本发明涉及一种安全帽佩戴监管系统，具体地说是一种在施工人员未按规定佩戴安全帽时、会引发告警的系统。
背景技术：
工程施工人员佩戴安全帽是国家劳动安全保障措施硬性规定的要求，但现实生产过程中安全帽佩戴情况随机性很大；缺乏有效的监管手段和人员思想意识麻痹是主要原因，而一旦因为未戴安全帽造成损伤事故，对企业和家庭来说都是重大损失。目前虽然也有在安全帽上加装电子监测设备来监管是否佩戴安全帽的产品，但都存在成本高、实时性差等缺陷，无法做到通过低廉的成本来实现对未佩戴安全帽的实时监管。
nb-iot（窄带物联网）技术，由通信运营商组网运营，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，nb-iot支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，其资费低廉、网络覆盖可靠以及极低功耗等特性，可实现用低廉的成本对安全帽当前佩戴状态进行实时监管。
技术实现要素：
本发明针对施工人员不按规定佩戴安全帽可能带来的危险，提供了一种安全帽佩戴监管系统，在施工人员不按规定佩戴安全帽时会引发告警。
本发明采取的技术方案是：一种安全帽佩戴监管系统，其包括安全帽佩戴监测器和安全帽佩戴监管云平台，所述安全帽佩戴监测器和安全帽佩戴监管云平台之间通过无线进行通信，安全帽佩戴监测器包括处理器、状态指示led、电池电压检测电路、电池及充电电路、加速度传感器、地磁传感器、nb-iot通信模块，所述状态指示led和处理器相连，用于指示工作以及电池状态；所述电池电压检测电路和处理器相连，用于检测电池电压；所述电池及充电电路和处理器相连，用于供电、管理电池和充电；所述加速度传感器和处理器相连，用于监测当前安全帽的运动状态；所述地磁传感器和处理器相连，用于监测当前安全帽的姿态变化；所述nb-iot通信模块和处理器相连，用于和安全帽佩戴监管云平台通信。
进一步的，所述处理器采用单片机处理器，具体可采用51系列的stm32l151c8处理芯片。
进一步的，所述加速度传感器采adxl362传感芯片。
进一步的，所述stm32l151c8处理芯片的管脚37、管脚38、管脚39、管脚40分别通过电阻r12连接所述adxl362传感芯片的管脚7、管脚6、管脚4、管脚8，所述stm32l151c8处理芯片的管脚10通过电阻r12连接所述adxl362传感芯片的管脚11。
进一步的，所述地磁传感器采用hscdtd008a传感芯片。
进一步的，所述stm32l151c8处理芯片的管脚25、管脚26、管脚27分别通过电阻r18、电阻15、电阻r14连接所述hscdtd008a传感芯片的管脚4、管脚8、管脚7，同时hscdtd008a传感芯片的管脚7和管脚8分别通过电阻r38和电阻r17连接3v电源。
进一步的，所述nb-iot通信模块包括nb05-01模组和sim卡座。
进一步的，所述stm32l151c8处理芯片的管脚21依次通过电阻r20、三极管d05和三极管d06连接nb05-01模组的vbat管脚，stm32l151c8处理芯片的管脚12、管脚13分别通过电阻r28和电阻r27连接nb05-01模组的rxd管脚和txd管脚。
本发明的另一技术方案是：一种利用上述安全帽佩戴监管系统的监管方法，其首先将安全帽佩戴监视器安装于安全帽上，安全帽佩戴监视器通过内置的nb-iot通信模块和安全帽佩戴监管云平台进行通信，当需要施工人员佩戴安全帽时，安全帽佩戴监视器开启加速度传感器和地磁传感器，并根据加速度传感器和地磁传感器的实时数据判断安全帽是否处于运动之中，同时分析运动是有规律的周期性运动还是无规律的运动，以判断施工人员是否佩戴有安全帽；若施工人员佩戴有安全帽并处于活动状态，则加速度传感器和地磁传感器读出的数据会显示安全帽处于无规律运动状态；处理器根据加速度传感器和地磁传感器的数据进行分析后、将分析结果发送至安全帽佩戴监管云平台，监管云平台对监视器发送的结果进行处理，如果一定数量的连续监测周期内安全帽始终处于静止状态或周期性运动状态，则认为施工人员未按规定佩戴安全帽，云平台则及时通知监管人员进行监管。
