一种防止醉酒上岗的酒精检测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及安全生产的自动化检测系统技术领域，具体为一种防止醉酒上岗的酒精检测装置及其使用方法。

背景技术

在生产领域由于多方面原因，还未能实现完全自动化生产操作，所以在生产中必须依赖于工人的操作，因此生产过程的安全性与工人的规范操作密切相关，工人的规范操作除了完备的安全生产规范指导外，还与工人自身身体状况精密相关，如工人是否带病作业、是否酒后作业等。

为保证工人上岗期间的安全生产，在上岗前需要对工人进行快速高效的自动化检测，包括身份确认、体温检测、酒精检测等，并及时反馈检测结果，采取必要的措施，同时系统自动记录备案，但是现有装置存在不能防止人脸图片和三维人脸模型攻击，无法确保上岗工人身份的真实准确，且功能单一，不能进行体温和酒精检测，并且酒精检测装置不能防止假吹气，给安全生产带来潜在风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止醉酒上岗的酒精检测装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的无法保证上岗工人身份的真实准确和不能进行体温和酒精检测的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防止醉酒上岗的酒精检测装置，其包括安装底壳，所述安装底壳外侧固定连接有面壳，所述面壳前端从上往下依次设置有摄像窗口、检测口、安装槽和吹气口，所述安装槽内固定连接有LCD显示屏，所述安装底壳前端固定连接有导风管压件一，所述导风管压件一前端安装有导风管压件二，所述面壳内检测口后方安装有体温检测模块，所述面壳内吹气口后方安装有酒精检测模块，所述面壳内摄像窗口后方固定连接有3D TOF人脸识别模块，所述面壳内固定连接有MCU、无线传输模块和人体检测模块，所述吹气口后端转动连接有进气挡板，所述导风管压件一和导风管压件二内固定连接有风扇底壳，所述风扇底壳后端固定连接有风扇扇叶，所述风扇扇叶外侧安装有风扇前壳，所述安装底壳和面壳内设置有开关和红外线PCB板，所述面壳下端设置有MicroUSB接口。

优选的，所述3D TOF人脸识别模块包括深度数据采集单元和数据处理单元，所述数据处理单元包括活体检测和人脸比对，所述深度数据采集单元的分辨率为320*240，测距为20cm-2m。

优选的，所述人体检测模块采用微波移动侦测，所述体温检测模块的检测精度约0.2℃，检测距离为20cm，供电电压为3.3V。

本发明还提供一种防止醉酒上岗的酒精检测装置使用方法，其包括如上所述的一种防止醉酒上岗的酒精检测装置，其步骤如下：

步骤一：通过紧固件将安装底壳固定在墙面，通过MicroUSB接口给检测装置供电和传输数据，风扇扇叶转动，对安装底壳和面壳内进行散热，此时3D TOF人脸识别模块处于断电状态，可有效减小系统功耗，通过LCD显示屏可以进行相应的操作。

步骤二：当人体检测模块检测到有人时，体温检测模块和3D TOF人脸识别模块工作，3D TOF人脸识别模块通过摄像窗口对身份进行确认，可以防止照片或3D人脸模型的攻击，深度数据采集单元将数据发送给数据处理单元，对数据进行活体检测和人脸比对，完成单次的人脸识别，然后把人脸识别处理结果上传给MCU，同时体温检测模块通过检测口对工人进行体温检测，并将检测到的体温数据上传给MCU。

步骤三：工人通过吹气口进行吹气，使进气挡板转动，避免假吹气，吹出的气由酒精检测模块进行检测，并检测后的酒精数据上传给MCU。

步骤四：步骤二中的人脸识别处理结果、体温数据和步骤三中酒精数据通过MCU发送至LCD显示屏上，当体温超过限值或有饮酒、醉酒情况时，自动报警，并且这些数据可以通过与MicroUSB接口或无线传输模块传输至公司管理平台。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该防止醉酒上岗的酒精检测装置及其使用方法，通过3D TOF人脸识别模块的使用，对采集的数据进行活体检测和人脸比对，完成单次的人脸识别，有效防止人脸图片和三维人脸模型的攻击，且3D TOF人脸识别模块具有识别速度快、准确率高和防攻击等优点，可以保证上岗工人身份的真实、准确，通过酒精检测模块和体温检测模块的使用，提高装置的功能性，酒精检测模块用于检测工人是否酒后上岗作业，同时体温检测模块对工人体温进行检测，并将各部分检测的数据显示在LCD显示屏上，当数据有异常时，发出警报，结果一目了然，避免给安全生产带来潜在风险，并且检测后的数据可以通过MicroUSB接口或无线传输模块传输至公司管理平台，便于公司自动记录备案。

