一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多功能安全帽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及安全監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多功能安全帽。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，生產(chǎn)設(shè)施的安全問(wèn)題越來(lái)越引起國(guó)家的重視。以地下礦井為例，目前國(guó)內(nèi)的安全監(jiān)測(cè)主要實(shí)現(xiàn)井下采集數(shù)據(jù)功能，但沒(méi)有和井上的調(diào)度充分結(jié)合，本發(fā)明同時(shí)還可應(yīng)用于非礦區(qū)的工作場(chǎng)所。礦井安全生產(chǎn)在中國(guó)已是刻不容緩需要解決的難題，目前的防護(hù)設(shè)備都是在原來(lái)穿工作服，戴安全帽的基礎(chǔ)上，需要額外佩戴，在使用過(guò)程中會(huì)給工人造成累贅、麻煩的負(fù)面影響。此外，目前的技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)與監(jiān)測(cè)中心的聯(lián)系，難以保證井下人員的生命安全；在定位算法上多采用RSSI定位算法，其缺點(diǎn)在于硬件成本高。除礦井之外，在其他各種類型的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)均存在上述安全問(wèn)題，尤其是在發(fā)生事故時(shí)如何確定作業(yè)人員的具體位置、縮短搜救時(shí)間，現(xiàn)有技術(shù)仍然存在一定的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是:提供一種佩戴方便、定位準(zhǔn)確、具有瓦斯實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)報(bào)警的基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多功能安全帽。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多功能安全帽，包括有安全帽本體，所述安全帽本體上設(shè)置有中央處理模塊、射頻模塊、氣體傳感器和礦燈，所述中央處理模塊包括有中央處理器、定位裝置、調(diào)整放大器和供電模塊，所述定位裝置和射頻模塊均與中央處理器連接，所述氣體傳感器通過(guò)調(diào)整放大器與中央處理器連接，所述供電模塊分別與中央處理器和礦燈連接。
[0005]進(jìn)一步，所述射頻模塊用于與其他安全帽本體上設(shè)置的射頻模塊組成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)而將信息通過(guò)最近的其他安全帽本體上設(shè)置的射頻模塊發(fā)送至與監(jiān)測(cè)中心連接的中心節(jié)點(diǎn)。
[0006]進(jìn)一步，所述射頻模塊內(nèi)部包括有狀態(tài)寄存器、配置寄存器、發(fā)射地址寄存器、發(fā)射數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)接收寄存器。
[0007]進(jìn)一步，所述射頻模塊內(nèi)部包括有信息防碰撞系統(tǒng)和數(shù)據(jù)有效接收系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)有效接收子模塊包括有載波檢測(cè)子模塊、地址匹配子模塊和自動(dòng)重發(fā)子模塊。
[0008]進(jìn)一步，所述定位裝置包括有GPS模塊和加速度傳感器，所述GPS模塊和加速度傳感器均與中央處理器連接。
[0009]進(jìn)一步，所述加速度傳感器采用具有卡爾曼動(dòng)態(tài)濾波功能的MPU6050。
[0010]進(jìn)一步，所述氣體傳感器為瓦斯傳感器。
[0011]進(jìn)一步，所述氣體傳感器的個(gè)數(shù)為2，分別設(shè)置于安全帽本體的兩側(cè)。
[0012]進(jìn)一步，所述礦燈包括有可拆卸式LED燈和可旋轉(zhuǎn)式底座。
[0013]進(jìn)一步，所述供電模塊包括有蓄電池、穩(wěn)壓子模塊和充電電路。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用射頻模塊可實(shí)現(xiàn)多個(gè)安全帽之間的拓?fù)溥B接，縮短了信息的傳輸路徑從而減少能耗，增強(qiáng)了供電模塊的續(xù)航能力；同時(shí)通過(guò)GPS模塊與加速度傳感器的結(jié)合，不僅降低硬件成本，而且同樣實(shí)現(xiàn)了精確定位。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明實(shí)物立體圖；
圖3為本發(fā)明實(shí)物俯視圖；
圖4為本發(fā)明的氣體檢測(cè)步驟流程圖；
圖5為本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明:
參照?qǐng)D1-3，一種基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多功能安全帽，包括有安全帽本體6，所述安全帽本體6上設(shè)置有中央處理模塊1、射頻模塊2、氣體傳感器和礦燈4，所述中央處理模塊包括有中央處理器、定位裝置、調(diào)整放大器和供電模塊，所述定位裝置和射頻模塊2均與中央處理器連接，所述氣體傳感器3通過(guò)調(diào)整放大器與中央處理器連接，所述供電模塊分別與中央處理器和礦燈4連接。
[0017]參照?qǐng)D5，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述射頻模塊2用于與其他安全帽本體上設(shè)置的射頻模塊組成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)而將信息通過(guò)最近的其他安全帽本體上設(shè)置的射頻模塊發(fā)送至與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中監(jiān)測(cè)中心連接的中心節(jié)點(diǎn)。
[0018]所述射頻模塊2通過(guò)其他移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(即其他安全帽本體上設(shè)置的射頻模塊)采取廣播的形式將信息傳輸?shù)骄嚯x最近的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)再通過(guò)多級(jí)定點(diǎn)傳輸將信息傳輸?shù)街行墓?jié)點(diǎn)，最后中心節(jié)點(diǎn)通過(guò)線纜將信息傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心。
[0019]當(dāng)?shù)V井工人頭戴本發(fā)明中的安全帽進(jìn)行井下作業(yè)時(shí)，該安全帽能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)井下的信息，包括瓦斯?jié)舛纫约白鳂I(yè)位置，并通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)傳回井上的監(jiān)測(cè)中心，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。當(dāng)井下出現(xiàn)異常情況時(shí)，安全帽會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒人員迅速撤離，同時(shí)，報(bào)警信號(hào)傳回監(jiān)測(cè)中心，方便井上人員的指導(dǎo)與營(yíng)救工作。
[0020]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述射頻模塊內(nèi)部包括有狀態(tài)寄存器、配置寄存器、發(fā)射地址寄存器、發(fā)射數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)接收寄存器。
[0021]參照?qǐng)D1，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述射頻模塊內(nèi)部包括有信息防碰撞系統(tǒng)和數(shù)據(jù)有效接收系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)有效接收子模塊包括有載波檢測(cè)子模塊、地址匹配子模塊和自動(dòng)重發(fā)子模塊。
[0022]所述射頻模塊選用900MHz頻段進(jìn)行通信，并將信息防碰撞技術(shù)與數(shù)據(jù)有效接收技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)載波并進(jìn)行地址匹配，同時(shí)也利用自動(dòng)重發(fā)進(jìn)行糾錯(cuò)。
[0023]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述定位裝置包括有GPS模塊和加速度傳感器，所述GPS模塊和加速度傳感器均與中央處理器連接。
[0024]進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述加速度傳感器采用具有卡爾曼動(dòng)態(tài)濾波功能的MPU6050，可用于準(zhǔn)確地獲取人體加速度、加速度和角度數(shù)據(jù)，與GPS模塊結(jié)合，利用加速度傳感器測(cè)量到的X、Y、Z三軸的加速度和角度計(jì)算得到人的朝向以及行走步伐，根據(jù)公式計(jì)算移動(dòng)的距離(距離=步長(zhǎng)修正系數(shù)*步長(zhǎng)*步數(shù))，并結(jié)合GPS模塊的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精確定位；其中GPS模塊可采用UBLOX的NE0-7M模組，具有