专利名称：无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种安全帽，尤其涉及一种外置COMS摄像头，内置无线射频RF收发模块、高压报警模块和主控制器的无线音视通信兼高压频报警多功能安全帽。
背景技术：
众所周知，在带电作业，高空建设，矿山冶金等野外危险工作现场，为消除安全隐患，保护人身安全，工作人员在施工或作业场合都需佩戴安全帽，但传统的安全帽结构单一，功能有限，且有时还会影响佩戴者的视觉和听觉，容易造成严重的事故。在一些复杂且一人难以应对的突发事件现场，工作人员在处理问题的过程中有时候会需要摄录视频或者相互对讲通话，此时如果相关人员使用如对讲机或手机等无线通讯设备进行语言交流，或者使用摄像机等摄像工具进行现场拍摄，那么至少需要占用工作人员的一只手，因而无法保证工作效率以及工作人员的安全。而且对讲机、摄像机等也不便于随身携带和使用，难以满足工业现场的实际需要。在建设，检修，维护高压输电线路或其进行它带电作业时，操作人员的头部有触电或受到落物碰撞和撞击的可能，但普通的安全帽对于是否具有触电危险无预警指示，事故安全隐患很大。对于一些施工现场发生的安全事故，由于没有记录器将危险前的现场情况真实的记录下来，从而无法帮助人们判断事故发生的真正原因。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷和不足，提出一种设计合理，性能稳定可靠，且具有无线音视频传输，影音记录功能，高压报警功能的安全帽。用户在使用过程中不需要手持设备，彻底解放双手。在拍摄时只需要开启电源，即可实现即拍即传、本地远程存储功能，且随时保持对讲沟通功能。本实用新型的另一个目的，在于提供一种佩戴舒适，消除噪声，时尚美观的多功能安全帽。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为该多功能安全帽的帽体上设置IXD显示器、外壳、内衬、一对耳机及话筒，所述外壳的正前方中间位置设有一凹槽，并在凹槽内安装摄像头；在外壳的顶部设置V字脊，并在 V字脊顶部设置开口，在内安装存储器；在帽体靠近右耳上方的外表面和靠近左耳上方的外表面分别设置安装有无线射频收发模块的第一盒体和安装有高压报警模块的第二盒体; 在所述安全帽内壁与内衬顶部之间设有隔板，并在隔板上设置包含微处理器、数模/模数转换模块、信号流控制模块、存储器、供电电路以及复位电路的主控制器；所述摄像头、第一盒体、第二盒体分别与主控制器连接。所述摄像头为CMOS摄像头。所述V字脊两侧设有百叶窗式的通风口。
3[0012]所述摄像头周围设置有自动感光的LED照明灯。所述第一盒体的外部设置单刀双掷式电源开关控制键、充电电源接口、对码按键、复位键以及两个不同颜色的LED工作状态指示灯。所述第二盒体外部设置50欧姆的增益天线、报警电压选择开关以及报警电压指示灯；所述增益天线还可做成盘状，安装在安全帽的顶部或安全帽的帽檐内。所述话筒与右侧耳机之间设置可调节距离的抽杆。所述内衬被外壳包覆，内衬包括一海绵软垫层和一塑料制成的支撑层，且海绵层与塑料支撑层部分粘合。所述主控制器的结构为微处理器、数模/模数转换模块、存储器、复位电路、供电电路、音频输入接口、视频输入接口、信号流控制模块、充电电源电路、音频输出接口以及视频输出接口分别连接到系统总线上，且微处理器与信号流控制模块之间、数模/模数转换模块与信号流控制模块之间、存储器与信号流控制模块之间分别连接。所述高压报警模块的结构为报警电路、高压信号传感器、音响器、过载保护电路以及电源接口由系统总线并联。所述多功能安全帽使用的电源为5V、800 1200毫安的可充电电池。本实用新型的有益效果是(1)待机时间长，通讯质量高。800 1200毫伏的大容量充电电池极大提高了安全帽的工作时间，尤其适于远距离通话，长时间作业的工作现场。(2)采用先进的2. 4G扩频技术，以及噪声抑制电路，能有效的消除沙沙声，保证音视频流畅传输，提高通讯质量。(3)结构紧凑，布局合理。