一种智能安全帽系统

1.本实用新型涉及智能穿戴技术领域，具体涉及一种智能安全帽系统。


背景技术：

2.随着工业制造智能化的迅猛发展，在智能穿戴方面，智能眼镜、智能手环等可穿戴设备在市场上百花齐开，但对智能安全帽的研究及生产应用还未普及。现有的安全帽是用来庇护头部，制止打击物危害头部的安防器具，而同类型的安全帽也存在质量问题，因此，我们结合当今物联网的热潮，将安全帽的属性进一步加强，结合当今万物智能，万物互联的趋势，我们将安全帽赋予更多功能来增强人员的安全性。
3.对施工工地来说，保证员工的安全是重中之重的任务。进入施工工地佩戴安全帽是国家操作规范的基本要求。但是常规安全帽功能仅仅只有保护头部的功能，如何以安全帽为载体，增加智能模块，使原本功能单一的安全帽增加更加智能化的功能，以提高工人的生产效率和安全性，这是现在市面上大部分安全帽没能做到的。安全帽上要实现多种功能，必然要配置多种元器件，这便会使安全帽的出现负重，而且没有把握好元件配置位置还有可能影响到身体重心，尽量用排除没有必要的部分以便减轻重量，方便工人作业。
4.针对其安全性能展开来讲，智能安全帽将安全性提升到了更高层次，借助人工智能和物联网技术，智能安全帽考虑到了工地上的各种应急情况，根据汇集的数据加以分析，所得结果针对性地对工地的各种设施进行改善，增大了工地安全弹性提提升空间。由于这个智能安全帽的内部模块耦合度较低，各个模块具有可插拔特性，所以这个项目具有较强的可移植性，不仅仅能够应用在劳动人员的领域，通过模块的替换还可以用于户外探险的活动，用来保护人员的安全等等。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种智能安全帽系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
6.本实用新型为提升建筑施工工地人员的安全性、增加建筑施工管理水平而设计的智能安全帽，不仅具有保护头部、制止打击物危害头部的功能，而且还具备传统安全帽所不具备的uwb定位基站，气体检测，实时地位，危险警报等功能，这种基于物联网开发的智能安全帽系统还能够对施工的效能进行检测，给施工方直观的信息反馈，让施工管理方能够更高效、方便管理施工。
7.为了实现上述目的，根据本实用新型提供一种智能安全帽系统，所述系统包括：
8.多个智能安全帽、安装在工地墙壁上的uwb定位基站和多个监控摄像机、设置于工地出入口的人脸识别闸机、显示器和服务器，各个智能安全帽通过无线载波通信与uwb定位基站连接；
9.所述智能安全帽包括uwb定位芯片和电池模块；所述电池模块与uwb定位芯片相连以用于供电；智能安全帽中的uwb定位芯片用于发送uwb信号并接收uwb定位基站回应的uwb
响应信号；
10.所述人脸识别闸机、监控摄像机、uwb定位基站均通过以太网传输电缆连接到poe交换机以进行poe供电，并与连接到poe交换机的服务器进行数据通信；
11.所述uwb定位基站用于接收uwb定位芯片发送的uwb信号，并根据uwb信号识别定位uwb定位芯片当前的位置信息；
12.所述服务器的数据库中存储有各个工人的人脸图像，所述服务器用于采集通过uwb定位基站传输来的各个智能安全帽中uwb定位芯片发送的位置信息。
13.进一步地，所述服务器还包括esp32模块，服务器通过esp32模块进行wifi连接到显示器，并输出各个监控摄像机拍摄到的监控图像或者各个智能安全帽的位置信息到显示器中显示。
14.进一步地，智能安全帽还包括mq135空气质量检测模块，所述mq135空气质量检测模块用于检测空气中的一氧化碳、二氧化碳、酒精、苯、氮氧化物、氨中任意一种气体的浓度。
15.进一步地，智能安全帽还包括蜂鸣器，智能安全帽的mq135空气质量检测模块实时监测周围空气，当一氧化碳、二氧化碳、酒精、苯、氮氧化物、氨中任意一种气体的浓度超过预设标准值时，蜂鸣器发出撤离警报，并反馈至服务器，及时排查安全隐患。
16.进一步地，智能安全帽的位置信息位于预设危险区域时，蜂鸣器发出警报并提醒人员注意安全。
17.进一步地，所述服务器为塔式服务器、机架式服务器或刀片式服务器中任意一种，通过220v家用交流电源供电。
18.进一步地，所述监控摄像机为影像的像素在38万像素上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率在570线以上的高分辨率。
19.进一步地，所述人脸识别闸机包括人脸识别闸机头以及闸机，人脸识别闸机头用于在佩戴智能安全帽的工人在通过人脸识别闸机时进行人脸识别，并将识别结果与服务器的数据库中存储的人脸图像进行匹配，匹配成功则闸机开启。
20.进一步地，在工地区域中，多个监控摄像机设置在工地区域中，工地区域中每个工人穿戴智能安全帽，工地区域为正在施工的固定地理区域，所述服务器的数据库中存储有各个工人的人脸图像。
21.本实用新型的有益效果为：本实用新型提供一种智能安全帽系统，与传统安全帽相比，可以对工人实行精准定位，进出工地便可以实时监控工人，考勤和工人区域定位而且能够减少人员监督工作，节省人力资源，相对于传统安全帽，不仅有物理防护功能而且具备有害气体一氧化碳、二氧化碳、酒精、苯、氮氧化物等安全防护措施，以及结合定位实时监控具有智能语音播报功能，能够对潜在的安全威胁进行预警和提醒，当进入危险区域时报警。