本发明的有益效果是：实现了对施工人员不按规定佩戴安全帽的监管,使用nb-iot通信技术,待机时间长、其资费低廉、网络覆盖可靠以及功耗低，可实现用低廉的成本对安全帽当前佩戴状态进行实时监管。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明的原理框图。
图2是本发明的处理模块电路图。
图3是本发明的状态指示led电路图。
图4是本发明的电池电压检测电路的电路图。
图5是本发明的电池及充电电路的电路图。
图6是本发明的加速度传感器电路连接图。
图7是本发明的地磁传感器电路连接图。
图8是本发明的nb-iot通信模块电路图。
图9是本发明的整体电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1至9所示，一种安全帽佩戴监管系统，其包括安全帽佩戴监测器和安全帽佩戴监管云平台，所述安全帽佩戴监测器和安全帽佩戴监管云平台之间通过无线进行通信，安全帽佩戴监测器包括处理器、状态指示led、电池电压检测电路、电池及充电电路、加速度传感器、地磁传感器、nb-iot通信模块，所述状态指示led和处理器相连，用于指示工作以及电池状态；所述电池电压检测电路和处理器相连，用于检测电池电压；所述电池及充电电路和处理器相连，用于供电、管理电池和充电；所述加速度传感器和处理器相连，用于监测当前安全帽的运动状态；所述地磁传感器和处理器相连，用于监测当前安全帽的姿态变化；所述nb-iot通信模块和处理器相连，用于和安全帽佩戴监管云平台通信。
本发明中，所述处理器采用单片机处理器；具体可采用51系列的stm32l151c8处理芯片。所述加速度传感器采用adxl362传感芯片。所述地磁传感器采用hscdtd008a传感芯片。所述nb-iot通信模块包括nb05-01模组和sim卡座；具体可采用利尔达nb05-01模组，该模组是基于华为海思boudica芯片组开发的，其符合3gpp标准中的频段要求，具有体积小、功耗低、传输距离远、抗干扰能力强等特点。
本发明中，stm32l151c8处理芯片与各模块的主要连接关系为：stm32l151c8处理芯片的管脚37、管脚38、管脚39、管脚40分别通过电阻r12连接所述adxl362传感芯片的管脚7、管脚6、管脚4、管脚8，stm32l151c8处理芯片的管脚10通过电阻r12连接所述adxl362传感芯片的管脚11。stm32l151c8处理芯片的管脚25、管脚26、管脚27分别通过电阻r18、电阻15、电阻r14连接所述hscdtd008a传感芯片的管脚4、管脚8、管脚7，同时hscdtd008a传感芯片的管脚7和管脚8分别通过电阻r38和电阻r17连接3v电源。stm32l151c8处理芯片的管脚21依次通过电阻r20、三极管d05和三极管d06连接nb05-01模组的vbat管脚，stm32l151c8处理芯片的管脚12、管脚13分别通过电阻r28和电阻r27连接nb05-01模组的rxd管脚和txd管脚。
本发明的工作原理为：安全帽佩戴监视器安装于安全帽上，监视器通过内置的nb-iot通信模块和安全帽佩戴监管云平台进行通信，当需要施工人员佩戴安全帽时，安全帽佩戴监视器开启加速度传感器和地磁传感器，并根据加速度传感器和地磁传感器的实时数据判断安全帽是否处于运动之中，同时分析运动是有规律的周期性运动还是无规律的运动，以判断施工人员是否佩戴有安全帽；施工人员如果未佩戴安全帽，则加速度传感器和地磁传感器读出的数据会显示安全帽始终处于静止状态，或者施工人员为了避免处罚、将安全帽放置于某周期性运动的器械或工具上，则加速度传感器和地磁传感器读出的数据会显示安全帽始终处于周期性的运动状态，正常情况下如施工人员佩戴有安全帽并处于活动状态，则加速度传感器和地磁传感器读出的数据会显示安全帽处于无规律运动状态；处理器根据加速度传感器和地磁传感器的数据进行分析后、将分析结果发送至安全帽佩戴监管云平台，监管云平台对监视器发送的结果进行处理，如一定数量的连续监测周期内安全帽始终处于静止状态或周期性运动状态，则认为施工人员未按规定佩戴安全帽，云平台及时通知监管人员进行监管。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。