合理利用安全帽的空间，在其外侧设置无线收发模块，高压报警模块，在其内壁顶部设置主控制器，保持佩戴重心不变。(4)使用安全舒适。安全帽的帽体由硬质刚性材料制成，既能减轻安全帽的重量又能增加抗击力。在安全帽帽体顶部V字脊两侧设有百叶窗式的通风口，可加速热空气的排除。安全帽的内衬由透气性强且柔软的海绵软垫制成，且增加由韧性软塑料制成的内衬支撑，可有效防震，缓冲冲击力。安全系带由牢固而又柔软的特制材料制成，佩戴舒适。( 使用寿命高。两盒体以及内部隔板均由绝缘防水防电磁辐射的特质材料制成， 可有效阻隔安全帽内的汗液，水汽，保护模块上的元器件。(6)设计人性化。在右耳机和话筒之间有一抽杆，可根据佩戴者的要求，微调耳机与话筒的距离。COMS摄像头周围设置有感光LED照明灯，在阴天傍晚等弱光线环境下自动照明，保证视频摄录质量。(7)两盒体的底部通过一长螺丝巧妙的与安全帽固定，不会露出螺丝帽与螺丝钉尖部，既美观又安全(8)性价比高。设置于安全帽上的多个模块丰富了安全帽的功能，为佩戴人员提供了更多的选择。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的侧视剖面图。[0031]图3是本实用新型的仰视图。图4是本实用新型主控器的结构框图。图5是本实用新型高压报警模块的结构框图。图中标号 1-外壳；2-帽体；3-V字脊；4-通风口 ；5-摄像头；6-LED照明灯；7-按钮开关；8-IXD显示器；9-金属转轴；10-第一盒体；11_第二盒体；12-电源开关控制键；13-充电电源接口 ； 14-码按键；15-复位键；16-工作状态指示灯；18-增益天线；19-报警状态指示灯；20-报警电压选择开关；21-右耳机；22-左耳机；23-右导线；24-左导线；25-抽杆；26-话筒；27-隔板；28-主控制器；29-帽檐；30-安全系带；31-内衬；32-支撑体；33-开口 ；34-外盖；35-无线射频收发模块；41-微处理器；42-数模/模数转换模块；43-存储器；44-复位电路；45-供电电路；46-音频输入接口 ；47-视频输入接口 ；48-信号流控制模块；49-充电电源电路；50-音频输出接口 ；51-视频输出接口 ；52-系统总线；54-报警电路；55-高压报警模块；56-高压信号传感器；57-音响器；58-载保护电路；59-电源接口。
具体实施方式
本实用新型提供了一种无线音视通信兼高压频报警多功能安全帽，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步详细的描述。如图1和图2，它是本实用新型一个优选实施例的不同角度的结构示意图，从外型上，该安全帽在两侧增加了两个盒体。这两个盒体内分别设置无线射频收发模块35和高压报警模块55。帽体2大致呈半球形核体，帽檐四大体呈半圆环型。安全帽帽体2的外壳1 顶部具有一个V字形脊3，V字脊3的两侧设有百叶窗式的通风口 4，用于加速热空气的排除。V字脊3的顶部设有一开口 33，用于方便拆取存储器43，在帽体2开口 33相应位置处有一外盖34，可沿一边设置的百叶旋转打开或闭合，保护帽体2内部隔板27上的主控制器观。帽体内部设有海绵软垫制成的内衬31和韧性软塑料制成的支撑32，具有吸汗、减缓冲击力，防震等功能。所述海绵软垫内衬31和韧性软塑料支撑32部分粘合，用以增加佩戴的舒适度。所述内衬31和塑料支撑32被所述帽体2包覆。安全帽的帽体2下方设置有一安全系带30，所述安全系带30可以为一根或两根， 本实施例中，安全系带30为由特制材料制成的一根系带，所述安全系带30的两端可以设置于帽体2，也可以设置于帽檐四，还可以设置于帽体2和帽檐四的连接处，用于将所述安全帽稳定的固定于佩戴者的头部。如图1所示，帽体2的外表面正前方一凹槽内设置有一摄像头5。一方面，所述摄像头5和隔板27上的主控制器观相连，以获得电源，并通过系统总线52向控制器输入视频信号，另一方面，摄像头5与第一盒体10内置的无线收发模块35电性相连，用于无线收发摄像头5摄录周围环境中的影音图像。本实施例中的摄像头5优选具有广角镜头和USB 接口且具有对视频信号自动编码功能的COMS摄像头。所述摄像头5可通过多种方式固定于帽体2上，例如采用粘贴或螺钉锁固的方式。本实施例中，摄像头5采用粘贴的形式固定
