，头盔本体1的外壳设有总开关，总开关与主控模块10电连接，通过设置有总开关，实现对主控模块10的开启与关闭的控制。

其中一个实施例，主控模块10可以采用51单片机、STC单片机、STM32单片机、嵌入式单片机等。具体的，主控模块10采用STC89C52，此时，STC89C52配有对应的内存卡，通过主控模块10能够将与主控模块10电连接的所有数据通过GPRS模块9进行传输至云服务器15，管理人员通过管理平台17访问服务器15或接收服务器15发送的GPRS模块9发送的数据。

其中一个实施例，头盔本体1与顶部安装盒固定连接，顶部安装盒与头盔顶部的形状相匹配，顶部安装盒为中空的上开口结构，位于顶部安装盒的顶部的头盔本体1的部分设有与顶部安装盒开口相匹配的开口，开口上设有曲面的盖板7，所述盖板7的一端与开口铰接，另一端开口能够拆卸的连接，例如通过卡扣和锁扣的等对盖板7的另一端锁紧或卡紧，盖板7或开口的边缘设有密封条，通过密封条进行密封。顶部安装盒的侧面设有相应的通孔，使得主控模块10与其他模块的连接线有地方安装。

其中一个实施例，头盔本体1外侧设有紧急按钮，紧急按钮与主控模块10电连接，可以设置主控模块10接收到紧急按钮的按下信号时发送报警信息，报警进行通过GPRS模块9传送至管理平台17，管理平台17根据报警信息通过显示屏或报警模块提醒。

其中一个实施例，头盔本体1外表面安装有通话按钮，所述通话按钮设置在所述麦克风与主控模块10之间，可以设置主控模块10，当按下通话按钮时，使麦克风接通，进行声音信号采集。

其中一个实施例，第一语音通信模块11包括喇叭和麦克风；

喇叭与主控模块10电连接，喇叭设置在左和/右侧安装盒内，喇叭用于根据主控模块10发出的信号进行发声；

麦克风与主控模块10电连接，麦克风设置在左和/右侧安装盒内，麦克风用于采集用户的语音传输至主控模块10，后再通过主控模块10传送是管理端。

其中一个实施例，电源模块13采用锂电池。

其中一个实施例，太阳能控制器14采用PIC12C671单片机。

其中一个实施例，基于北斗的智能安全头盔还包括管理端模块，所述管理端模块包括：第一无线传输模块16、管理平台17以及第二语音通信模块18。

第一无线传输模块16，第一无线传输模块16用于物联网通信；

管理平台17，管理平台17与第一无线传输模块16电连接，管理平台17还通过网线接入互联网，管理平台17通过互联网接收GPRS模块9发送的信号进行显示，通过第一无线传输模块16接入基于物联网连接的设备；

第二语音通信模块18，第二语音通信模块18与管理平台17电连接。述的管理端模块通过网线接入互联网进入服务器15获取，所述管理平台17通过互联网接收所述GPRS模块9发送的信号进行显示，例如：穿戴者的定位信息、行程轨迹、穿戴状况、人体体温情况等，管理端模块通过第一无线传输模块16接入基于物联网连接的设备，使得基于北斗的智能安全头盔的辅助管理系统能够接入物联网，进行更多控制和智能化。

其中一个实施例，管理平台17可以采用电脑和与电脑相连接的显示屏，当电脑价格过高时，可以用单片机、嵌入式单片机、树莓派等去替代，例如可以采用树莓派，树莓派具有较多的接口，且具有图形界面显示功能，更方便管理者使用。

第二语音通信模块18采用带有麦克风的耳机，没通过耳机进行语音沟通，减少对旁人的打扰。

其中一个实施例，第一无线传输模块16采用ZigBee路由接入物联网系统，同理，第二无线传输模块采用ZigBee子模块。

其中一个实施例，基于北斗的智能安全头盔还包括：电子护栏19和报警模块，

电子护栏19，电子护栏19设置在工作区域的边缘或进出口，电子护栏19通过第一无线传输模块16与管理平台17电连接；

报警模块，报警模块设在管理平台17周围，报警模块与管理平台17电连接。

可以设置管理平台17接收到电子护栏19感应到用户走出电子护栏19外侧时，控制报警模块发出报警信号，即当管理平台17检测判断用户经过电子护栏19后控制报警模块发出报警信号，提醒管理者对用户的行为进行查看，利于管理者进行对穿戴者的管理；

