智能安全监管可视化头盔的制作方法

1.本实用新型涉及电力安全监管技术领域，具体的说，涉及了一种智能安全监管可视化头盔。


背景技术：

2.传统的电力客户故障停电抢修、业扩报装、安全用电检查等作业现场的作业安全、服务质量无法实时管控，作业现场痕迹无记录；作业现场一般需要配置两个人，一人工作、一人监护，在作业现场作业人员比较多时，需要配备同样数量的监护人员，监护人员一对一人工记录作业现场的各种状态，存在人工收集记录作业现场的信息不全面、不准确以及不及时、人工收集工作效率低、后续分析不方便等缺点。
3.另外，若作业人员一时疏忽或监护人员监护不到位，则会导致现场作业安全无保障；因此，急需一种用于作业现场监护工作的采集设备。
4.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种智能安全监管可视化头盔。
6.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种智能安全监管可视化头盔，包括安全帽本体，还包括设置在所述安全帽本体内的元器件固定架，以及设置在所述安全帽本体侧边的连接杆，所述连接杆上设置显示模组；
7.所述元器件固定架上设置传感器固定架、主板、从板、定位模组和扬声器，所述主板上设置主控制器，所述传感器固定架上设置红外测温传感器、红外接近传感器、激光定位指示器、辅助照明灯、彩色摄像头和红外摄像头，所述从板上设置从控制器、激光测距传感器和气压传感器；
8.所述显示模组和所述红外摄像头分别通过usb扩展器连接所述主控制器，所述主控制器还分别连接所述定位模组、所述扬声器、所述彩色摄像头、所述红外接近传感器和所述从控制器，所述从控制器还分别连接所述红外测温传感器、所述激光测距传感器、所述激光定位指示器、所述辅助照明灯和所述气压传感器。
9.本实用新型的有益效果为：
10.本实用新型提供了一种智能安全监管可视化头盔，设置显示模组、定位模组、扬声器、红外测温传感器、红外接近传感器、激光定位指示器、辅助照明灯、彩色摄像头、红外摄像头、激光测距传感器和气压传感器，能够代替监护人员快速、准确且可靠地采集作业现场的各种状态信息。
附图说明
11.图1是本实用新型的结构示意图；
12.图2是本实用新型的元器件固定架的立体结构示意图；
13.图3是本实用新型的元器件固定架的俯视结构示意图；
14.图4是本实用新型的元器件固定架的侧视结构示意图；
15.图5是本实用新型的传感器固定架的立体结构示意图；
16.图6是本实用新型的传感器固定架及按键板固定件的立体结构示意图；
17.图7是本实用新型的主板及从板的原理框图；
18.图8是本实用新型的从板的电路原理图；
19.图中：1.安全帽本体；101.连接杆；2.元器件固定架；3.按键板固定件及按键板；4.激光测距传感器；5.定位模组的天线；6.扬声器；7.电池连接接口；8.从板；9.磁吸充电接口；10.主板；11.散热片；12.散热风扇；13.传感器固定架；14.红外测温传感器；15.红外接近传感器；16.激光定位指示器；17.辅助照明灯；18.彩色摄像头；19.振动马达；20.红外摄像头；21.红外热成像处理板。
具体实施方式
20.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
21.实施例1
22.附图1至附图6示出了一种智能安全监管可视化头盔，所述智能安全监管可视化头盔包括安全帽本体1，还包括设置在所述安全帽本体1内的元器件固定架2，以及设置在所述安全帽本体1侧边的连接杆101，所述连接杆101上设置显示模组；
23.所述元器件固定架2上设置传感器固定架13、主板10、从板8、定位模组和扬声器6，所述主板10上设置主控制器，所述传感器固定架13上设置红外测温传感器14、红外接近传感器15、激光定位指示器16、辅助照明灯17、彩色摄像头18和红外摄像头20，所述从板8上设置从控制器、激光测距传感器4和气压传感器；
24.所述显示模组和所述红外摄像头20分别通过usb扩展器连接所述主控制器，所述主控制器还分别连接所述定位模组、所述扬声器6、所述彩色摄像头18、所述红外接近传感器15和所述从控制器，所述从控制器还分别连接所述红外测温传感器14、所述激光测距传感器4、所述激光定位指示器16、所述辅助照明灯17和所述气压传感器。
