[發明專利]一種基于安全帽的工程施工人員疲勞檢測系統

在審

• 申請號: 202010019910.X
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111035096A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 李巍;衣建妮;郭志戎;侯園園;李江
• 申請（專利權）人: 鄭州鐵路職業技術學院
• 主分類號: A42B3/04
• 分類號: A42B3/04;A42B3/30
• 代理公司: 成都其高專利代理事務所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 廖曾

本發明涉及一種基于安全帽的工程施工人員疲勞檢測系統，包括安全帽和檢測單元，所述安全帽上設帽檐和固定帶，所述檢測單元包括控制盒、生理采集模塊、面部采集模塊、微處理器、報警模塊和傳輸模塊，所述微處理器設于控制盒內，所述控制盒設于帽檐的上端，所述生理采集模塊和面部采集模塊均連接微處理器的輸入端，所述微處理器的輸出端連接報警模塊，所述生理采集模塊、面部采集模塊、微處理器、報警模塊之間通過傳輸模塊進行信號傳遞；本發明提供的檢測系統，對施工人員生理信號采集和面部特征的圖像特征對比，通過微處理器模塊能夠實現大量數據的實時處理，實現實時對施工人員的疲勞狀態進行檢測。

技術領域

本發明屬于安全帽技術領域，具體涉及一種基于安全帽的工程施工人員疲勞檢測系統。

背景技術

建筑業作為國民經濟的支柱性產業之一，是安全要求極高的領域，施工現場安全事故仍在不斷發生，而對于事故發生的緣由解釋都相對比較模糊，人作為最活躍的因素，對安全事故的發生有著必然的聯系。而施工現場負有安全重任的建筑工人，工作高度緊張，工作壓力大，作息時間不規律，疲勞問題無論在其生理上還是心理上，都具有普遍存在性。故建筑工人的作業疲勞是導致建筑企業生產率下降，安全事故發生的重要原因之一，鑒于此，對施工現場建筑工人作業疲勞影響因素的研究十分必要。

為了保證在施工過程中的生命安全，所有在施工現場的人員都需要佩戴安全帽，施工強度和施工環境對施工人員的影響較大，易引起施工人員情緒和身體上的疲勞，由于施工人員長時間勞作，其體力和腦力將會逐漸進入疲勞狀態，注意力就會分散，判斷反應能力下降，視覺變得模糊，聽力也開始下降。過度疲勞的施工人員，會在工作過程中困倦，甚至打磕睡，因此疲勞施工極易引發施工事故。

發明內容

本發明的目的是為了解決背景技術中所提出的問題，而提供一種實時檢測、通過生理指標和面部特征對比進行檢測的基于安全帽的工程施工人員疲勞檢測系統。

本發明的目的是這樣實現的：

一種基于安全帽的工程施工人員疲勞檢測系統，包括安全帽和檢測單元，所述安全帽上設帽檐和固定帶，所述檢測單元包括控制盒、生理采集模塊、面部采集模塊、微處理器、報警模塊和傳輸模塊，所述微處理器設于控制盒內，所述控制盒設于帽檐的上端，所述生理采集模塊和面部采集模塊均連接微處理器的輸入端，所述微處理器的輸出端連接報警模塊，所述生理采集模塊、面部采集模塊、微處理器、報警模塊之間通過傳輸模塊進行信號傳遞；

所述生理采集模塊包括呼吸信號傳感器、脈搏信號傳感器和溫度傳感器，所述呼吸信號傳感器設于腹部，所述脈搏信號傳感器設于固定帶上，所述溫度傳感器設于安全帽的內側、與額頭接觸處；

所述面部采集模塊包括攝像頭、人臉檢測器和設于微處理器內的圖像處理單元，所述攝像頭設于帽檐的下端朝向人臉的一側，所述人臉檢測器裝配于攝像頭內，所述攝像頭通過傳輸模塊連接微處理器。

進一步的，所述呼吸信號傳感器采用變極距式電容傳器，所述呼吸信號傳感器為腰帶狀。

進一步的，所述呼吸信號傳感器包括由聚烯烴材質組成的絕緣結構和設于絕緣結構兩端的金屬電極組成，所述金屬電極采用銅箔膠帶。

進一步的，所述傳輸模塊采用ZiBee、WiFi或藍牙的任一種。

進一步的，所述脈搏信號傳感器采用紅外脈搏傳感器。

進一步的，所述報警模塊包括蜂鳴器、LED燈、顯示屏，所述LED燈連接顯示屏，所述蜂鳴器和顯示屏連接微處理器，所述蜂鳴器和顯示屏均設于安全帽的上端。

進一步的，所述溫度傳感器的工作溫度范圍為溫度范圍-55℃～+125℃，所述溫度傳感器的精度為±0.5℃、所述溫度傳感器的工作周期為550-750ms。

進一步的，所述攝像頭用于采集人臉的眼睛和嘴巴圖像。