具体的，电子护栏19包括：感应装置和第二无线传输模块，

感应装置，至少一个感应装置设置在所述工作区域的四周的护栏上；

第二无线传输模块，每个感应装置均与一个所感应装置电连接，第二无线传输模块与第一无线传输模块16相互通信。

具体的，感应装置可以为多组红外发射机和接收红外发射机发射的红外信号的红外接收机，每个红外发射机和红外接收机均与一个第二无线传输模块电连接。

感应装置还可以采用感应电缆，当才有采用分段的感应电缆时，每段感应电缆均与一个第二无线传输模块电连接。

其中一个实施例，人体检测模块12采用红外感应模块。

具体的红外感应模块采用红外感应传感器。

其中一个实施例，人体检测模块12采用脉搏传感器。

其中一个实施例，基于北斗的智能安全头盔还包括摄像头6，摄像头6设置在所述头盔本体1的外表面的前端，摄像头6与主控模块10电连接。摄像头6为夜视摄像头6。

其中一个实施例，基于北斗的智能安全头盔还包括护目镜4，护目镜4的两端分别连接一根弹力带5，即护目镜4的一端与弹力带5的一端连接，弹力带5的另一端与头盔的左侧或右侧固定连接，未使用时，护目镜4放置在在头盔本体1上，使用时，朝远离头盔本体1一侧拉住护目镜4，使护目镜4远离头盔本体1，并移动到眼睛前，缓慢松手，弹力带5收缩，使护目镜4稳定戴在使用者的脸上。对应的，头盔的前端设有水平的遮光板，防止护目镜4下滑。

此外，设有摄像头6和护目镜4处的头盔本体1表面不设有太阳能电池板3，减少太阳能电池板3成本的浪费，节约资源。

其中一个实施例，头盔本体1的下边缘和顶部设有夜光条，使得用户在夜间使用时也能准确的的被他人发现以及方便寻找基于北斗的智能安全头盔。

其中一个实施例，头盔本体1的前端还设有探照灯，探照灯与主控模块10电连接，相应的探照灯附近设有探照灯开关，探照灯开关设置在探照灯与主控模块10之间。

其中一个实施例，所头盔的内部设有内衬，使得用户佩戴时更为舒适。

以上所揭露的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，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于北斗的智能安全头盔，其特征在于，包括：

北斗定位模块；

GPRS模块；

主控模块，所述主控模块分别与所述北斗定位模块、GPRS模块电连接；

头盔本体，所述头盔本体为双层结构，双层结构之间设有空腔，所述空腔内设有顶部安装盒和以及左和/右侧安装盒，所述空腔内除了安装盒之外的空间设置缓冲垫，所述北斗定位模块、GPRS模块以及主控模块均设置在所述顶部安装盒内；

下颚带，所述下颚带设置在所述头盔本体的下方；

第一语音通信模块，所述第一语音通信模块与主控模块电连接，所述第一语音通信模块设置在左和/右侧安装盒内；

人体检测模块，所述人体检测模块与主控模块电连接，所述人体检测模块镶嵌在所述头盔本体的内侧或靠近人脸一侧的下颚带上，所述人体检测模块用于检测所述智能安全头盔是否佩戴在用户头上；

电源模块，所述电源模块设置在所述顶部安装盒内；

太阳能电池板，所述太阳能电池板设置在所述头盔本体的外表面，所述太阳能电池板与头盔本体的外表面相匹配；以及

太阳能控制器，所述太阳能控制器分别与太阳能电池板、电源模块和主控模块电连接。

2.根据权利要求1所述的基于北斗的智能安全头盔，其特征在于，还包括管理端模块，所述管理端模块包括：

第一无线传输模块，所述第一无线传输模块用于物联网通信；

管理平台，所述管理平台与第一无线传输模块电连接，所述管理平台还通过网线接入互联网，所述管理平台通过互联网接收所述GPRS模块发送的信号进行显示，通过所述第一无线传输模块接入基于物联网连接的设备；及

第二语音通信模块，所述第二语音通信模块与管理平台电连接。

3.根据权利要求2所述的基于北斗的智能安全头盔，其特征在于，还包括：

电子护栏，所述电子护栏设置在工作区域的边缘或进出口，所述电子护栏通过第一无线传输模块与管理平台电连接；和

报警模块，所述报警模块设在管理平台周围，所述报警模块与管理平台电连接。

4.根据权利要求3所述的基于北斗的智能安全头盔，其特征在于，所述电子护栏包括：

感应装置，至少一个所述感应装置设置在所述工作区域的四周的护栏上；和

第二无线传输模块，每个所述感应装置均与一个所感应装置电连接，所述第二无线传输模块与所述第一无线传输模块相互通信。

5.根据权利要求1所述的基于北斗的智能安全头盔，其特征在于，所述人体检测模块包括红外感应模块。

6.根据权利要求1所述的基于北斗的智能安全头盔，其特征在于，所述人体检测模块包括脉搏传感器。

7.根据权利要求1所述的基于北斗的智能安全头盔，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头设置在所述头盔本体的外表面的前端，所述摄像头与主控模块电连接。

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