一种安全监测装置、系统、安全帽和手环
技术领域
本申请涉及电力现场作业技术领域，尤其涉及一种安全监测装置、系统、安全帽和手环。
背景技术
电力现场作业存在复杂性和危险性的特点，常会出现安全隐患。排除安全隐患，保障作业人员安全是电力生产的重要环节。
在进行电力现场作业的过程中，作业人员误入危险区域、碰撞强电装置、的现象时有发生。目前对于人员安全监管的措施是，后台人员远程监控作业人员的作业环境并提醒工作人员隐患信息。该措施虽然加强了对作业人员的安全监管，在一定程度上改善了人员作业的安全性，但监管难度复杂，而且实时性不够。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种安全监测装置、系统、安全帽和手环，解决了现有对于电场作业的安全监控措施，监控复杂且实时性差的技术问题。
本申请第一方面提供了一种安全监测装置，包括：装置主体、电场强度测量模块、UWB标签、报警器、MCU和电源模块；
所述装置主体为中空结构，且所述电场强度测量模块、所述UWB标签、所述报警器、所述MCU和所述电源模块均安装于所述装置主体内；
所述UWB标签，用于实时接收所述安全监测装置所处环境中的UWB基站发送的通信数据；
所述电场强度测量模块，用于实时测量所述安全监测装置所处环境中的电场强度参数；
所述MCU，用于根据所述通信数据，确定所述安全监测装置的位置坐标和所述位置坐标对应的预置坐标集；还用于当判断到所述位置坐标在预置坐标集内且所述电场强度参数大于预设电场强度阈值时，触发所述报警器；
所述报警器，用于发出报警信号；
所述电源模块，用于为所述电场强度测量模块、所述UWB标签、所述报警器和所述MCU提供电能。
可选地，所述通信数据包括：UWB信号；
则所述MCU，具体用于根据所述UWB信号在所述UWB标签和所述UWB基站之间的传输时间，确定所述安全监测装置的位置坐标。
可选地，所述MCU，还用于发送所述位置坐标至所述UWB基站，使得所述UWB基站根据所述位置坐标确定对应的预置坐标集，并接收所述UWB基站发送的所述预置坐标集。
可选地，所述MCU，还用于发送所述报警信号至后台子系统。
可选地，还包括：RFID模块；
所述RFID模块安装于所述装置主体上，且和所述MCU、所述电源模块电连接；
所述RFID模块，用于读取佩戴所述安全监测装置的人员身份信息。
可选地，所述电场强度测量模块包括：电场强度感应器、转换器和放大器；
所述电场强度感应器安装于所述装置主体的外侧壁上，且用于测量所述安全监测装置所处环境中的电场信号，并将所述电场信号转换为电压信号；
所述转换器安装于装置主体内，且用于将所述电压信号转换为电场场强值；
所述放大器安装于所述装置主体内，且用于放大所述电场场强值，得到所述电场强度参数。
可选地，还包括：开关键；
所述开关键设置于所述装置主体的外侧壁上。
本申请第二方面提供了一种安全监测系统，包括多个第一方面所述的安全监测装置；
多个所述安全监测装置通信连接。
本申请第三方面提供了一种安全帽，包括第一方面所述的安全监测装置。
本申请第四方面提供了一种手环，包括第一方面所述的安全监测装置。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供的一种安全监测装置，包括：装置主体、电场强度测量模块、UWB标签、报警器、MCU和电源模块；装置主体为中空结构，且电场强度测量模块、UWB标签、报警器、MCU和电源模块均安装于装置主体内；UWB标签，用于实时接收安全监测装置所处环境中的UWB基站发送的通信数据；电场强度测量模块，用于实时测量安全监测装置所处环境中的电场强度参数；MCU，用于根据通信数据，确定安全监测装置的位置坐标和位置坐标对应的预置坐标集；还用于当判断到位置坐标在预置坐标集内且电场强度参数大于预设电场强度阈值时，触发报警器；报警器，用于发出报警信号；电源模块，用于为电场强度测量模块、UWB标签、报警器和MCU提供电能。
本申请中的安全监测装置，通过UWB标签实时地获取安全监测装置的位置坐标，并确定该位置坐标对应的预置坐标集，这些预置坐标集对应的区域是一个高压区域，同时实时获取安全监测装置处的电场强度参数，然后当MCU判断到位置坐标在预置坐标集内且电场强度参数大于预设电场强度阈值时，说明安全监测装置所在的位置为高压区域，即佩戴安全监测装置的作业人员进入了高危区域，此时发出报警信号，无需其他人员的加入，监控易实现，且实时性高，从而解决了现有对于电场作业的安全监控措施，监控复杂且实时性差的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例中一种安全监测装置的正视图；
