具备远程通信功能的防护安全帽及安全管理方法

技术领域

本发明涉及施工安全防护领域，具体为一种具备远程通信功能的防护安全帽及安全管理方法。

背景技术

安全帽是指对人头部受坠落物及其他特定因素引起的伤害起防护作用的帽子，在各个行业的施工现场，常会要求施工现场的人员佩戴安全帽，以保护人员的头部安全。随着现代技术的发展，安全帽也由帽壳、帽衬、下颏带及附件等组成的普通安全帽，发展为带有视频监控、有毒气体检测等功能的多功能安全帽，但其还远远不够智能化，还存在很多弊端：

一是现有多功能安全帽不能进行实时监控和同步数据传输，管理人员无法从后端管理平台及时获取施工现场的情况，无法实时把控施工进度，合理的调控施工人员，最大限度的保证施工质量；

二是施工人员在现场遇到其他的危险因素或发生紧急事件时，不能够及时提醒施工人员，以及及时地将信息自动提供给后端管理平台，管理人员无法及时提供远程指导和紧急救助，避免事故扩大。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具备远程通信功能的防护安全帽，能更好的保证施工的安全，实现对施工过程的全方位监控，以及远程指导，合理调度施工人员，便于把控施工质量。

本发明提供的基础方案一：具备远程通信功能的防护安全帽，包括安全帽本体以及设置在安全帽本体上的信息采集模块、第一语音通话模块、预警模块和通信模块；

所述信息采集模块，用于采集当前位置信息和施工现场环境信息；

所述第一语音通话模块，用于与设有的后端管理平台进行语音通话和群组通话；

所述预警模块，用于接收报警信息，根据报警信息进行预警；

所述通信模块，用于将其他模块的信息发送给后端管理平台，以及将后端管理平台的信息发送给安全帽本体上对应的模块；

所述后端管理平台，包括信息分析模块、显示模块和第二语音通话模块；

所述信息分析模块，用于根据当前位置信息和施工现场环境信息进行分析处理，根据分析结果判断现场是否安全，若不安全，则向通信模块发送报警信息；

所述显示模块，用于显示当前位置信息、施工现场环境信息和分析结果；

所述第二语音通话模块，用于与第一语音通话模块进行语音通话。

基础方案一的有益效果：施工人员佩戴安全帽是为了保护头部不受到伤害，在安全帽本体上设置有用于采集当前位置信息和施工现场环境信息的信息采集模块，信息采集模块通过通信模块和后端管理平台通信，将采集的当前位置信息和施工现场环境信息发送给后端管理平台，后端管理平台的信息分析模块，根据当前位置信息和施工现场环境信息进行分析处理，根据分析结果判断现场是否安全，若不安全，则向通信模块发送报警信息，安全帽本体上的报警模块根据报警信息进行报警，并且后端管理平台的显示模块会显示当前位置信息、施工现场环境信息和分析结果，从而起到既能分析施工现场可能存在的危险，降低安全事故发生的可能性，又能在发生安全事故时起到预警作用，起到保护施工现场人员安全和环境安全的作用，后端管理人员也能通过显示模块实时了解施工现场的情况，并通过第一语音通话模块和第二语音通话模块，实现和现场施工人员的及时交流，实现对施工过程的全方位监控，以及远程指导，合理调度施工人员，便于把控施工质量，同时也可以指挥施工人员处理安全事故，能更好的及时救援，能更好的保证施工的安全。

进一步，所述信息采集模块，包括：定位子模块、监控子模块、温度检测子模块、湿度检测子模块、气体检测子模块中的一种或多种；

所述定位子模块，用于采集当前位置信息；

所述监控子模块，用于进行监控，采集施工现场监控信息；

所述温度检测子模块，用于采集施工现场温度信息；

所述湿度检测子模块，用于采集施工现场湿度信息；

所述气体检测子模块，用于采集施工现场气体信息。

有益效果：信息采集模块，包括：定位子模块、监控子模块、温度检测子模块、湿度检测子模块、气体检测子模块中的一种或多种，可以根据施工现场具体情况设置，例如开放工地的施工人员佩戴的安全帽的信息采集模块就可以包括：定位子模块和监控子模块，分别用于采集佩戴者当前位置信息和进行监控，采集施工现场监控信息；燃气维修的施工人员佩戴的安全帽的信息采集模块可增加温度检测子模块、湿度检测子模块和气体检测子模块，分别用于采集施工现场温度信息、湿度信息和气体信息，帮助施工人员发现燃气泄漏，保障施工安全。