附图说明

图1为本发明一种防止醉酒上岗的酒精检测装置立体结构示意图；

图2为本发明一种防止醉酒上岗的酒精检测装置使用方法工作流程示意图；

图3为本发明3D TOF人脸识别模块框架图。

图中：1、安装底壳；2、面壳；3、摄像窗口；4、检测口；5、安装槽；6、吹气口；7、LCD显示屏；8、导风管压件一；9、导风管压件二；10、体温检测模块；11、酒精检测模块；12、3D TOF人脸识别模块；121、深度数据采集单元；122、数据处理单元；1221、活体检测；1222、人脸比对；13、MCU；14、无线传输模块；15、人体检测模块；16、进气挡板；17、风扇底壳；18、风扇扇叶；19、风扇前壳；20、开关；21、红外线PCB板；22、MicroUSB接口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供技术方案：一种防止醉酒上岗的酒精检测装置，包括安装底壳1，安装底壳1外侧固定连接有面壳2，面壳2前端从上往下依次设置有摄像窗口3、检测口4、安装槽5和吹气口6，安装槽5内固定连接有LCD显示屏7，安装底壳1前端固定连接有导风管压件一8，导风管压件一8前端安装有导风管压件二9，面壳2内检测口4后方安装有体温检测模块10，面壳2内吹气口6后方安装有酒精检测模块11，面壳2内摄像窗口3后方固定连接有3D TOF人脸识别模块12，面壳2内固定连接有MCU13、无线传输模块14和人体检测模块15，吹气口6后端转动连接有进气挡板16，导风管压件一8和导风管压件二9内固定连接有风扇底壳17，风扇底壳17后端固定连接有风扇扇叶18，风扇扇叶18外侧安装有风扇前壳19，安装底壳1和面壳2内设置有开关20和红外线PCB板21，面壳2下端设置有MicroUSB接口22，MCU13的型号为STM32F407ZE/ZG或STM32F072RB。

进一步的，3D TOF人脸识别模块12包括深度数据采集单元121和数据处理单元122，数据处理单元122包括活体检测1221和人脸比对1222，深度数据采集单元121的分辨率为320*240，测距为20cm-2m，确保对工人身份确认的准确性。

进一步的，人体检测模块15采用微波移动侦测，体温检测模块10的检测精度约0.2℃，检测距离为20cm，供电电压为3.3V，保证温度检测的精准度。

一种防止醉酒上岗的酒精检测装置使用方法，其包括如上述所述的一种防止醉酒上岗的酒精检测装置，其步骤如下：

步骤一：通过紧固件将安装底壳1固定在墙面，通过MicroUSB接口22给检测装置供电和传输数据，风扇扇叶18转动，对安装底壳1和面壳2内进行散热，此时3D TOF人脸识别模块12处于断电状态，可有效减小系统功耗，通过LCD显示屏7可以进行相应的操作。

步骤二：当人体检测模块15检测到有人时，体温检测模块10和3D TOF人脸识别模块12工作，3D TOF人脸识别模块12通过摄像窗口3对身份进行确认，可以防止照片或3D人脸模型的攻击，深度数据采集单元121将数据发送给数据处理单元122，对数据进行活体检测1221和人脸比对1222，完成单次的人脸识别，然后把人脸识别处理结果上传给MCU13，同时体温检测模块10通过检测口4对工人进行体温检测，并将检测到的体温数据上传给MCU13。

步骤三：工人通过吹气口6进行吹气，使进气挡板16转动，避免假吹气，吹出的气由酒精检测模块11进行检测，并检测后的酒精数据上传给MCU13。

步骤四：步骤二中的人脸识别处理结果、体温数据和步骤三中酒精数据通过MCU13发送至LCD显示屏7上，当体温超过限值或有饮酒、醉酒情况时，自动报警，并且这些数据可以通过与MicroUSB接口22或无线传输模块14传输至公司管理平台。

工作原理：如图1所示，首先一种防止醉酒上岗的酒精检测装置，包括安装底壳1，安装底壳1外侧固定连接有面壳2，面壳2前端从上往下依次设置有摄像窗口3、检测口4、安装槽5和吹气口6，安装槽5内固定连接有LCD显示屏7，安装底壳1前端固定连接有导风管压件一8，导风管压件一8前端安装有导风管压件二9，面壳2内检测口4后方安装有体温检测模块10，面壳2内吹气口6后方安装有酒精检测模块11，面壳2内摄像窗口3后方固定连接有3DTOF人脸识别模块12，面壳2内固定连接有MCU13、无线传输模块14和人体检测模块15，吹气口6后端转动连接有进气挡板16，导风管压件一8和导风管压件二9内固定连接有风扇底壳17，风扇底壳17后端固定连接有风扇扇叶18，风扇扇叶18外侧安装有风扇前壳19，安装底壳1和面壳2内设置有开关20和红外线PCB板21，面壳2下端设置有MicroUSB接口22；如图2所示，一种防止醉酒上岗的酒精检测装置使用方法，其步骤如下：步骤一：通过紧固件将安装底壳1固定在墙面，通过MicroUSB接口22给检测装置供电和传输数据，风扇扇叶18转动，对安装底壳1和面壳2内进行散热，此时3D TOF人脸识别模块12处于断电状态，可有效减小系统功耗，通过LCD显示屏7可以进行相应的操作；步骤二：当人体检测模块15检测到有人时，体温检测模块10和3D TOF人脸识别模块12工作，3D TOF人脸识别模块12通过摄像窗口3对身份进行确认，可以防止照片或3D人脸模型的攻击，深度数据采集单元121将数据发送给数据处理单元122，对数据进行活体检测1221和人脸比对1222，完成单次的人脸识别，然后把人脸识别处理结果上传给MCU13，同时体温检测模块10通过检测口4对工人进行体温检测，并将检测到的体温数据上传给MCU13；步骤三：工人通过吹气口6进行吹气，使进气挡板16转动，避免假吹气，吹出的气由酒精检测模块11进行检测，并检测后的酒精数据上传给MCU13；步骤四：步骤二中的人脸识别处理结果、体温数据和步骤三中酒精数据通过MCU13发送至LCD显示屏7上，当体温超过限值或有饮酒、醉酒情况时，自动报警，并且这些数据可以通过与MicroUSB接口22或无线传输模块14传输至公司管理平台。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。