本發(fā)明涉及安全監(jiān)控和腦機(jī)接口，具體為一種基于腦機(jī)智能安全帽的監(jiān)控系統(tǒng)平臺。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)和工程項目中對安全生產(chǎn)的要求不斷提高，尤其在隧道施工、礦井作業(yè)、化工廠以及其他高風(fēng)險環(huán)境下，作業(yè)人員的生命安全保護(hù)變得尤為重要?，F(xiàn)有的作業(yè)人員安全監(jiān)控系統(tǒng)大多依賴于視頻監(jiān)控、手動簽到及簡單的生命體征監(jiān)測手段，未能做到對作業(yè)人員狀態(tài)的全面實時監(jiān)控。

2、傳統(tǒng)安全監(jiān)控系統(tǒng)大多依賴于視頻監(jiān)控和手動管理，無法實時采集作業(yè)人員的生理和心理狀態(tài)，難以預(yù)測潛在的風(fēng)險。尤其在工況復(fù)雜的環(huán)境中，如隧道、礦井等，視頻監(jiān)控往往存在盲區(qū)，無法全面覆蓋所有作業(yè)區(qū)域

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于腦機(jī)智能安全帽的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，解決傳統(tǒng)安全監(jiān)控系統(tǒng)大多依賴于視頻監(jiān)控和手動管理，無法實時采集作業(yè)人員的生理和心理狀態(tài)，難以預(yù)測潛在風(fēng)險的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種基于腦機(jī)智能安全帽的監(jiān)控系統(tǒng)平臺，包括：

3、腦機(jī)智能安全帽模塊：集成了腦電波監(jiān)測、生命體征監(jiān)測和姿態(tài)感應(yīng)在內(nèi)的多種傳感器，用于實時采集作業(yè)人員的腦電信號、心率、血氧及頭部姿態(tài)信息，并通過無線通信基站將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)平臺，該模塊是系統(tǒng)的前端數(shù)據(jù)采集器，直接獲取人員的實時狀態(tài)；

4、無線通信基站模塊：該模塊負(fù)責(zé)在復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境中提供無線通信通道，將腦機(jī)智能安全帽采集到的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)平臺，同時具備定位功能，對作業(yè)人員的位置進(jìn)行實時追蹤；

5、監(jiān)控系統(tǒng)平臺模塊：實時接收來自腦機(jī)智能安全帽的數(shù)據(jù)，并通過可視化界面展示作業(yè)人員的生命體征、腦電波及位置信息，具備預(yù)警、報警、數(shù)據(jù)存儲和分析在內(nèi)的功能，并與其他模塊形成聯(lián)動，當(dāng)檢測到異常情況時，平臺能夠發(fā)出警報并通過數(shù)據(jù)分析為后續(xù)決策提供支持；

6、數(shù)據(jù)處理與分析模塊：該模塊對從腦機(jī)智能安全帽傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、處理和分析，生成健康狀態(tài)報告、風(fēng)險評估和工作績效分析，并通過對多種數(shù)據(jù)的融合和趨勢分析，幫助預(yù)判潛在的安全隱患，為監(jiān)控系統(tǒng)平臺提供數(shù)據(jù)支持。

7、優(yōu)選的，所述腦機(jī)智能安全帽模塊包括：

8、腦電波監(jiān)測單元，用于采集作業(yè)人員的腦電信號，實時監(jiān)測作業(yè)人員的注意力狀態(tài)、疲勞狀態(tài)、情緒狀態(tài)和意識狀態(tài)；

9、生命體征監(jiān)測單元，所述單元包括心率傳感器和血氧傳感器，用于監(jiān)測作業(yè)人員的心率、血氧飽和度、呼吸頻率以及血壓；

10、姿態(tài)感應(yīng)單元，所述單元包括加速度計和陀螺儀，用于檢測作業(yè)人員的頭部姿態(tài)、頭部運(yùn)動狀態(tài)，并判斷作業(yè)人員是否佩戴安全帽；

11、sos報警系統(tǒng)單元，當(dāng)檢測到作業(yè)人員的腦電信號或生命體征異常時，觸發(fā)報警信號，所述報警信號能夠通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)平臺；

12、內(nèi)置電池單元，支持長時間工作，具有低功耗設(shè)計，所述電池單元能夠通過usb端口或無線充電方式進(jìn)行充電；

13、通信單元，所述通信單元能夠?qū)崿F(xiàn)智能安全帽與無線通信基站之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。

14、優(yōu)選的，所述腦機(jī)智能安全帽模塊進(jìn)一步包括環(huán)境監(jiān)測單元，所述環(huán)境監(jiān)測單元包括溫度傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器和粉塵傳感器，用于監(jiān)測作業(yè)環(huán)境的溫度、濕度、有毒氣體濃度以及粉塵濃度。

15、優(yōu)選的，所述無線通信基站模塊包括：

16、通信單元，所述通信單元支持4g、5g、wi-fi、lora或其他無線通信協(xié)議，能夠?qū)⒅悄馨踩钡臄?shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)平臺；

17、定位單元，所述定位單元包括gps單元、北斗單元和uwb單元，能夠?qū)ψ鳂I(yè)人員的實時位置進(jìn)行精確定位；

18、信號增強(qiáng)單元，所述信號增強(qiáng)單元用于提高復(fù)雜環(huán)境下的信號傳輸質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)在遠(yuǎn)距離、深層隧道或礦井環(huán)境下的傳輸穩(wěn)定性；

19、多節(jié)點基站網(wǎng)絡(luò)單元，所述基站能夠根據(jù)作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜度以網(wǎng)格化方式布置多個基站節(jié)點，實現(xiàn)對作業(yè)區(qū)域的全覆蓋信號傳輸。

