一种基于磁传感器的自组网式智能安全带的制作方法

本发明专利涉及安全设备，特别是一种基于磁传感器的自组网式智能安全带。

背景技术：

1、在造修船企业存在很多高空作业，安全带作为防止高空坠落的主要防护工具有着重要作用。高处作业应正确使用安全带；当高度超过1.5m时，应使用安全带；攀登杆塔和转移位置时不应失去安全带的保护；作业过程中，应随时检查安全带是否拴牢。在高处作业时，如果挂钩未正确挂牢，将严重威胁作业人员的人身安全，不利于高处作业的安全有效开展。

2、目前，在高处作业过程中，地面监管人员会时刻关注安全带的佩戴状态和安全带悬挂状况，但由于作业位置和作业高度的原因，地面监护人员需仰视对其进行观察监护，天空光线相对刺眼，加之挂钩相对较小且安装位置较为隐蔽，地面监护人员不易观察，严重影响地面监护人员对于高空作业人员情况的判断能力，一旦出现未挂好安全带，将无法及时对高空作业人员发出警告提醒并责令整改。万一发生紧急情况，也不能第一时间预警，可能错过最佳的救援时间，鉴于此一种能够实时检测和能一键报警的智能安全带很有必要。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种基于磁传感器的自组网式智能安全带装置和预警系统，能实时监测安全带挂钩状态及人员实时动态，一旦有不安全行为的发生，可以进行预警提示，并传给地面监管人员，可有效地保障高处作业人员的人身安全。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本申请提供一种基于磁传感器的自组网式智能安全带，所述智能安全带包括安全带本体、安全挂钩、监测主模块、监测辅模块和预警系统平台；

4、所述监测主模块固定于所述安全带本体上，所述监测辅模块安装至所述安全挂钩上，所述监测辅模块与所述监测主模块通讯连接，所述监测主模块与所述预警系统平台通讯连接；

5、所述监测辅模块包括第一mcu、胸前挂钩监测模块、脚手架监测模块和挂钩开关监测模块，所述胸前挂钩监测模块、所述脚手架监测模块和所述挂钩开关监测模块均连接至所述第一mcu；所述脚手架监测模块和所述胸前挂钩模块为一体结构，连接至磁传感器；当所述安全挂钩挂入挂出脚手架的铁质圆管时，所述挂钩开关监测模块用于检测安全挂钩的开闭状态，所述脚手架监测模块和所述胸前挂钩监测模块用于获取磁传感器的信号强度变化数据，所述第一mcu根据磁传感器的信号强度、安全挂钩的开闭状态以及磁传感器的信号强度变化数据判断安全挂钩内是否含有脚手架。

6、进一步的，在安全挂钩的开口处对应设置一枚磁传感器和小磁铁，所述磁传感器和所述小磁铁之间设置有磁隔离片，所述小磁铁磁场正相激励所述磁传感器，所述脚手架的铁质圆管是否位于磁传感器和小磁铁之间能够影响所述磁传感器监测到的信号强度。

7、进一步的，所述监测辅模块还包括休眠/唤醒模块、第一蓝牙通讯模块和第一供电模块，所述休眠/唤醒模块、所述第一蓝牙通讯模块和所述第一供电模块均与所述第一mcu连接；所述第一供电模块用于对所述辅模块整体进行供能；所述第一蓝牙通讯模块能够连接至所述监测主模块；所述休眠/唤醒模块用于在所述第一蓝牙通讯模块连接至所述监测主模块时发送唤醒信号至所述第一mcu，并在所述第一蓝牙通讯模块未连接至所述监测主模块第一时长后发送休眠信号至所述第一mcu；所述监测辅模块安装于安全带挂钩处，所述第一mcu实时监测判断安全挂钩内是否含有脚手架，并将判断的信息通过所述第一蓝牙通讯模块上传至所述监测主模块。