5于凹槽内。在所述摄像头5的周围设置有至少一个用于增加光强的LED照明灯6，所述LED照明灯6可以是一个或多个，并且具有自动感光功能，既当光强较强时，所述LED照明灯6自动熄灭，当光强较弱或者没有光线时，所述LED照明灯6自动点亮，因而可以有效应对阴天或夜晚等暗光环境。在该安全帽摄像头5下方，帽檐四上方外表面地带设置有一形似眼镜的IXD显示器8，用于播放存储器43内或由异地无线传输来的视频信息。所述眼镜式IXD显示器8优选为256色高分辨率IXD显示器。所述IXD显示器8正常工作状态时需要22V左右的工作电压和上千伏的背光电压，此电压由供电电路45内的升压模块提供。此外，该LCD显示器 8通过两个金属转轴9固定在安全帽上，且可绕金属转轴9在人眼前方位置和帽檐四上方自由旋转，且在旋转至人眼位置自动开启IXD显示器8，旋转至帽檐上方自动关闭IXD显示器8。如图1和图2所示，帽体2的右左两侧分别设有第一盒体10和第二盒体11，所述第一盒体10用于设置2. 4G无线收发模块35，所述第二盒体11用于设置高压报警模块35， 所述第一盒体10和所述第二盒体11通过内置长螺丝穿透安全帽外壳1，与安全帽固定。优选的，所述第一盒体10及第二盒体11以及安全帽帽体2内壁顶部的隔板27彼此相通，用以设置实现隔板27上的主控制器观与无线收发模块35及高压报警模块55电路连接的元件，以便控制处理无线收发模块35和高压报警模块55内的信号，并向无线收发模块35及高压报警模块55提供电能。所述电路连接元件可以是电阻，电容或导线等。当然，第一盒体10和第二盒体11也可以通过其他方式设置于帽体2上，只要帽体2设有相应的固定结构即可。如图1所示，所述安全帽包括一个左耳机22和一个右耳机21，所述右耳机21和话筒26集于一体，且在右耳机21和话筒沈之间设置有一个抽杆25，通过控制抽杆25的伸缩来微调话筒26的位置。所述耳机优选为内置海面软垫的护耳式耳机，一方面可以有效收集音频信号，另一方面可以免除外界噪声的干扰。作为选择，可以在话筒26上设置音量调节控制开关、声控开关和手动开关。在不使用安全帽时，可将话筒26沿轴旋转至安全帽帽体 2的上方，保护话筒沈，提高安全帽的使用寿命。如图1所示，第一盒体10的外部的一个侧面设有一与右耳机21相连的右导线23， 一充电电源接口 13，一单刀双掷式电源开关控制键12，一对码按键14、一复位键15和两个不同颜色的工作状态指示灯16，17。所述右导线23以及对应位置处和左耳机22相连的左导线M外部附有一层绝缘且有韧性的软塑料，用于固定耳机，保护导线。所述充电电源接口 13采用工业标准化配置，在必要情况下可与汽车内的电瓶连接充电。当将电源开关控制键12向耳后方移动时，红色LED工作状态指示灯点亮，此时表明电源电路已经接通，系统可以准备进入工作状态。当长按对码键14，绿色LED工作状态指示灯闪烁2次，此时表明两个安全帽已经进入通讯同步模式。在有效的通讯距离内，红色LED与绿色LED长亮，若发现绿色LED闪烁不定，则表明同步不稳定或同步中断。所述安全帽具有声音自动控制功能，即在电源导通的情况下安全帽处于工作状态，不通话时则处于待机状态，降低功耗。参见图2，所述第二盒体11的外部的一个侧面设有一 50欧姆增益天线18、一报警电压选择开关20和一报警状态指示灯19。所述增益天线18既用来无线收发音信号，又用来监测安全帽周围环境中高压信号的强度，一旦周围环境中高压信号的强度达到报警范围，高压报警模块55中的音响器57就会发出音响信号，并且报警信号指示灯19不断闪烁， 对佩戴者进行触电危险警告。所述报警电压选择开关20可以根据现场作业的实际需要，调节高压报警电压值，在本实施例中，高压报警电压值设有5个档，分别为10KV、35KV、1IOKV 和 220KV 和 110 220KV。