20、優(yōu)選的，所述監(jiān)控系統(tǒng)平臺模塊包括：

21、實時數(shù)據(jù)監(jiān)控單元，用于實時顯示作業(yè)人員的腦電信號、生命體征、頭部姿態(tài)及環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)；

22、預(yù)警與報警單元，所述單元能夠基于預(yù)設(shè)閾值觸發(fā)預(yù)警，當(dāng)腦電信號、心率和血氧數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)閾值時，發(fā)出報警并向管理人員推送通知，所述通知能夠通過短信、語音、閃爍燈或手機(jī)應(yīng)用的方式發(fā)送；

23、數(shù)據(jù)存儲單元，所述單元用于存儲實時采集的作業(yè)數(shù)據(jù)，并對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行管理；

24、歷史數(shù)據(jù)分析單元，用于分析作業(yè)人員的長期健康數(shù)據(jù)和工作表現(xiàn)，生成健康報告、工作績效報告及風(fēng)險評估報告；

25、遠(yuǎn)程訪問單元，支持通過pc、手機(jī)和平板終端設(shè)備的遠(yuǎn)程訪問與管理。

26、優(yōu)選的，所述監(jiān)控系統(tǒng)平臺模塊進(jìn)一步包括任務(wù)管理單元，所述任務(wù)管理單元能夠?qū)⒆鳂I(yè)任務(wù)與作業(yè)人員狀態(tài)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，基于健康狀態(tài)和工作表現(xiàn)在內(nèi)的因素對任務(wù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

27、優(yōu)選的，所述監(jiān)控系統(tǒng)平臺模塊還包括音視頻通信單元，所述單元能夠?qū)崿F(xiàn)對作業(yè)現(xiàn)場的音視頻監(jiān)控及對講功能，允許管理人員與作業(yè)人員之間進(jìn)行遠(yuǎn)程語音或視頻通信。

28、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊包括：

29、數(shù)據(jù)清洗單元，所述單元用于過濾和清理采集信號中的噪聲和異常數(shù)據(jù)，確保腦電信號和生命體征數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；

30、數(shù)據(jù)融合單元，所述單元能夠?qū)⒛X電信號、生命體征和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，以生成作業(yè)人員的安全狀態(tài)評估；

31、健康狀態(tài)預(yù)測單元，所述單元基于作業(yè)人員的歷史健康數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析，能夠預(yù)測作業(yè)人員的健康風(fēng)險，包括疲勞、缺氧和心率異常；

32、報告生成單元，所述單元能夠自動生成健康報告、疲勞狀態(tài)評估報告以及工作績效報告，供管理人員參考。

33、優(yōu)選的，所述智能安全帽模塊的sos報警系統(tǒng)單元具備手動觸發(fā)功能，作業(yè)人員在緊急情況下能夠通過物理按鈕或語音指令手動發(fā)出求救信號。

34、優(yōu)選的，所述無線通信基站模塊支持基于多基站協(xié)同工作的無縫漫游功能，確保作業(yè)人員在廣闊或多層區(qū)域移動時，數(shù)據(jù)傳輸不會中斷。

35、本發(fā)明提供了一種基于腦機(jī)智能安全帽的監(jiān)控系統(tǒng)平臺。具備以下有益效果：

36、1、本發(fā)明系統(tǒng)通過腦機(jī)智能安全帽模塊，能夠?qū)崟r采集作業(yè)人員的腦電信號，監(jiān)測其注意力狀態(tài)、疲勞狀態(tài)及意識狀態(tài)，并結(jié)合心率、血氧等生命體征數(shù)據(jù)，全面評估作業(yè)人員的生理和心理狀況，顯著提高了對潛在危險的識別能力。

37、2、本發(fā)明系統(tǒng)通過多傳感器融合技術(shù)，不僅能夠監(jiān)測生命體征，還包括作業(yè)環(huán)境的溫度、濕度、有毒氣體濃度等環(huán)境數(shù)據(jù)，并與作業(yè)人員的心理狀態(tài)相結(jié)合，通過智能算法進(jìn)行分析。當(dāng)發(fā)現(xiàn)人員處于危險狀態(tài)或環(huán)境惡化時，系統(tǒng)能夠提前發(fā)出預(yù)警，幫助管理人員及時采取措施，減少事故發(fā)生。

38、3、本發(fā)明系統(tǒng)通過多種通信協(xié)議（如4g、5g、lora等）的基站部署，確保在復(fù)雜環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。多基站協(xié)作和信號增強(qiáng)機(jī)制使得系統(tǒng)能夠在深層隧道或礦井中實現(xiàn)無縫漫游，確保作業(yè)人員的狀態(tài)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r傳輸至監(jiān)控中心，無論其所處環(huán)境如何復(fù)雜，保證了信息傳遞的及時性。

39、4、本發(fā)明系統(tǒng)具備基于多維數(shù)據(jù)的智能預(yù)警與報警機(jī)制，不僅能夠根據(jù)單一的生命體征觸發(fā)報警，還結(jié)合腦電信號和環(huán)境數(shù)據(jù)，采用多變量分析模型，降低誤報率。同時，報警機(jī)制支持自動和手動觸發(fā)，確保在緊急情況下及時通知管理人員，并提供有效的應(yīng)急支持。

40、5、本發(fā)明系統(tǒng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與分析功能，能夠?qū)ψ鳂I(yè)人員的長期數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢分析，并通過歷史數(shù)據(jù)生成健康報告和工作績效報告。通過對作業(yè)人員的狀態(tài)進(jìn)行長期監(jiān)控與評估，系統(tǒng)能夠幫助管理人員提前預(yù)測潛在風(fēng)險，并提供數(shù)據(jù)支持以優(yōu)化作業(yè)排班和人員調(diào)度，提升整體工作效率與安全性。