8、进一步的，所述监测主模块包括第二mcu、启动模块、第二蓝牙通讯模块和第二供电模块，所述启动模块、所述第二蓝牙通讯模块和所述第二供电模块均与所述第二mcu连接；所述第二蓝牙通讯模块和所述第一蓝牙通讯模块连接；所述第二供能模块用于对所述监测主模块进行供能。

9、进一步的，所述监测主模块还包括一键报警模块、gps定位模块、声光报警模块、远程通讯模块，所述一键报警模块、所述gps定位模块、所述声光报警模块、所述远程通讯模块均与所述第二mcu连接；所述远程通讯模块与所述预警系统平台连接；所述一键报警模块设有机械按键，当所述机械按键被长按第二时长后所述一键报警模块发出报警信号，并通过所述远程通讯模块上报至所述预警系统平台；所述gps定位模块用于采集穿戴者的实时gps信息。

10、进一步的，所述声光报警模块模块包括：扬声器、led灯；当所述监测主模块或所述监测辅模块出现异常时，所述扬声器告警且所述led灯闪烁。

11、进一步的，所述远程通信模块为wifi模块、2g通信芯片、3g通信芯片、4g通信芯片、5g通信芯片、lora通讯协议模块中的一种或多种。

12、进一步的，所述监测主模块还包括低电量报警模块，所述低电量报警模块与所述第二供电模块连接，当所述第二供电模块的电压低于第一电压阈值时，所述低电量报警模块发出电量预警信号。

13、进一步的，所述监测辅模块还包括第一uwb位差定位模块，所述第一uwb位差定位模块与所述第一mcu连接；所述监测主模块包括第二uwb位差定位模块，所述第二uwb位差定位模块与所述第二mcu连接；所述第二mcu能够根据所述第二uwb位差定位模块与所述第一uwb位差定位模块的定位间距判断所述监测主模块与所述监测辅模块的间距，当所述监测主模块与所述监测辅模块的间距大于第一距离阈值时，所述声光报警模块发出预警信号。

14、进一步的，所述预警系统平台包括数据采集终端、基站、服务器以及管理端；其中，所述数据采集终端通过远程传输模块与公网内的服务器相连；所述服务器与所述数据采集终端通过所述基站构建的局域网或广域网进行数据交互；所述服务器与所述管理端通过所述基站构建的局域网或广域网进行数据交互。

15、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：设置智能安全带包括安全带本体、安全挂钩、监测主模块、监测辅模块和预警系统平台，当所述安全挂钩挂入挂出脚手架的铁质圆管时，所述挂钩开关监测模块用于检测安全挂钩的开闭状态，所述脚手架监测模块和所述胸前挂钩监测模块用于获取磁传感器的信号强度变化数据，所述第一mcu根据磁传感器的信号强度、安全挂钩的开闭状态以及磁传感器的信号强度变化数据判断安全挂钩内是否含有脚手架，能实时监测安全带挂钩状态及人员实时动态，一旦有不安全行为的发生，可以进行预警提示，并传给地面监管人员，可有效地保障高处作业人员的人身安全。

技术特征：

1.一种基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：所述智能安全带包括安全带本体、安全挂钩、监测主模块、监测辅模块和预警系统平台；

2.根据权利要求1所述的基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：在安全挂钩的开口处对应设置一枚磁传感器和小磁铁，所述磁传感器和所述小磁铁之间设置有磁隔离片，所述小磁铁磁场正相激励所述磁传感器，所述脚手架的铁质圆管是否位于磁传感器和小磁铁之间能够影响所述磁传感器监测到的信号强度。

3.根据权利要求1所述的基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：所述监测辅模块还包括休眠/唤醒模块、第一蓝牙通讯模块和第一供电模块，所述休眠/唤醒模块、所述第一蓝牙通讯模块和所述第一供电模块均与所述第一mcu连接；所述第一供电模块用于对所述辅模块整体进行供能；所述第一蓝牙通讯模块能够连接至所述监测主模块；所述休眠/唤醒模块用于在所述第一蓝牙通讯模块连接至所述监测主模块时发送唤醒信号至所述第一mcu，并在所述第一蓝牙通讯模块未连接至所述监测主模块第一时长后发送休眠信号至所述第一mcu；所述监测辅模块安装于安全带挂钩处，所述第一mcu实时监测判断安全挂钩内是否含有脚手架，并将判断的信息通过所述第一蓝牙通讯模块上传至所述监测主模块。

