一种智能安全帽及其进行安全管理的方法
技术领域
本发明涉及智能设备技术领域，具体涉及一种智能安全帽及其进行安全管理的方法。
背景技术
大部分安全帽生产企业所选用的原材料、产品款式以及帽箍结构等均大同小异，虽然价格低、制作工艺简单，但科技含量不高。
近年来上海、江苏等少数企业开始引进国外安全帽生产工艺，试生产了一批运用日本新技术、美国新材料、机器压制一次成型的SMC玻璃钢安全帽。有的企业开始生产一次成型的双色安全帽，但仍然存在如下不足：不能全方位保护佩戴人员，舒适性差，功能较少，用户体验交叉。因此说现有市场上还没有自主研发出获重大突破的新技术、新产品。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一种智能安全帽及其进行安全管理的方法，科技含量高，具有多种功能，能够为工作人员提供全方位的防护。
技术方案：本发明所述的智能安全帽，包括安全帽主体；所述安全帽主体包括帽体、沿帽体底端向外突出的一圈帽缘以及帽缘前端向外延伸出的帽檐；所述帽体上设有智能控制器、温度监测传感器、摄像头、供电模块、照明模块、RFID标签、智能安全气囊、智能风扇；所述智能控制器设置在帽体侧边，所述体温监测传感器、供电模块设置在帽体顶部，所述RFID标签设置在所述帽檐上，所述照明模块设置在所述帽体前侧，所述智能安全气囊沿帽体顶部内侧设置；所述帽檐与帽缘连接处设有通风孔，所述智能风扇安装在通风孔处；所述智能控制器包括处理器以及与处理器相连的定位模块、语音模块、无线通讯模块、告警模块。
进一步完善上述技术方案，所述温度监测传感器为红外测温仪。
进一步地，所述定位模块为北斗、GPS双模定位。
进一步地，所述智能安全帽两侧还设有若干个散热孔。
进一步地，所述帽体顶部设有太阳能电池板，太阳能电池板与所述供电模块相连。
进一步地，所述无线通讯模块包括蓝牙通信模块、网络通信模块。
进一步地，所述智能安全气囊包括充气电机和气囊模块，气囊模块嵌入所述帽体顶部内轮廓设置；温度监测传感器将探测到的外部环境温度传输至智能控制器，智能控制器判断外部环境温度异常时输出驱动信号至充气电机，充气电机启动后为气囊模块充气。
进一步地，一种智能安全管控系统，包括管控平台以及智能安全帽，智能安全帽通过无线通信模块与管控平台相连。
进一步地，采用上述智能安全帽进行的智能安全管理方法，包括如下步骤：
（1）在工作现场的门禁位置安装射频读卡器；
（2）工作人员佩戴智能安全帽进入工作现场；
（3）射频读卡器探测智能安全帽上的RFID标签确认工作人员到岗；
（4）工作人员工作过程中，智能安全帽通过红外测温仪检测工作人员体温和外部环境温度，定位模块实时采集工作人员定位信息；
（5）智能安全帽将采集的工作人员体温、外部环境温度、工作人员定位信息通过无线通讯模块传输至管控平台；
（6）管控平台监测工作人员体温、外部环境温度是否处于正常范围内，在判断为否的情况下发送报警信号至智能安全帽；
（7）工作人员结束工作后，离开工作现场，射频读卡器探测智能安全帽上的RFID标签确认工作人员下班。
现场门禁位置安装有射频读卡器，用于接收来自信号处理与控制系统指令信号，将指令信号变换为电磁波信号发送出去;同时，它也接收来自RFID标签的电磁波反射信号，并将电磁波反射信号变换为数字信号送到信号处理模块进行解码处理。
当工作人员进入的时候，智能安全帽配备的RFID标签自动被识别，同时经过信号转换处理，发送到后台信息系统，自动记录该工作人员上班时间；下班后，离开自动进行第二次记录，统计出日常工作时间段，为后期工资分配做考勤依据，避免恶意讨薪，方便工作人员有理有据征求薪资。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点：本发明通过智能安全帽实现进场安全监控，智能安全帽对工作人员的生命特征提取，进行安全预警，体温及环境温度协同检测，提供语音安全提醒，避免长时间高温作业；支持智能定位、智能导航、 智能考勤、远程打卡，工时统计；视频通话，实现远程指挥或现场勘查；语音对讲，进行远程指挥或现场信息搜集；蓝牙通信，GPRS通信、语音对讲，4G通信、视频通话支持，5G/NB-IoT通信。
附图说明
图1为本发明中智能安全帽的透视图；
图2为本发明中智能安全帽的立体图；
图3为本发明中智能安全帽的仰视图；
图4为本发明中处理器的电路原理图；
图5为本发明中智能安全管理系统的框图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明。
