一种安全帽及安全监管系统

技术领域

本发明涉及建筑工地安全监测技术领域，具体涉及一种安全帽及安全监管系统。

背景技术

安全帽是建筑工地重要的防护用品之一，用于保护工人的头部免受碰撞以及高空跌落物品的伤害，具有重要的安全意义。在施工场合有强制规定作业人员必须佩带安全帽，但有些工人并不总是遵守这些规定，由此造成许多工伤和死亡案例。通过对工人安全帽佩带状态进行识别，能有效降低此类危害的发生。现有技术中，识别工人是否佩戴安全帽的方法有三种：用摄像头进行图像识别；用光学传感器进行遮挡识别；以及用压力传感器进行压力识别等。图像识别方法算法相对复杂，首先要对个人人脸进行识别，不适用与工人较多的场景。嵌入式的光学传感器识别方法无法分辨安全帽是戴在工人头上还是塞入衣物，存在监控工地工人佩戴安全帽的误判漏洞。压力传感器识别方法较为复杂，通常需要两个个以上的压力传感器，有时候还需要加速度传感器，并且识别的准确程度依赖识别算法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可准确判断工人是否佩戴安全帽且结构简单易于实施的安全帽。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种安全监管系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种安全帽，其包括帽体和与所述帽体连接的紧缩弹性带，所述紧缩弹性带内设有脉搏传感器、处理模块和通信模块；所述脉搏传感器位于所述紧缩弹性带的靠近所述帽体的位置处，当所述安全帽佩戴于人体头部时所述脉搏传感器贴靠于人体头部的脸颊与太阳穴之间，用于采集佩戴者的脉搏波信号；所述处理模块与所述脉搏传感器电连接，用于对所述脉搏波信号进行分析以判断所述安全帽是否佩戴在人体头部；所述通信模块与所述处理模块电连接，用于将所述处理模块的判断结果发送至与所述通信模块无线通信连接的上位机。

通过采用上述技术方案的安全帽，当所述安全帽被正确佩戴时，所述脉搏传感器准确的贴靠在人体头部的脸颊与太阳穴之间并采集佩戴者的脉搏波信号；所述处理模块内预设有人体脉搏波特性模型，所述处理模块将接收到的所述脉搏波信号与所述人体脉搏波特性模型进行比较，从而判断出所述安全帽是否正确的佩戴在人体头部；所述通信模块将所述处理模块的判断结果发送至所述上位机，以便于控制中心统一监控管理。

作为本发明提供的安全帽的改进，所述紧缩弹性带内设有PCB电路板，所述脉搏传感器、所述处理模块和所述通信模块集成到所述PCB电路板上。通过上述改进，在制作所述安全帽的过程中，可以先将所述脉搏传感器、所述处理模块和所述通信模块集成到所述PCB电路板上，然后再将所述PCB电路板固定在所述紧缩弹性带内，这样极大的降低了所述脉搏传感器、所述处理模块和所述通信模块在所述紧缩弹性带的布设难度。

作为本发明提供的安全帽的改进，所述PCB电路板具有用于朝向佩戴者脸部的内侧面和用于背对佩戴者脸部的外侧面，所述脉搏传感器贴装于所述PCB电路板的外侧面，所述脉搏传感器的LED光源穿过所述PCB电路板用于朝向佩戴者脸部发射光源。所述处理模块和所述通信模块贴装于所述PCB电路板的内侧面。通过上述改进，充分利用所述PCB电路板的内侧面和外侧面，尽可能的减少所述PCB电路板的尺寸，从而消除所述PCB电路板给佩戴者的不适感。

作为本发明提供的安全帽的改进，所述PCB电路板的内侧面还贴装有为所述脉搏传感器、所述处理模块和所述通信模块供电的电池模块。通过上述改进，所述安全帽不需要外接电源即可独立工作，方便使用。

作为本发明提供的安全帽的改进，所述PCB电路板的内侧面还贴附有用于保护所述脉搏传感器的LED光源的透明件。通过上述改进，通过所述透明件对所述LED光源形成保护，延长所述脉搏传感器的使用寿命。