图2为本申请实施例中一种安全监测装置的右视图；
图3为本申请实施例中一种安全监测装置的电路连接图；
其中，附图标记如下：
1、装置主体；2、电场强度测量模块；3、UWB标签；4、报警器；5、MCU；6、电源模块；7、RFID模块；8、开关键；9、充电口；10、USB接口；11、指示灯；12、复位键。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种安全监测装置、系统、安全帽和手环，解决了现有对于电场作业的安全监控措施，监控复杂且实时性差的技术问题。
下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体根据情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
以便于理解，下面对本申请提供的一种安全监测装置进行详细说明。
本申请实施例提供一种安全监测装置的实施例，具体请参阅图1至图3。
本实施例中的安全监测装置包括：装置主体1、电场强度测量模块2、UWB标签3、报警器4、MCU5和电源模块6；装置主体1为中空结构，且电场强度测量模块2、UWB标签3、报警器4、MCU5和电源模块6均安装于装置主体1内；UWB标签3，用于实时接收安全监测装置所处环境中的UWB基站发送的通信数据；电场强度测量模块2，用于实时测量安全监测装置所处环境中的电场强度参数；MCU5，用于根据通信数据，确定安全监测装置的位置坐标和位置坐标对应的预置坐标集；还用于当判断到位置坐标在预置坐标集内且电场强度参数大于预设电场强度阈值时，触发报警器4；报警器4，用于发出报警信号；电源模块6，用于为电场强度测量模块2、UWB标签3、报警器4和MCU5提供电能。
本实施例中的MCU5选用STM32单片机，该单片机体积小、片上资源丰富、计算速度快，满足本实施例中的使用需求。报警器4可以是蜂鸣器，或者是一个语音模块。当报警器4为蜂鸣器时，报警器4发出的报警信号可以为类似“滴滴滴”的声音，当报警器4为语音模块时，报警器4发出的报警信号可以是包含文字的报警语音信号。电源模块6可以是锂电池。UWB标签3可选用DW1000芯片，该芯片体积小、通信速率高、时间精确度高，符合本安全监测装置的要求。可以理解的是，上述的各结构仅仅是一种示例性地说明，并不对本申请构成限制，本领域技术人员在对具体结构进行选择时，可以根据自身设计需求进行。
考虑到上述背景技术中的问题，本实施例提供的安全监测装置，通过UWB标签3实时地获取安全监测装置的位置坐标，并确定该位置坐标对应的预置坐标集，这些预置坐标集对应的区域是一个高压区域，同时实时获取安全监测装置处的电场强度参数，然后当MCU5判断到位置坐标在预置坐标集内且电场强度参数大于预设电场强度阈值时，说明安全监测装置所在的位置为高压区域，即佩戴安全监测装置的作业人员进入了高危区域，此时发出报警信号，无需其他人员的加入，监控易实现，且实时性高，从而解决了现有对于电场作业的安全监控措施，监控复杂且实时性差的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种安全监测装置的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种安全监测装置的实施例二，具体请参阅图1和至图3。
本实施例中的安全监测装置包括：装置主体1、电场强度测量模块2、UWB标签3、报警器4、MCU5和电源模块6；装置主体1为中空结构，且电场强度测量模块2、UWB标签3、报警器4、MCU5和电源模块6均安装于装置主体1内；UWB标签3，用于实时接收安全监测装置所处环境中的UWB基站发送的通信数据；电场强度测量模块2，用于实时测量安全监测装置所处环境中的电场强度参数；MCU5，用于根据通信数据，确定安全监测装置的位置坐标和位置坐标对应的预置坐标集；还用于当判断到位置坐标在预置坐标集内且电场强度参数大于预设电场强度阈值时，触发报警器4；报警器4，用于发出报警信号；电源模块6，用于为电场强度测量模块2、UWB标签3、报警器4和MCU5提供电能。