进一步，还包括体征监测模块和信息判断模块；

所述体征监测模块，用于监测佩戴者的脉搏信息和体温信息，将脉搏信息和体温信息发送给信息判断模块，并通过通信模块发送给信息分析模块和显示模块；

所述信息判断模块，还用于判断脉搏信息和体温信息是否属于正常范围，若不属于，则生成并发送报警信息给预警模块，触发预警模块进行预警；

所述信息分析模块，还用于根据脉搏信息和体温信息分析佩戴者体征情况，根据佩戴者体征情况判断佩戴者体征情况是否异常，若异常，则向显示模块和通信模块发送报警信息；

所述通信模块，用于将报警信息发送预警模块；

所述显示模块，用于显示脉搏信息、体温信息和报警信息。

有益效果：通过体征监测模块、信息判断模块、信息分析模块、通信模块和预警模块之间的配合，起到施工人员体征监测的目的，可以让施工人员及时发现自己体征的异常，尽可能避免意外的发生，显示模块显示脉搏信息、体温信息和报警信息，也便于管理人员全面掌握施工人员的体征情况；若施工人员突发意外，也便于其他人及时发现，及时救援，此外对于一些需要时间救援的意外，可以实时掌握被困人员的体征，便于救援的合理安排。

进一步，所述安全帽本体上还设置有自动开关机模块；

所述自动开关机模块，用于控制安全帽本体上其他模块以及其他子模块的自动启动和关闭。

有益效果：自动开关机模块便于控制其他模块以及其他子模块的自动启动和关闭，以合理控制各模块进行工作。

进一步，还包括接触感应模块；

所述信息判断模块，用于判断当前位置信息是否处于预设位置范围，若处于，则触发接触感应模块启动；

所述接触感应模块，用于被触发时，发送监控子模块启动信号给自动开关机模块，所述自动开关机模块控制监控子模块启动；

所述信息分析模块，用于检测施工现场监控信息中是否包含预设特征，若不包含，则发送频率监控信号给自动开关机模块，所述自动开关机模块根据频率监控信号控制监控子模块按预设频率采集施工现场监控信息；若包含，则发送实时采集信号给自动开关机模块，所述自动开关机模块根据实时采集信息控制监控子模块实时采集施工现场监控信息。

有益效果：信息判断模块判断当前位置信息是否处于预设位置范围，若处于，则触发接触感应模块启动，不提前启动接触感应模块，防止安全帽用电过快；接触感应模块被触发时，发送监控子模块启动信号给自动开关机模块控制监控子模块启动，从而施工人员佩戴上安全帽就进行监控，保证信息传输的及时；

信息分析模块，检测施工现场监控信息中是否包含预设特征，若不包含，即施工人员佩戴了安全帽还未开始施工，则发送频率监控信号给自动开关机模块，根据频率监控信号控制监控子模块按预设频率采集施工现场监控信息，即监控子模块按频率采集监控信息；若包含，则发送实时采集信号给自动开关机模块，根据实时采集信息控制监控子模块实时采集施工现场监控信息，即监控子模块实时开启，一直采集监控信息；从而实现在施工人员进行施工时才进行监控，减少无用信息的采集，节约资源。

进一步，还包括佩戴检测模块；

所述佩戴检测模块，用于检测监控子模块是否启动，若启动，则判定施工人员佩戴安全帽，若未启动，则判定施工人员未佩戴安全帽，并生成提示报警信息发送给预警模块；

所述预警模块，还用于根据提示报警信息进行预警。

有益效果：佩戴检测模块，检测监控子模块是否启动，若启动，则判定施工人员佩戴安全帽，若未启动，则判定施工人员未佩戴安全帽，并生成提示报警信息发送给预警模块，规范施工人员施工时佩戴安全帽，防止施工人员施工时未佩戴安全帽，引发安全事故。

