[实用新型]基于高精度定位板卡的铁路巡检智能可穿戴设备

说明书

基于高精度定位板卡的铁路巡检智能可穿戴设备，通过4G信号接收CORS站的差分信息，实现高精度导航定位。同时，将体征监测模块、蓝牙串口透传模块、4G通信模块、照明控制电路、报警装置、电源模块以及摄像头等多种传感器集成在一个安全帽上，利用MCU处理器进行控制。差分模块采集巡检工人位置与轨迹；体征监测模块采集巡检工人生理特征；摄像头采集设备环境与工人操作规范；4G模块实现工人采集的位置、生理、图像等信息与铁路巡检平台的实时交互；报警装置用于工人生理与列车安全距离等信息的提示；电源模块为系统提供稳定电源。本实用新型实时采集巡检工人的位置、生理、操作规范等信息，为铁路巡检的远程监管和保障提供有力的支撑。

技术领域

本实用新型发明涉及一种铁路巡检智能可穿戴终端，具体涉及一种多传感器融合、高精度导航及监管的铁路巡检可穿戴终端。

背景技术

铁路运输长期以来在我国运输中起着举足轻重的作用，而铁路巡检工作事关铁路运输的安全。目前，巡检工作基本依靠巡道工人人为进行，完善对工区巡道工的管理以及沿途设施的维护，保障工人人身安全具有非常实际的意义和广泛的用途。

现有的巡检系统基本上分为三类：第一类是基于信息纽扣的电子巡检系统，巡检人员手持巡检仪碰触信息钮扣读取信息，执行完任务后，巡检仪记录结果送往巡检管理主机，供管理人员考查；第二类是基于 RFID的电子巡检系统，RFID系统利用读卡器与射频卡，通过电磁耦合或者电感耦合实现双方的能量传输和信息交换；克服了信息钮扣系统必须接触的缺陷，但RFID巡检系统记录的是离散分布的巡检点的信息，无法记录巡检路径且无法考察巡检人员是否按操作规范检查了铁路设备；第三类是基于GIS/GPS技术的电子巡检系统，巡检人员手持巡检仪接收全球卫星定位系统(GPS)数据，待巡检仪有效定位后保存设备的位置，任务结束后将数据导入管理主机，结合GIS地理信息系统功能软件进行分析，生成巡检报告。该方法存在受遮挡无法定位以及因定位精度较低(25m)，不能分辨设备集中时的数据等缺陷。

上述三种方法中，信息纽扣电子巡检系统受技术限制，必须外露，易遭受破坏且要求巡检仪与纽扣必须精确接触。RFID电子巡检系统记录的是离散分布的巡检点的信息，无法记录巡检路径，并且无法考察巡检人员是否按照操作规范检查了设备。GIS/GPS电子巡检系统存在因定位精度(25m)较低，无法分辨设备集中时的数据和受遮挡无法定位等缺陷。本发明避免了上述问题，在保证高精度导航定位的基础上，集成丰富的传感系统，实现多方位的巡检管理和保障。

发明内容

发明目的：本发明针对铁路巡检管理与保障的难点，利用北斗和GPS实现对巡检工人位置的分米级定位，实时记录、反馈工人的位置和路径，同时对巡检工人与列车的非安全距离进行预警和救援辅助。另外增加巡检工人生理参数监测(体温、心率)和姿态监测传感器，针对突发生身体状况实现预警和救援辅助。通过安全帽上脱帽监测装置防止巡检工人不带安全帽或定位装置等不规范作业情况。配合摄像头采集操作和环境等信息实现监管部门对巡检工人工作状态的监督。

技术方案：本发明采用低成本、高精度北斗/GPS双系统差分定位板卡，通过4G模块接收CORS站的差分改正信息并导入到定位板卡进行差分解算，实现分米级的定位结果，满足铁路巡检高精度实时定位的要求。定位结果可以通过蓝牙传输到手机等智能终端设备，也可通过串口与其它需要定位的设备相连，并且定位结果通过4G模块实时发送到铁路后台巡检系统，铁路巡检系统根据巡检工人与列车的距离判断是否在安全范围内作业，如果距离小于安全距离，则立即下发报警信息到智能巡检终端通知巡检工人远离铁路轨道。同时该装备通过巡检头盔内的体征监测模块实时监测巡检工人的心率、体温和运动姿态，当生理参数异常时可通知附近巡检工人实施救援行动，确保工人人身安全。铁路巡检平台可以实时获取巡检工人位置、巡检轨迹、生理体征、巡检作业环境、下发预警信息等功能。

本实用新型的基于高精度定位板卡的铁路巡检智能可穿戴设备，多传感器的高度集成方案，包括北斗/GPS双系统差分定位模块、体征监测模块、摄像头、4G模块、蓝牙模块、报警装置、照明装置；其中，