实施例1：如图1至图4所示的智能安全帽，包括安全帽主体1；安全帽主体1包括帽体、沿帽体底端向外突出的一圈帽缘以及帽缘前端向外延伸出的帽檐；帽体上设有智能控制器9、温度监测传感器7、供电模块、照明模块4、RFID标签2、安全气囊5、智能风扇3；智能控制器9设置在帽体侧边，体温监测传感器、供电模块设置在帽体顶部，RFID标签2设置在帽檐上，照明模块4设置在帽体前侧，智能安全气囊5沿帽体顶部内侧设置；帽檐与帽缘连接处设有通风孔，智能风扇3安装在通风孔处；智能安全帽两侧还设有若干个散热孔；帽体顶部设有太阳能电池板8，太阳能电池板8与供电模块相连。
智能控制器9包括处理器以及与处理器相连的定位模块、语音模块、无线通讯模块、告警模块，处理器采用单片机STM32，STM3处理并通过无线通讯模块，经由web端、手机端显示人员位置与环境信息。温度监测传感器7为红外测温仪，定位模块为北斗、GPS双模定位，无线通讯模块包括蓝牙通信模块、网络通信模块，供电模块采用锂电池。
RFID标签2：完美融入到特制的安全帽中，采用锂电池6供电，具有体积小、质量稳定、性能可靠、功耗较低。
摄像头设置在帽体前侧对帽体前方的图像形成视频监控：该系统也是一款智能家居安防监控防盗系统，无需电脑即可独立完成。本地存储器24小时录像，异地可通过上网手机或电脑可观看及操作家中所有监控画面。系统自带无线报警模块，当有人闯入监控防区，系统会自动打电话、发短信、邮件给指定的4位手机用户，同时本地会产生声光警笛。远程用户收到警情电话、信息后可以通过上网手机或电脑查看监控画面情况，通过手机控制摄像机旋转角度及焦距、报警系统布防撤防，启动手机录像功能并处理警情。消除了传统监控系统马后炮及传统报警系统误报出警的顾虑。该系统集成了无线门磁、无线烟感等无线报警配件信息，有效的提高了监控系统民用化的特性。
语音模块：通过上述智能安全帽，构建了基于无线语音模块的双向语音系统。当施工监控管理平台(或者安全帽管理系统服务器，或者监控中心)要对现场施工人员进行工作部署时，即可通过该模块与现场施工人员进行语音通话。控制中心能下达施工指令，现场人员能够反馈施工现场情况。
智能安全气囊5：智能安全气囊5包括充气电机和气囊模块，气囊模块嵌入帽体顶部内轮廓设置；温度监测传感器7将探测到的外部环境温度传输至智能控制器9，智能控制器9判断外部环境温度异常时输出驱动信号至充气电机，充气电机启动后为气囊模块充气。当撞击感知器检测到撞击时，相关控制系统会判断撞击程度决定是否触发充气装置，通常由电机装置组成充气模块。为了废弃处理上的安全，通常只高温引爆气囊。由于撞击过程时间非常短，一般气囊由触发至完成充气过程约25－35毫秒。充气时间过长便会失去其效用。
温度监测部分：红外测温仪测温的原理是将被测物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，红外线辐射能量的大小与物体本身的温度是相关联的，根据转变成电信号大小，就可以确定物体的温度。所有在绝对零度以上的物体都会自行辐射出红外线，红外测温仪的作用就是收集物体发射的红外线，本身一点也不会发射出任何有害的辐射，所以对人体是完全无害的。
用户信息部分：可以编辑用户姓名，属性、行业，岗位等信息
无线通信模块：GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，属于第二代移动通信中的数据传输技术。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。
照明模块4：为使用人员提供紧急照明。
环境监测部分：能够监测矿体环境信息，温湿度，光照等
告警模块：能够对意外坠落、受伤，状态不稳进行告警。
管控平台：通过管控平台，管控中心人员可以实时监控工地现场情况。现场工作人员：各施工人员佩戴智能安全帽，通过通讯设备接入安全帽管理系统服务器。智能安全帽采用GPRS通讯方式，智能安全帽通过无线通讯模块与管控平台通信。
如图5所示的智能安全管理系统，智能安全帽通过网络与智能终端、管控平台相连；该智能安全管理系统的管理方法，包括如下步骤：
（1）在工作现场的门禁位置安装射频读卡器；
（2）工作人员佩戴智能安全帽进入工作现场；
（3）射频读卡器探测智能安全帽上的RFID标签确认工作人员到岗；
（4）工作人员工作过程中，智能安全帽通过红外测温仪检测工作人员体温和外部环境温度，定位模块实时采集工作人员定位信息；
（5）智能安全帽将采集的工作人员体温、外部环境温度、工作人员定位信息通过无线通讯模块传输至管控平台；
（6）管控平台监测工作人员体温、外部环境温度是否处于正常范围内，在判断为否的情况下发送报警信号至智能安全帽；
（7）工作人员结束工作后，离开工作现场，射频读卡器探测智能安全帽上的RFID标签确认工作人员下班。
如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