如图2和图4所示，在安全帽帽体2内壁的顶部设置有一隔板27，在该隔板27的一个面设置无线音视频传输的主控制器观，所述主控制器观的结构为微处理器41、数模 /模数转换模块42、存储器43、复位电路44、供电电路45、音频输入接口 46、视频输入接口 47、信号流控制模块48、充电电源电路49、音频输出接口 50以及视频输出接口 51分别连接到系统总线上，且微处理器41与信号流控制模块48之间、数模/模数转换模块42与信号流控制模块48之间、存储器43与信号流控制模块48之间分别连接。该主控制器观主要进行音视频信号流的控制处理并直接为两个耳机、话筒26、COMS摄像头5、IXD显示器8以及充电电源13提供接口。所述微处理器41优选为基于ARM9架构的32位微处理器，或者其他符合性能要求的微处理器。所述供电电路45主要使用伏值为5V，容量为800 1000毫安的可充电电池。 所述数模/模数转换模块42可将话筒沈输入的模拟音频信号转变成数字信号，为主控制器观提供易于处理的数字音频信号，并将通过增益天线18接收到的数字语音信号转换成模拟语音信号，送入左耳机22和右耳机21内。所述数模/模数转换模块42配合微处理器 41并结合软件可实现录音和放音功能。由于本实施例优选AR1C410微处理器，该处理器内含双工DMA，可支持录音和放音同时进行。主控制器观内的信号流控制模块48主要控制从CPU送入总线52内数据流的方向并控制待处理信号的时序。复位电路44可以在必要时刻对主控制器观内的参数进行初始化，以恢复到出厂设置。所述存储器43主要用于记录摄像头5从周围环境中获取的影音资料。在本实施例中，所述存储器43为易于拆取的内存卡，所述安全帽帽体2与所述存储器43相对的位置具有一开口 33，所述存储器43可从所述开口 33内取放。所述开口 33的相应位置有一盖 34，所述盖34可沿一个边上设置的百叶旋转，用于保护所述存储器43及内部的隔板27上的主控器观。所述存储器43的容量可以根据佩戴者的作业时间长短进行选择，若为较长时间的工地作业，可预选放入容量较大的内存卡，如8G。所述存储器43安装在帽体2内部的隔离板27上，有利于事故发生时保护所述存储器43免受损坏。如果发生意外，需要了解事故周围环境的影音资料，则将存储器43取出，并用格式兼容的设备播放所存储的影音资料，以分析事发原因。参见图3，在安全帽帽檐四内壁的右方，设置有一按钮式开关7，所述按钮开关7 电性连接在所述摄像头5和所述隔板27上的供电电路之间，用于控制所述摄像头5的开启和关闭。使用完毕，如果佩戴者忘记关闭所述按钮开关7，所述摄像头5工作到所述存储器 43容量存满后自动关闭。参见图5，第二盒体11内置高压报警模块55，所述高压报警模块55的结构为报警电路M、高压信号传感器56、音响器57、过载保护电路58以及电源接口 59由系统总线并联。所述音响器33由蜂鸣片做成，高压报警模块55的电源由主控器内的供电电路提供。当无线通讯装置工作电压出现异常时，所述过载保护电路58将自动切断电源，保护安全帽及佩戴者的安全。本实用新型的另一个优选实施例是，将所述50欧姆增益天线18制成圆盘状，放置在所述安全帽帽体2的帽檐四内或放置于安全帽帽体2的顶部，既能避免天线触碰高压电线或危险物体，又实用美观。可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其他各种相应的改变和变形，而所有的这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求1.无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其帽体(2)上设置IXD显示器(8)、外壳 (1)、内衬(31)、一对耳机及话筒( )，其特征在于，所述外壳(1)的正前方中间位置设有一凹槽，并在凹槽内安装摄像头(5)；在外壳(1)的顶部设置V字脊(3)，并在V字脊(3)顶部设置开口(33)，在内安装存储器；在帽体( 靠近右耳上方的外表面和靠近左耳上方的外表面分别设置安装有无线射频收发模块(3 的第一盒体(10)和安装有高压报警模块 (55)的第二盒体(11)；在所述安全帽内壁与内衬(31)顶部之间设有隔板(27)，并在隔板 (27)上设置包含微处理器(41)、数模/模数转换模块(42)、信号流控制模块(48)、存储器 (43)、供电电路(45)以及复位电路(44)的主控制器(28)；所述摄像头(5)、第一盒体(10)、 第二盒体(11)分别与主控制器08)连接。