25.可以理解，所述智能安全监管可视化头盔能够代替监护人员快速、准确且可靠地采集作业现场的各种状态信息，达到在作业现场无需配置监护人员的目的；通过显示模组为作业人员播放指导视频（指导视频预存在所述智能安全监管可视化头盔内），通过扬声器6播放指导音频（指导音频预存在所述智能安全监管可视化头盔内）；
26.通过定位模组采集作业人员的作业位置信息，通过红外测温传感器14采集作业人员的体温信息或环境温度信息，通过红外接近传感器15检测作业人员是否佩戴安全帽本体，通过激光测距传感器4（激光测距传感器4的检测端伸出所述安全部本体顶部设置）采集作业人员头部距离上方物体的距离信息，通过气压传感器采集作业人员所处的位置气压信息，通过彩色摄像头18和红外摄像头20采集作业人员作业现场的图像信息，利用激光定位指示器16为作业人员指示作业目标，利用辅助照明灯17为作业人员作业时照明。
27.具体的，所述气压传感器的型号为spl06-007或者spl06-001，所述spl06-007芯片检测的压力范围：300~1100hpa(海拔9000~-500米)，实时采集作业人员所处的位置气压信
息并传输给从控制器；
28.需要说明的是，从控制器通过预先存储的现有数据分析方法判断当前人员距离地面的高度信息；根据气压信息进行高度计算的技术原理为本领域技术人员知晓的现有技术，不涉及方法改进（参见传感器世界，2019，25(09)：46公开的《spl06-001压力传感器》）。
29.为了简化电路结构，所述主控制器通过蓝牙通讯电路连接所述从控制器；具体的，所述蓝牙通讯电路采用wh-ble103蓝牙模块，所述从控制器与各个传感器连接，实现各个传感器的数据采集并分别转发给主控制器。
30.进一步的，所述主控制器还与通信模组连接，所述通信模组包含wifi无线通信模块、4g无线通信模块、蓝牙无线通信模块、nfc无线通信模块，使得所述智能安全监管可视化头盔具备与外部设备（例如可穿戴式设备或者远程监控终端）通讯互联的功能。
31.进一步的，所述从控制器和所述从控制器还分别与eeprom存储电路和电源管理电路连接，所述eeprom存储电路用于存储传感器采集到的作业现场的各种状态信息，所述电源管理电路包含锂电池和充电管理电路，为整个头盔提供可靠稳定的电源；所述电源管理电路的电路结构为本领域技术人员知晓的现有技术，本实施例不再赘述。
32.具体的，所述主控制器采用stm32系列芯片或者基于android系统平台的高通八核64位armcortex-a53处理器，或者其他具备上述功能的控制器，所述从控制器采用stm32系列芯片或者其他具备上述功能的控制器；
33.所述激光定位指示器16采用8mm点状镭射灯或者其他具备指示功能的器件，所述辅助照明灯17采用大功率led灯珠或者其他具备照明功能的器件；所述显示模组的型号为vufine+或者其他具备显示功能的器件，所述定位模组的型号为bd-280zr或者其他具备定位功能的器件，所述红外测温传感器14的型号为mlx90614或者其他具备测温功能的器件，所述红外接近传感器15的型号为stk3310或者其他具备接近检测的器件，所述激光测距传感器4的型号为tof200c或者其他具备测距功能的器件；
34.所述彩色摄像头18的型号为imx298（usb免驱1600万像素高清设备头），所述红外摄像头的型号为timo256（分辨率256x192晶圆级微型红外模组）。
35.实施例2
36.本实施例与实施例1的区别在于：所述智能安全监管可视化头盔还包括电压感应电路，所述电压感应电路与所述从控制器连接；
37.如附图7和图8所示，所述电压感应电路包括集成芯片u11、蜂鸣器bz1、三极管q1至三极管q6、天线ant、第一电阻至第十二电阻以及第一电容至第六电容；其中，所述集成芯片u11的第一引脚分别连接所述天线ant、所述第一电阻r61的一端和所述第一电容c61的一端，所述第一电容c61的另一端分别连接三极管q1至三极管q5的发射极，三极管q1至三极管q5的发射极还分别与接地端相连；所述集成芯片u11的第二引脚分别连接所述第一电阻r61的另一端以及所述第二电容c62的一端，所述集成芯片u11的第三引脚分别连接所述第三电容c63的一端和晶振y3的一端，所述集成芯片u11的第四引脚分别连接所述第四电容c64的一端和晶振y3的另一端，所述第二电容c62的另一端、所述第三电容c63的另一端以及所述第四电容c64的另一端分别连接所述集成芯片u11的第五引脚和三极管q6的发射极，所述集成芯片u11的第五引脚还通过并联连接的第五电容c65和第六电容c66连接电源端+3v3，所述集成芯片u11的第六引脚经第十二电阻r73连接三极管q6的基极，三极管q6的集电极连接