作为本发明提供的安全帽的改进，所述紧缩弹性带的用于贴靠于人体头部的脸颊与太阳穴之间的位置处设有容置腔，所述PCB电路板固定于所述容置腔内，所述PCB电路板、所述脉搏传感器和所述通信模块共同形成嵌入组件，所述嵌入组件的厚度小于等于所述容置腔的厚度。通过上述改进，确保整个所述紧缩弹性带的厚度均匀，在固定有所述嵌入组件的位置处不会有凸起，防止所述嵌入组件给佩戴者带来不适感。

为解决上述的另一个技术问题，本发明还提了一种安全监管系统，包括多个如上所述的安全帽和分别与多个所述安全帽通信连接的上位机。

作为本发明提供的安全监管系统的改进，所述安全帽的所述处理模块还用于将所述脉搏波信号通过所述通信模块发送至所述上位机，所述上位机用于根据所述脉搏波信号进行分析得到更精确的判断结果。通过上述改进，所述上位机可以将所述脉搏波信号与标准心率模型进行准确拟合对比，从而得到更精确的判断结果，进而识别工地人员是正确否佩戴了所述安全帽。

实施本发明提供的安全帽和安全监管系统，可以达到以下有益效果：

1、当所述安全帽被正确佩戴时，所述脉搏传感器准确的贴靠在人体头部的脸颊与太阳穴之间并采集佩戴者的脉搏波信号；所述处理模块内预设有人体脉搏波特性模型，所述处理模块将接收到的所述脉搏波信号与所述人体脉搏波特性模型进行比较，从而判断出所述安全帽是否正确的佩戴在人体头部；所述通信模块将所述处理模块的判断结果发送至所述上位机，以便于控制中心统一监控管理

2、在制作所述安全帽的过程中，可以先将所述脉搏传感器、所述处理模块和所述通信模块集成到所述PCB电路板上，然后再将所述PCB电路板固定在所述紧缩弹性带内，这样极大的降低了所述脉搏传感器、所述处理模块和所述通信模块在所述紧缩弹性带的布设难度；

3、充分利用了所述PCB电路板的内侧面和外侧面，尽可能的减少所述PCB电路板的尺寸，从而消除所述PCB电路板给佩戴者的不适感；

4、通过所述透明件对所述LED光源形成保护，延长所述脉搏传感器的使用寿命；

5、所述嵌入组件的厚度小于等于所述容置腔的厚度。通过上述改进，确保整个所述紧缩弹性带的厚度均匀，在固定有所述嵌入组件的位置处不会有凸起，防止所述嵌入组件给佩戴者带来不适感；

6、所述上位机可以将所述脉搏波信号与标准心率模型进行准确拟合对比，从而得到更精确的判断结果，进而识别工地人员是正确否佩戴了所述安全帽。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1为本发明实施例一提供的安全帽的立体示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明实施例一提供的安全帽的PCB电路板的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的安全监管系统的方框示意图。

具体实施方式中的附图标号说明：

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例一

本实施提供了一种安全帽100。参见图1-图3，所述安全帽100包括帽体1和与所述帽体1连接的紧缩弹性带2，所述紧缩弹性带2内设有脉搏传感器32、处理模块33和通信模块34；所述脉搏传感器32位于所述紧缩弹性带2的靠近所述帽体1的位置处，当所述安全帽100佩戴于人体头部时所述脉搏传感器32贴靠于人体头部的脸颊与太阳穴之间，用于采集佩戴者的脉搏波信号；所述处理模块33与所述脉搏传感器32电连接，用于对所述脉搏波信号进行分析以判断所述安全帽100是否佩戴在人体头部；所述通信模块34与所述处理模块33电连接，用于将所述处理模块33的判断结果发送至与所述通信模块34无线通信连接的上位机200。具体的，所述处理模块33可以采用具有存储和运算功能的微型处理器或单片机。所述通信模块34可以采用蓝牙芯片。

通过采用上述技术方案的安全帽100，当所述安全帽100被正确佩戴时，所述脉搏传感器32准确的贴靠在人体头部的脸颊与太阳穴之间并采集佩戴者的脉搏波信号；所述处理模块33内预设有人体脉搏波特性模型，所述处理模块33将接收到的所述脉搏波信号与所述人体脉搏波特性模型进行比较，从而判断出所述安全帽100是否正确的佩戴在人体头部；所述通信模块34将所述处理模块33的判断结果发送至所述上位机200，以便于控制中心统一监控管理。