进一步，还包括统计模块；

所述统计模块，用于统计施工现场进行监控的施工时间，并通过显示模块显示。

有益效果：统计模块，统计施工现场进行监控的施工时间，并通过显示模块显示，由于上述的其他模块对监控的设置，起到保证佩戴者在进行施工时，才进行监控，从而统计进行监控的施工时间，这个时间也作为施工人员的有效工作时间，获得施工人员的有效工作时间，便于对施工人员进行合理的工作安排。

进一步，所述信息采集模块，还包括加速度子模块；

所述加速度子模块，用于采集加速度信息；

所述信息判断模块，还用于判断加速度信息是否超过预设加速度，若超过，则生成坠落跌倒报警信息，通过通信模块发送给显示模块进行显示。

有益效果：通过安全帽本体上设置的加速度子模块采集加速度信息，发送给信息判断模块，信息判断模块判断加速度信息是否超过预设加速度，若超过，则生成坠落跌倒报警信息，通过通信模块发送给显示模块进行显示，从而对佩戴者进行坠落跌倒，若发生了坠落跌倒，起到及时报警的作用，保证佩戴者的安全。

进一步，还包括求救按键，所述求救按键用于按下时，向显示模块，发送求救信号；所述显示模块，还用于显示求救信号。

有益效果：求救按键便于施工人员及时向后端管理平台求救，保证自身安全。

本发明的目的之二在于提供一种具备远程通信功能的防护安全帽的安全管理方法，能更好的保证施工的安全，实现对施工过程的全方位监控，以及合理调度施工人员，便于把控施工质量。

本发明提供基础方案二：具备远程通信功能的防护安全帽的安全管理方法，采用上述具有远程通信功能的防护安全帽，包括如下内容：

采集佩戴者当前位置信息和施工现场环境信息；

根据当前位置信息和施工现场环境信息进行分析处理，并根据分析结果判断现场是否安全，若不安全，则进行预警。

基础方案二的有益效果：施工人员佩戴安全帽是为了保护头部不受到伤害，本管理方法采集佩戴者当前位置信息和施工现场环境信息；根据当前位置信息和施工现场环境信息进行分析处理，并根据分析结果判断现场是否安全，若不安全，则进行预警，从而起到既能分析施工现场可能存在的危险，降低安全事故发生的可能性，又能在发生安全事故时起到预警作用，起到保护施工现场人员安全和环境安全的作用，并且根据采集的佩戴者当前位置信息和施工现场环境信息，管理人员可对施工过程的全方位监控，以及合理调度施工人员，便于把控施工质量，同时也可以指挥施工人员处理安全事故，能更好的及时救援，能更好的保证施工的安全。

附图说明

图1为本发明具备远程通信功能的防护安全帽实施例一的逻辑框图；

图2为本发明具备远程通信功能的防护安全帽实施例三的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

实施例基本如附图1所示：具备远程通信功能的防护安全帽，包括安全帽本体，用来保护头顶而戴的钢制或类似原料制的浅圆顶帽子，防止冲击物伤害头部，安全帽本体包括帽壳、帽衬、下颊带和后箍；帽壳呈半球形，坚固、光滑并有一定弹性，打击物的冲击和穿刺动能主要由帽壳承受；帽壳和帽衬之间留有一定空间，可缓冲、分散瞬时冲击力，从而避免或减轻对头部的直接伤害，并且安全帽本体具有冲击吸性性能、耐穿刺性能、侧向刚性、电绝缘性、阻燃性。

具备远程通信功能的防护安全帽，还包括设置在安全帽本体上的信息采集模块、信息判断模块、统计模块、第一语音通话模块、预警模块、通信模块、体征监测模块、自动开关机模块、接触感应模块和佩戴检测模块；

信息采集模块，用于采集当前位置信息和施工现场环境信息；具体为信息采集模块，包括：定位子模块、监控子模块、温度检测子模块、湿度检测子模块、气体检测子模块中的一种或多种；其中监控子模块、温度检测子模块、湿度检测子模块和气体检测子模块均用于采集施工现场环境信息；

