[发明专利]一种多功能智能安全帽预警系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑工人安全防护装备领域，尤其是涉及一种多功能智能安全帽预警系统及方法。

背景技术

在建筑施工、工厂作业中广泛使用安全帽，安全帽可以在佩戴者受到坠落物打击、碰撞时有效减轻冲击力，减轻头部伤害。但是，目前市场流通的安全帽只有单一的保护头部功能，没有健康监测、跌倒预警、人员识别等功能。随着无线通信技术、无线传感技术及计算机技术的发展，基于生理参数监测等可穿戴设备也得到了快速发展。市场上健康检测仪等设备越来越趋向于体积微型化、价格平民化，在建筑施工安全防护装备领域应用也越来越广泛。但是，目前尚缺乏一种集成化、多功能化的安全防护装备。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种多功能智能安全帽预警系统及方法，使该安全帽既能够起到传统安全帽的安全防护作用，同时又具有实时监测人体脉搏信息、体温生理信息、人体加速度信息和人体角度信息，全方位及时保护施工工地的人员安全。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种多功能智能安全帽系统，包括安全帽、传感器模块、RFID标签模块、RFID阅读器、蓝牙传输模块、振动器、电源模块、手机客户端和项目部数据分析平台；所述传感器模块和振动器连接蓝牙传输模块，所述电源模块连接传感器模块、振动器、RFID标签模块和蓝牙传输模块；

所述安全帽包括帽衬、帽带和帽壳，所述帽衬位于帽壳内上部，所述帽带连接帽壳的两端；

所述传感器模块包括脉搏传感器、体温传感器、加速度传感器和陀螺仪传感器，分别用于采集佩戴者的脉搏信息、体温信息、加速度信息和角度信息；

所述RFID标签模块包括有源RFID标签，用于存储佩戴者个人信息并采集位置信息；

所述RFID阅读器用于读取RFID标签模块发出的个人信息和位置信息，并将信息传送至项目部数据分析平台，实现佩戴者的识别和定位；

所述蓝牙传输模块为蓝牙4.0芯片，负责将接收到的由传感器模块发出的信息无线传输至手机客户端；

所述振动器通过蓝牙传输模块接收手机客户端发送的激活指令后进行振动，对佩戴者发出预警提醒；

所述电源模块包括可充电锂电池及开关，用于给各个模块提供电源；

所述手机客户端用于接收、处理蓝牙传输模块传输的信息，并将处理后的信息发送至项目部数据分析平台，同时通过蓝牙传输模块向振动器发送激活命令；

所述项目部数据分析平台用于接收手机客户端传递的信息，作为数据的存储、查询单元，方便日后数据查询。

进一步的，所述传感器模块和振动器均位于帽带底部，紧贴佩戴者下巴位置处。

进一步的，所述电源模块和RFID标签模块均位于安全帽内侧顶部空隙处。

进一步的，所述蓝牙传输模块安装在安全帽内侧后方位置处。

进一步的，所述脉搏传感器采用KEYES型，所述体温传感器采用红外线温度传感器，所述加速度传感器采用BOSCH型，所述陀螺仪传感器采用INVENSEN型。

进一步的，所述有源RFID标签采用ZTX的2.4G有源远距离标签，所述RFID阅读器采用ZTX的中距离阅读器。

进一步的，所述蓝牙4.0芯片采用DA14580低功耗芯片；所述振动器采用STF微型振动马达；所述电源采用PN602025-200微型可充电锂电池；所述安全帽为普通建筑施工用安全帽。

一种多功能智能安全帽控制方法，包括如下步骤：

(1)在施工现场布置多个RFID阅读器，将人员的姓名、性别、工号个人信息输入至有源RFID标签，在安全帽中安装好传感器模块、RFID标签模块、蓝牙传输模块、振动器和电源模块；在手机客户端中输入脉搏信息、体温信息、加速度信息和角度信息的标准值区间；

(2)开启电源模块中的开关、手机客户端和项目部数据分析平台；

(3)当佩戴者进入施工现场后，RFID阅读器实时接收有源RFID标签发出的信息，并通过RFID阅读器自身的无线信息传输功能将信息传递至项目部数据分析平台，显示该佩戴者的个人信息和位置信息；

(4)脉搏传感器、体温传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器对安全帽佩戴者进行实时监测，将采集到的脉搏信息、体温信息、加速度信息和角度信息通过蓝牙传输模块发送至手机客户端；