所述蜂鸣器bz1的第二引脚，所述蜂鸣器bz1的第一引脚分别连接电源端+3v3和所述集成芯片u11的第八引脚，所述集成芯片u11的第七引脚连接所述从控制器的相应引脚jd_bj；
38.所述集成芯片u11的第二引脚还分别连接第二电阻r63至第六电阻r67的一端，所述第二电阻r63的另一端连接所述三极管q1的集电极，所述三极管q1的基极通过第七电阻r68连接所述从控制器的相应引脚220v_bj，所述第三电阻r64的另一端连接所述三极管q2的集电极，所述三极管q2的基极通过第八电阻r69连接所述从控制器的相应引脚10kv_bj，所述第四电阻r65的另一端连接所述三极管q3的集电极，所述三极管q3的基极通过第九电阻r70连接所述从控制器的相应引脚35kv_bj，所述第五电阻r66的另一端连接所述三极管q4的集电极，所述三极管q4的基极通过第十电阻r71连接所述从控制器的相应引脚110kv_bj，所述第六电阻r67的另一端连接所述三极管q5的集电极，所述三极管q5的基极通过第十一电阻r72连接所述从控制器的相应引脚220kv_bj。
39.需要说明的是，由于电力作业现场的特殊性，采集设备也存在近电报警需求；本实施例的电压感应电路将现有的近电报警器改造成能切换档位的电路，所述电压感应电路的报警为输出给从控制器的高低电平信号，不涉及方法改进。
40.具体的，所述集成芯片u11的型号为jw0818近电报警器芯片，所述jw0818近电报警器芯片（适用于电业人员和电信行业施工人员的安全保护用品）采用非接触性电场感应方式，在检测状态下，当作业人员佩戴智能安全监管可视化头盔进入工频电场中，jw0818近电报警器芯片感应到的场强超过设定值时触发蜂鸣器进行报警。
41.实施例3
42.本实施例与上述实施例的区别在于：所述智能安全监管可视化头盔还包括加速度传感器，所述加速度传感器与所述从控制器连接。
43.需要说明的是，电力作业现场还存在检测作业人员是否跌落的需求，本实施例增设加速度传感器，以采集佩戴所述智能安全监管可视化头盔的作业人员的加速度信息并传输至所述从控制器。
44.具体的，所述加速度传感器（或者陀螺仪传感器）的型号为lsm 6ds3tr。
45.可以理解，所述加速度根据佩戴该智能安全监管可视化头盔的作业人员的加速度信息对作业人员进行姿态感知，检测作业人员是否跌落；根据加速度信息对作业人员进行姿态感知为本领域技术人员知晓的现有技术，不涉及方法改进（参见专利cn201710299783.1一种基于陀螺仪的轮椅车及其控制方法中）。
46.实施例4
47.本实施例与上述实施例的区别在于：所述元器件固定架2为拱形结构，所述从板8位于所述拱形结构的顶部，定位模组的天线5、扬声器6、电源管理电路的电池连接接口7位于所述拱形结构的一端部，电源管理电路的磁吸充电接口9、所述主板10、所述散热片11、所述散热风扇12、所述传感器固定架13位于所述拱形结构的另一端部，所述传感器固定架13的侧边还设置按键板固定件及按键板3，如附图2至5所示。
48.具体的，所述传感器固定架13上设置依次设置用于安装振动马达19的安装槽、用于安装辅助照明灯17的安装槽、用于安装彩色摄像头18的安装槽，以及用于安装红外摄像头20的安装槽，用于安装红外摄像头20的安装槽上方还设置红外热成像处理板21，如附图5所示。
49.进一步的，所述连接杆101为“l”型连接杆，所述“l”型连接杆包括垂直连接的横杆和竖杆，所述竖杆与所述安全帽本体侧边连接，所述显示模组位于横杆上，如附图1所示。
50.为了避免所述主板温度过高，所述主板10上方还设置散热片11，所述散热片11上方设置散热风扇12，如附图2至4所示。
51.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。