定位子模块，用于采集当前位置信息，定位子模块可采用，但不仅限于卫星定位、WIFI定位和蓝牙定位；

监控子模块，用于进行监控，采集施工现场监控信息；通过在安全帽本体的帽壳外侧面设置摄像头进行监控；

温度检测子模块，用于采集施工现场温度信息；通过在安全帽本体的帽壳外侧面设置温度传感器采集施工现场的温度信息；

湿度检测子模块，用于采集施工现场湿度信息；通过在安全帽本体的帽壳外侧面设置湿度传感器采集施工现场的湿度信息；

气体检测子模块，用于采集施工现场气体信息；通过在安全帽本体的帽壳外侧面设置气体传感器采集施工现场的气体信息，气体传感器具体类型，根据施工现场的环境进行选择，可选择一种或多种气体传感器，例如一氧化碳传感器、燃气传感器、二氧化碳传感器、氨气传感器等等。例如燃气施工现场，选择燃气传感器，具体可选择半导体燃气传感器，使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

第一语音通话模块，用于通过通信模块与设有的后端管理平台进行语音通话和群组通话；第一语音通话模块可采用耳机和麦克风。

预警模块，用于接收报警信息，根据报警信息进行预警；还用于根据提示报警信息进行预警，预警模块采用带灯光的语音报警器，既可以播报报警信息，灯光信号在救援时，对救援人员起到一定的引导作用。

通信模块，用于将其他模块的信息发送给后端管理平台，以及将后端管理平台的信息发送给安全帽本体上对应的模块；用于将报警信息发送预警模块；通信模块可采用但不仅限于WIFI通信、4G通信和5G通信。

体征监测模块，用于监测佩戴者的脉搏信息和体温信息，将脉搏信息和体温信息发送给信息判断模块，并通过通信模块发送给信息分析模块和显示模块；体征监测模块采用脉搏传感器监测佩戴者的脉搏，温度传感器监测佩戴者的体温，温度传感器设置在安全帽本体的帽壳的贴着佩戴者前额的内侧面。

信息判断模块，还用于判断脉搏信息和体温信息是否属于正常范围，若不属于，则生成并发送报警信息给预警模块，触发预警模块进行预警；具体为：脉搏的正常范围为每分钟60-100次，体温的正常范围为36.5-37.5度，但是由于温度传感器检测的是前额体温，所以在正常范围内有0.5-1度的偏差，并且前额体温也容易受到外界环境的影响，此外脉搏也会由于佩戴者的活动而变化，特别是对于在进行施工的佩戴者，随着其活动脉搏高于每分钟100次跳动很常见，因此信息判断模块判断脉搏信息和体温信息是否属于正常范围，是判断预设时间段内的脉搏信息和预设体温信息是否属于正常范围，例如10分钟内，脉搏信息均不属于正常范围，则生成并发送报警信息给预警模块，触发预警模块进行预警，提醒佩戴者注意体征安全。信息判断模块，还用于判断当前位置信息是否处于预设位置范围，若处于，则触发接触感应模块启动。

自动开关机模块，用于控制安全帽本体上其他模块以及其他子模块的自动启动和关闭。

接触感应模块，用于被触发时，发送监控子模块启动信号给自动开关机模块，接触感应模块，采用设置在安全帽本体的帽壳内侧面设置的接触感应器，所述自动开关机模块控制监控子模块启动。

佩戴检测模块，用于检测监控子模块是否启动，若启动，则判定施工人员佩戴安全帽，若未启动，则判定施工人员未佩戴安全帽，并生成提示报警信息发送给预警模块。

统计模块，用于统计施工现场进行实时监控的施工时间，并通过显示模块显示。佩戴者在进行施工时，才进行监控，从而统计进行监控的施工时间，这个时间也作为施工人员的有效工作时间，获得施工人员的有效工作时间，便于对施工人员进行合理的工作安排。