进一步地，通信数据包括：UWB信号；则MCU5，具体用于根据UWB信号在UWB标签3和UWB基站之间的传输时间，确定安全监测装置的位置坐标。
具体地，MCU5，还用于发送位置坐标至UWB基站，使得UWB基站根据位置坐标确定对应的预置坐标集，并接收UWB基站发送的预置坐标集。可以理解的是，外部作业环境中存在多个高压区域，对应的一个作业位置附近可能存在一个或多个高压区域，当确定作业位置(即安全监测装置的位置坐标)后，可以确定该作业位置对应的高压区域。例如，当确定位置坐标为A，则A所对应的位置坐标集为高压区域B所对应的坐标集合(即预置坐标集)，当A的位置坐标是预置坐标集中的坐标值时，说明A点在高压区域B中。
具体地，本实施例中的MCU5，还用于发送报警信号至后台子系统。为了加强监控措施的监控效果，本实施例中后台子系统可有效对作业人员进行监督，当后台子系统处的管控人员发现作业人员可能存在危险隐患时，可及时发送预警信息至安全监测装置，以预防隐患，降低工作人员人身安全事故。
可以理解的是，为了降低装置主体1对UWB信号的衰减和干扰，本实施例中的UWB标签3的收发天线安装于装置主体1的外侧壁上。
具体地，为了防止安全监测装置会被其他人员冒用，本实施例中的安全监测装置还包括：RFID模块7；RFID模块7安装于装置主体1上，且和MCU5、电源模块6电连接；RFID模块7，用于读取佩戴安全监测装置的人员身份信息。可以理解的是，本实施例中的RFID模块7选用体积小的微型模块，以减小设备的总体积。
具体地，为了提高电场强度测量模块2对于电场强度参数的测量精确度，本实施例中的电场强度测量模块2包括：电场强度感应器、转换器和放大器；电场强度感应器安装于装置主体1的外侧壁上，且用于测量安全监测装置所处环境中的电场信号，并将电场信号转换为电压信号；转换器安装于装置主体1内，且用于将电压信号转换为电场场强值；放大器安装于装置主体1内，且用于放大电场场强值，得到电场强度参数。可以理解的是，本实施例中的可变增益放大器选用线性增益效果好的AD系列芯片，电场强度感应器选用双层铜板感应器。可以理解的是，上述的各结构仅仅是一种示例性地说明，并不对本申请构成限制，本领域技术人员在对具体结构进行选择时，可以根据自身设计需求进行。
具体地，节省电量，本实施例中还包括：开关键8；开关键8设置于装置主体1的外侧壁上，通过开关键8的控制安全监测装置的开启或关闭。
可以理解的是，本实施例中的装置主体1上还可以设置有用于给电源模块6充电的充电口9，用于外部设备连接的USB接口10，用于指示安全监测装置的工作状态的指示灯11，用于对安全监测装置进行初始化的复位键12。
本实施例提供的安全监测装置，通过UWB标签3实时地获取安全监测装置的位置坐标，并确定该位置坐标对应的预置坐标集，这些预置坐标集对应的区域是一个高压区域，同时实时获取安全监测装置处的电场强度参数，然后当MCU5判断到位置坐标在预置坐标集内且电场强度参数大于预设电场强度阈值时，说明安全监测装置所在的位置为高压区域，即佩戴安全监测装置的作业人员进入了高危区域，此时发出报警信号，无需其他人员的加入，监控易实现，且实时性高，从而解决了现有对于电场作业的安全监控措施，监控复杂且实时性差的技术问题。
以上为本申请实施例提供的一种安全监测装置的实施例二，以下为本申请实施例提供的一种安全监测装置系统的实施例。
本实施例中的安全监测系统，包括多个实施例一或实施例二中的安全监测装置，多个安全监测装置之间通信连接。
多个安全监测装置之间通信连接，这样在一个安全监测装置发出报警信号时，其他的安全监测装置也可以知道报警信号，以便于当出现安全事故时，其他的安全监测装置对应的作业人员可以对出现安全事故处的作业人员进行救助。
本申请实施例还提供了一种安全帽，包括实施例一或实施例二中的安全监测装置。
本申请实施例还提供了一种手环，包括实施例一或实施例二中的安全监测装置。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个待安装电网网络，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