2.根据权利要求1所述的无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其特征在于，所述摄像头(5)为CMOS摄像头。
3.根据权利要求1所述的无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其特征在于，所述V字脊(3)两侧设有百叶窗式的通风口 G)。
4.根据权利要求1所述的无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其特征在于，所述摄像头(5)周围设置有自动感光的LED照明灯(6)。
5.根据权利要求1所述的无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其特征在于，所述第一盒体(10)的外部设置单刀双掷式电源开关控制键(12)、充电电源接口(13)、对码按键(14)、复位键(1 以及两个不同颜色的LED工作状态指示灯。
6.根据权利要求1所述的无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其特征在于，所述第二盒体(11)外部设置50欧姆的增益天线(18)、报警电压选择开关00)以及报警电压指示灯(19)。
7.根据权利要求1所述的无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其特征在于，所述话筒06)与右侧耳机之间设置可调节距离的抽杆05)。
8.根据权利要求1所述的无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其特征在于，所述内衬(31)被外壳(1)包覆，内衬(31)包括一海绵软垫层和一塑料制成的支撑层，且海绵层与塑料支撑层部分粘合。
9.根据权利要求1所述的无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其特征在于，所述主控制器08)的结构为微处理器(41)、数模/模数转换模块(42)、存储器(43)、复位电路(44)、供电电路(45)、音频输入接口(46)、视频输入接口(47)、信号流控制模块(48)、 充电电源电路(49)、音频输出接口(50)以及视频输出接口(51)分别连接到系统总线上，且微处理器Gl)与信号流控制模块G8)之间、数模/模数转换模块0 与信号流控制模块 (48)之间、存储器03)与信号流控制模块08)之间分别连接。
10.根据权利要求1所述的无线音视频通信兼高压报警多功能安全帽，其特征在于，所述高压报警模块(5 的结构为报警电路(M)、高压信号传感器(56)、音响器(57)、过载保护电路(58)以及电源接口(59)由系统总线并联。
专利摘要本实用新型涉及一种安全帽，尤其涉及一种无线音视通信兼高压报警多功能安全帽。其帽体上设置LCD显示器、外壳、内衬、一对耳机及话筒，外壳的正前方中间位置摄像头；在外壳的顶部设置V字脊，在内安装存储器；在帽体上设置安装有无线射频收发模块的第一盒体和安装有高压报警模块的第二盒体；在所述安全帽内壁隔板上设置的主控制器；且摄像头、第一盒体、第二盒体分别与主控制器连接。本安全帽待机时间长，通讯质量高，结构紧凑，布局合理，使用安全舒适，寿命长，具有很高的性价比高，易于推广使用。
文档编号A42B1/10GK201976827SQ201120014049
公开日2011年9月21日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者祁富院, 薛鹏康, 陈彦宇, 陈银山, 陈银红, 雷小明, 高雪莲 申请人:华北电力大学