后端管理平台，可采用云服务器，通过网页或app进行调用和显示，包括信息分析模块、显示模块和第二语音通话模块；

信息分析模块，用于根据当前位置信息和施工现场环境信息进行分析处理，根据分析结果判断现场是否安全，若不安全，则向通信模块发送报警信息；具体为：信息分析模块预存有佩戴者的身份信息、预设施工任务以及所述预设施工任务中的路径，信息分析模块根据接收到的当前位置信息和预设施工任务中的路径，分析佩戴者是否按预设施工任务中的路径前往施工现场，若佩戴者未按预设施工任务中的路径前往施工现场，则判断为不安全，以建筑工地为例，很多地方没有修建好，如果施工人员不安预设施工任务中的路径前往施工现场，很发生坠落或其它意外的危险；预设施工任务包括温度预设范围、湿度预设范围以及气体预设范围，信息分析模块还根据预设施工任务，判断施工现场环境信息中温度、湿度以及气体是否超过对应的预设范围，若超过则判断为不安全。

信息分析模块，还用于根据脉搏信息和体温信息分析佩戴者体征情况，根据佩戴者体征情况判断佩戴者体征情况是否异常，若异常，则向显示模块和通信模块发送报警信息，体征异常的判断与信息判断模块相同；

信息分析模块，还用于采用机器视觉技术检测施工现场监控信息中是否包含预设特征，若不包含，则发送频率监控信号给自动开关机模块，所述自动开关机模块根据频率监控信号控制监控子模块按预设频率采集施工现场监控信息；若包含，则发送实时采集信号给自动开关机模块，所述自动开关机模块根据实时采集信息控制监控子模块实时采集施工现场监控信息；

显示模块，用于显示当前位置信息、施工现场监控信息、分析结果、显示脉搏信息、体温信息和报警信息；显示模块采用触控显示屏；

第二语音通话模块，用于通过通信模块与第一语音通话模块进行语音通话。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：信息采集模块，还包括加速度子模块；

加速度子模块，用于采集加速度信息，通过在安全帽本体的帽壳内侧面设置三轴加速度传感器采集佩戴者的加速度信息；

信息判断模块，还用于判断加速度信息是否超过预设加速度，若超过，则生成坠落跌倒报警信息，通过通信模块发送给显示模块进行显示；具体为：采用三轴加速器，静置时，三轴加速度传感器处于1g重力场内，预设加速度为0.7g，因为研究表明人跌倒，头部撞击地面时，加速度达到0.74g，因此设置预设加速度为0.7g，当三轴加速器检测到的加速度超过0.7g，判断佩戴者跌倒或坠落，此时生成跌倒报警信息，通过通信模块发送给显示模块进行显示，便于后端管理人员能及时救援。

安全帽本体上设置有求救按键，本实施例中设置在左侧面，求救按键用于按下时，向后端管理平台，发送求救信号，所述显示模块，还用于显示求救信号。

实施例三

本实施例基本如附图2所示，具备远程通信功能的防护安全帽的安全管理方法，采用上述实施例二提供的具有远程通信功能的防护安全帽，包括如下内容：

采集佩戴者当前位置信息和施工现场环境信息；

根据当前位置信息和施工现场环境信息进行分析处理，并根据分析结果判断现场是否安全，若不安全，则进行预警。具体为根据接当前位置信息和预设施工任务中的路径，分析佩戴者是否按预设施工任务中的路径前往施工现场，若佩戴者未按预设施工任务中的路径前往施工现场，则判断为不安全，以建筑工地为例，很多地方没有修建好，如果施工人员不安预设施工任务中的路径前往施工现场，很发生坠落或其它意外的危险；还根据预设施工任务，判断施工现场环境信息中温度、湿度以及气体是否超过对应的预设范围，若超过则判断为不安全。

施工人员佩戴安全帽是为了保护头部不受到伤害，本管理方法既能分析施工现场可能存在的危险，降低安全事故发生的可能性，又能在发生安全事故时起到预警作用，起到保护施工现场人员安全和环境安全的作用，并且根据采集的佩戴者当前位置信息和施工现场环境信息，管理人员可对施工过程的全方位监控，以及合理调度施工人员，便于把控施工质量，同时也可以指挥施工人员处理安全事故，能更好的及时救援，能更好的保证施工的安全。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。