[發明專利]基于安全帽的人體安全監測和報警系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202010794412.2
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111899469A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 楊明來;卞婷;馬強;王玄偉;王江濤;周鍇
• 申請（專利權）人: 浙江長芯光電科技有限公司
• 主分類號: G08B21/02
• 分類號: G08B21/02
• 代理公司: 杭州潤淶知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33358
• 代理人: 李磊

本發明公開了基于安全帽的人體安全監測和報警系統及其控制方法，其中基于安全帽的人體安全監測和報警系統包括：單片機模塊、服務器和后臺監控模塊依次無線連接，其中單片機與服務器利用NB通信模塊建立通信傳輸。本發明的基于安全帽的人體安全監測和報警系統，通過薄膜壓力傳感器實時檢測佩戴人員是否佩戴安全帽以及佩戴是否規范，當未佩戴安全帽或佩戴不規范時提示，并在當天多次未帶或不規范佩戴時進行報警；通過陀螺加速度傳感器實時檢測佩戴安全帽人員的運動姿態，判斷是否跌倒、墜落，并統計出佩戴人員的步數信息，當人體處于危險狀態時報警，從而防止佩戴安全帽人員偷懶及未規范操作，保護佩戴人員的人身安全，保障工地安全運行。

技術領域

本發明屬于安全帽及人體安全檢測技術領域，具體涉及一種基于安全帽的人體安全監測和報警系統及其控制方法。

背景技術

近年來，我國建筑行業發展迅速，但是工人的規范管理及安全措施的無法監測等問題嚴重影響了工地建造時人員的安全問題，所以，必須加強工地的規范管理、安全設備的佩戴等檢測維護工作，保證工地的規范管理及人員的安全性。

安全帽是工地建造過程中施工現場人員保護人身安全的一個重要設備，其定義是用來保護頭頂而戴的鋼制或類似原料制成的淺圓頂帽子，防止沖擊物傷害頭部的防護用品。由帽殼、帽襯、下頰帶和后箍組成，帽殼呈半球形，堅固、光滑并有一定彈性，打擊物的沖擊和穿刺動能主要由帽殼承受，帽殼和帽襯之間留有一定空間，可緩沖、分散瞬時沖擊力，從而避免或減輕對頭部的直接傷害。沖擊性能、耐穿刺性能、側向剛性、電絕緣性、阻燃性是對安全帽的基本技術性能的要求。目前我國在工地規范管理細則中標明進入施工現場人員必須佩戴安全帽，隨著工地施工人員數量在施工階段中不斷增加及人員分散，如何管控施工現場人員佩戴安全帽及是否佩戴規范，以及施工人員工作效率問題成為了一個亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種基于安全帽的人體安全監測和報警系統，通過薄膜壓力傳感器實時檢測佩戴人員是否佩戴安全帽以及佩戴是否規范，當未佩戴安全帽或佩戴不規范時進行提示，通過陀螺加速度傳感器實時檢測佩戴安全帽人員的運動姿態，判斷是否跌倒、墜落，并統計出佩戴人員的步數信息，當人體處于危險狀態時報警，然后將所有采集數據通過單片機模塊發送到服務器，方便后臺監控中心進行分析、展示。

本發明的另一目的是提供一種基于安全帽的人體安全監測和報警系統的控制方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種基于安全帽的人體安全監測和報警系統，包括傳感器組模塊、單片機模塊、報警模塊、NB通信模塊、服務器和后臺監控模塊，所述傳感器組模塊、報警模塊和NB通信模塊均與單片機模塊有線連接，所述NB通信模塊、服務器和后臺監控模塊依次無線連接；

所述傳感器組模塊包括安裝于安全帽下頰帶的下巴處的薄膜壓力傳感器以用于實時采集佩戴人員下巴擠壓安全帽下頰帶所產生的壓力，進而檢測佩戴人員是否規范佩戴安全帽；以及安裝于安全帽內部頭頂處的陀螺加速度傳感器以用于實時采集佩戴人員的運動時產生的三維加速度、三維角速度和三維姿態角，進而檢測佩戴人員是否摔倒、墜落。

優選地，所述單片機模塊與服務器之間利用NB-IOT基于蜂窩的窄帶物聯網通信模塊建立通信通道。

優選地，所述單片機模塊與服務器之間采用COAP通信協議進行數據傳輸。

優選地，所述陀螺加速度傳感器為MPU6050陀螺加速度傳感器。

優選地，所述薄膜壓力傳感器為IMS-CO4A薄膜壓力傳感器。

優選地，所述薄膜壓力傳感器中的電阻R_IMS的計算公式為：

R_IMS＝(VREF/VOUT)*RG

其中，VREF為給定的參考電壓，VOUT是實測電壓，RG是反饋電壓。