进一步的，所述紧缩弹性带2内设有PCB电路板31，所述脉搏传感器32、所述处理模块33和所述通信模块34集成到所述PCB电路板31上。如此一来，在制作所述安全帽100的过程中，可以先将所述脉搏传感器32、所述处理模块33和所述通信模块34集成到所述PCB电路板31上，然后再将所述PCB电路板31固定在所述紧缩弹性带2内，这样极大的降低了所述脉搏传感器32、所述处理模块33和所述通信模块34在所述紧缩弹性带2的布设难度。具体的，所述紧缩弹性带2的用于贴靠于人体头部的脸颊与太阳穴之间的位置处设有容置腔21，所述PCB电路板31固定于所述容置腔21内，所述PCB电路板31、所述脉搏传感器32和所述通信模块34共同形成嵌入组件，所述嵌入组件的厚度小于等于所述容置腔21的厚度。如此，确保整个所述紧缩弹性带2的厚度均匀，在固定有所述嵌入组件的位置处不会有凸起，防止所述嵌入组件给佩戴者带来不适感。

进一步的，所述PCB电路板31具有用于朝向佩戴者脸部的内侧面312和用于背对佩戴者脸部的外侧面311，所述脉搏传感器32贴装于所述PCB电路板31的外侧面311，所述脉搏传感器32的LED光源穿过所述PCB电路板31用于朝向佩戴者脸部发射光源。所述处理模块33和所述通信模块34贴装于所述PCB电路板31的内侧面312。这样可以充分利用所述PCB电路板31的内侧面312和外侧面311，尽可能的减少所述PCB电路板31的尺寸，从而消除所述PCB电路板31给佩戴者的不适感。

进一步的，所述PCB电路板31的内侧面312还贴装有为所述脉搏传感器32、所述处理模块33和所述通信模块34供电的电池模块35。从而，所述安全帽100不需要外接电源即可独立工作，方便使用。需要指出的是，所述电池模块35应当采用厚度较薄的电池板，以保证所述紧缩弹性带2的对应所述容置腔21的位置处不会有凸起。

进一步的，所述PCB电路板31的内侧面312还贴附有用于保护所述脉搏传感器32的LED光源的透明件。具体的，所述透明件可是透明薄膜或是厚度较小的透明壳罩。通过所述透明件对所述LED光源形成保护，延长所述脉搏传感器32的使用寿命。

综上所述，实施本发明提供的安全帽100和安全监管系统，可以达到以下有益效果：

1、当所述安全帽100被正确佩戴时，所述脉搏传感器32准确的贴靠在人体头部的脸颊与太阳穴之间并采集佩戴者的脉搏波信号；所述处理模块33内预设有人体脉搏波特性模型，所述处理模块33将接收到的所述脉搏波信号与所述人体脉搏波特性模型进行比较，从而判断出所述安全帽100是否正确的佩戴在人体头部；所述通信模块34将所述处理模块33的判断结果发送至所述上位机200，以便于控制中心统一监控管理

2、在制作所述安全帽100的过程中，可以先将所述脉搏传感器32、所述处理模块33和所述通信模块34集成到所述PCB电路板31上，然后再将所述PCB电路板31固定在所述紧缩弹性带2内，这样极大的降低了所述脉搏传感器32、所述处理模块33和所述通信模块34在所述紧缩弹性带2的布设难度；

3、充分利用了所述PCB电路板31的内侧面312和外侧面311，尽可能的减少所述PCB电路板31的尺寸，从而消除所述PCB电路板31给佩戴者的不适感；

4、通过所述透明件对所述LED光源形成保护，延长所述脉搏传感器32的使用寿命；

5、所述嵌入组件的厚度小于等于所述容置腔21的厚度。通过上述改进，确保整个所述紧缩弹性带2的厚度均匀，在固定有所述嵌入组件的位置处不会有凸起，防止所述嵌入组件给佩戴者带来不适感。

实施例二

本实施例提供了一种安全监管系统，参见图4，所述安全监管系统包括多个实施例一提供的安全帽100和分别与多个所述安全帽100通信连接的上位机200。所述安全帽100的所述处理模块33还用于将所述脉搏波信号通过所述通信模块34发送至所述上位机200，所述上位机200用于根据所述脉搏波信号进行分析得到更精确的判断结果。

那么，所述上位机200可以将所述脉搏波信号与标准心率模型进行准确拟合对比，从而得到更精确的判断结果，进而识别工地人员是正确否佩戴了所述安全帽100。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。