附图说明
22.通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本实用新型的上述以及其他特征将更加明显，本实用新型附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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，在附图中：
23.图1所示为一种智能安全帽系统结构图。
具体实施方式
24.以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.如图1所示为一种智能安全帽系统流程图，下面结合图1来阐述根据本实用新型的实施方式的一种智能安全帽系统。
26.本实用新型提出一种智能安全帽系统，所述系统包括：
27.多个智能安全帽、安装在工地墙壁上的uwb定位基站和多个监控摄像机、设置于工地出入口的人脸识别闸机、显示器和服务器，各个智能安全帽通过无线载波通信与uwb定位基站连接；
28.所述智能安全帽包括uwb定位芯片和电池模块；所述电池模块与uwb定位芯片相连以用于供电；智能安全帽中的uwb定位芯片用于发送uwb信号并接收uwb定位基站回应的uwb响应信号；
29.所述人脸识别闸机、监控摄像机、uwb定位基站均通过以太网传输电缆连接到poe交换机以进行poe供电，并与连接到poe交换机的服务器进行数据通信；
30.所述uwb定位基站用于接收uwb定位芯片发送的uwb信号，并根据uwb信号识别定位uwb定位芯片当前的位置信息；
31.uwb定位基站主要由天线，内部电路板，外壳组成，天线分为内置天线和外置天线，uwb定位基站数据传输可以通过有线或者无线的方式传输，可以通过光缆，网线或者无线wifi,网桥，4g等进行数据传输。
32.所述服务器的数据库中存储有各个工人的人脸图像，所述服务器用于采集通过uwb定位基站传输来的各个智能安全帽中uwb定位芯片发送的位置信息。
33.进一步地，所述服务器还包括esp32模块，服务器通过esp32模块进行wifi连接到显示器，并输出各个监控摄像机拍摄到的监控图像或者各个智能安全帽的位置信息到显示器中显示。
34.进一步地，智能安全帽还包括mq135空气质量检测模块，所述mq135空气质量检测模块用于检测空气中的一氧化碳、二氧化碳、酒精、苯、氮氧化物、氨中任意一种气体的浓度。
35.进一步地，智能安全帽还包括蜂鸣器，智能安全帽的mq135空气质量检测模块实时监测周围空气，当一氧化碳、二氧化碳、酒精、苯、氮氧化物、氨中任意一种气体的浓度超过预设标准值时，蜂鸣器发出撤离警报，并反馈至服务器，及时排查安全隐患。
36.进一步地，智能安全帽的位置信息位于预设危险区域时，蜂鸣器发出警报并提醒人员注意安全。
37.进一步地，所述服务器为塔式服务器、机架式服务器或刀片式服务器中任意一种，通过220v家用交流电源供电。
38.进一步地，所述监控摄像机为影像的像素在38万像素上、彩色分辨率大于或等于480线、黑白分辨率在570线以上的高分辨率。
39.进一步地，所述人脸识别闸机包括人脸识别闸机头以及闸机，人脸识别闸机头用于在佩戴智能安全帽的工人在通过人脸识别闸机时进行人脸识别，并将识别结果与服务器的数据库中存储的人脸图像进行匹配，匹配成功则闸机开启。
40.进一步地，在工地区域中，多个监控摄像机设置在工地区域中，工地区域中每个工人穿戴智能安全帽，工地区域为正在施工的固定地理区域，所述服务器的数据库中存储有各个工人的人脸图像。
41.优选地，其工作原理如下：
42.s100，初始化施工工地智能安全帽管理系统；
43.s200，在工人佩戴智能安全帽进入施工场所区域内的uwb定位基站信号的覆盖范围时，智能安全帽与uwb定位基站连接，智能安全帽发送待考勤信号到uwb定位基站并且记录到服务器；待考勤信号包括智能安全帽的编号、连接的时间戳和与编号对应的工人信息；
44.s300，当工人上班时间通过人脸识别闸机时，如果服务器已经接收到该工人的智能安全帽对应的待考勤信号，则通过人脸识别算法识别并从服务器的数据库中匹配工人的身份，身份匹配成功时，记录工人的编号和通过人脸识别闸机的时间作为考勤信息；
45.s400，当工人下班时间通过人脸识别闸机时，通过人脸识别算法识别并从服务器的数据库中匹配工人的身份，身份匹配成功时，记录工人的编号和通过人脸识别闸机的时间作为考勤信息；
46.s500，当工人佩戴智能安全帽在施工场所区域内uwb定位基站信号的覆盖范围时，
47.优选地，根据工人佩戴智能安全帽实时定位施工人员的位置信息，并记录人员活动轨迹，分析其工作效率。
48.优选地，工人佩戴智能安全帽靠近危险区域时，智能安全帽发出警报提醒人员注意安全；下班后，统计施工人员是否全部离场。及时掌握人员滞留等异常情况，并准确定位其位置，及时实施救援。
49.优选地，电池模块为与电池连接的线路。
50.尽管本实用新型的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本实用新型的预定范围。此外，上文以实用新型人可预见的实施例对本实用新型进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本实用新型的非实质性改动仍可代表本实用新型的等效改动。