4.根据权利要求3所述的基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：所述监测主模块包括第二mcu、启动模块、第二蓝牙通讯模块和第二供电模块，所述启动模块、所述第二蓝牙通讯模块和所述第二供电模块均与所述第二mcu连接；所述第二蓝牙通讯模块和所述第一蓝牙通讯模块连接；所述第二供能模块用于对所述监测主模块进行供能。

5.根据权利要求4所述的基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：所述监测主模块还包括一键报警模块、gps定位模块、声光报警模块、远程通讯模块，所述一键报警模块、所述gps定位模块、所述声光报警模块、所述远程通讯模块均与所述第二mcu连接；所述远程通讯模块与所述预警系统平台连接；所述一键报警模块设有机械按键，当所述机械按键被长按第二时长后所述一键报警模块发出报警信号，并通过所述远程通讯模块上报至所述预警系统平台；所述gps定位模块用于采集穿戴者的实时gps信息。

6.根据权利要求5所述的基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：所述声光报警模块模块包括：扬声器、led灯；当所述监测主模块或所述监测辅模块出现异常时，所述扬声器告警且所述led灯闪烁。

7.根据权利要求5所述的基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：所述远程通信模块为wifi模块、2g通信芯片、3g通信芯片、4g通信芯片、5g通信芯片、lora通讯协议模块中的一种或多种。

8.根据权利要求3所述的基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：所述监测主模块还包括低电量报警模块，所述低电量报警模块与所述第二供电模块连接，当所述第二供电模块的电压低于第一电压阈值时，所述低电量报警模块发出电量预警信号。

9.根据权利要求5所述的基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：所述监测辅模块还包括第一uwb位差定位模块，所述第一uwb位差定位模块与所述第一mcu连接；所述监测主模块包括第二uwb位差定位模块，所述第二uwb位差定位模块与所述第二mcu连接；所述第二mcu能够根据所述第二uwb位差定位模块与所述第一uwb位差定位模块的定位间距判断所述监测主模块与所述监测辅模块的间距，当所述监测主模块与所述监测辅模块的间距大于第一距离阈值时，所述声光报警模块发出预警信号。

10.根据权利要求5所述的基于磁传感器的自组网式智能安全带，其特征在于：所述预警系统平台包括数据采集终端、基站、服务器以及管理端；其中，所述数据采集终端通过远程传输模块与公网内的服务器相连；所述服务器与所述数据采集终端通过所述基站构建的局域网或广域网进行数据交互；所述服务器与所述管理端通过所述基站构建的局域网或广域网进行数据交互。

技术总结
本发明公开了一种基于磁传感器的自组网式智能安全带，属于安全设备技术领域。所述智能安全带包括安全带本体、安全挂钩、监测主模块、监测辅模块和预警系统平台；所述监测辅模块包括第一MCU、胸前挂钩监测模块、脚手架监测模块和挂钩开关监测模块；所述脚手架监测模块和所述胸前挂钩模块为一体结构，连接至磁传感器；当所述安全挂钩挂入挂出脚手架的铁质圆管时，所述挂钩开关监测模块用于检测安全挂钩的开闭状态，所述脚手架监测模块和所述胸前挂钩监测模块用于获取磁传感器的信号强度变化数据，所述第一MCU判断安全挂钩内是否含有脚手架。本发明能实时监测安全带挂钩状态及人员实时动态，可有效地保障高处作业人员的人身安全。

技术研发人员：喻天祥,吴韩,王冬梅,梁闯,薛志峰
受保护的技术使用者：上海船舶工艺研究所（中国船舶集团有限公司第十一研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11