一种涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统

1.本发明具体涉及一种涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统。


背景技术：

2.近年来，随着地方经济的快速发展，河道岸线资源你的价值和重要性日益突出，岸线资源开发利用也日趋增加，涉水工程所带来的安全问题也日益突出。
3.为此，我们提出了一种涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统设计方法。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，能实时提供作业人员的状态，提高了作业人员的安全性，及提高了救援效率，保证了安全作业。
5.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
6.一种涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，包括智能穿戴设备和监管预警系统，智能穿戴设备上设有定位器和涉水传感器，监管预警系统通过无线通信与智能穿戴设备及定位器和涉水传感器连接。
7.按照上述技术方案，智能穿戴设备包括智能安全帽、智能手环、智能救生衣、智能吊坠中一种或几种。
8.按照上述技术方案，智能安全帽包括帽体、系绳、检测器和报警器，系绳连接于帽体上，系绳用于穿戴帽体，系绳上设有拉力传感器，帽体内设有压力传感器，检测器分别与拉力传感器、压力传感器连接，监管预警系统与检测器连接，监管预警系统与报警器连接；定位器设置于帽体上，报警器布置于控制室或值班室。
9.按照上述技术方案，监管预警系统包括用于接收并转发作业人员的所述位置信息的移动终端和处理终端，处理终端通过无线通信与移动终端连接，移动终端设置于智能穿戴设备上。
10.按照上述技术方案，处理终端连接有布置于工程场地的雷达探头和/或电场传感器，雷达探头和/或电场传感器布置于工程所在地。
11.按照上述技术方案，处理终端包括处理器，和与处理器连接的网络接口、用户接口、存储器、通信总线；用户接口用于连接救援设备，存储器储存有智能救援系统运行的程序；
12.智能穿戴设备上还设有与监管预警系统连接的陀螺仪传感器、光感应器、距离感应器、气压计、近电感应、健康监测模块、通信天线。
13.按照上述技术方案，处理器为控制计算机。
14.按照上述技术方案，监管预警系统还连接有云服务平台；云服务平台用于接收所述视频流以共享所述视频流、接收所述位置信息以共享所述位置信息。
15.按照上述技术方案，智能手环包括腕带和设置于腕带上的控制盒，控制盒表面设
置有启动按键，所述控制盒本体内设置有气瓶、气囊和控制模块，所述气瓶与所述气囊贯通连接，定位器设置于控制盒内；
16.启动按键与控制模块和气瓶开关连接，控制模块与监管预警系统和定位器连接；所述启动按键开启后，所述气瓶使所述气囊充气，同时所述控制模块启动，能解决了现有技术中救生手环只能提供浮力不能及时获知位置信息的技术问题。
17.按照上述技术方案，智能救生衣包括有衣体，衣体的后领处设有颈枕，颈枕后侧及顶部表面均设有太阳能光伏板，颈枕的填料内嵌装有与太阳能光伏板相连接的蓄电池，衣体前侧上部设有魔术贴，魔术贴上粘接有辅助扣带，衣体前侧中部设有中部扣带，两条中部扣带之间通过卡扣连接，卡扣内设有与警报器相连接的报警开关，衣体底部两侧设有水感应器，颈枕内设有救生衣控制器，救生衣控制器与监管预警系统连接，衣体两侧下部设有防水袋；采用本方案后的救生衣可以长时间在水面上发送求救信号，便于施救人员进行定位和施救，也可以用于码头作业，以便于防止意外情况的发生。
18.本发明具有以下有益效果：
19.本发明通过智能穿戴设备能实时提供作业人员的状态，提高了作业人员的安全性，及提高了救援效率，保证了安全作业。
附图说明
20.图1是本发明实施例中涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统的示意图；
21.图2是本发明实施例中智能穿戴设备的示意图；
22.图3是本发明实施例中处理终端上显示的脱帽报警画面示意图；
23.图4是本发明实施例中处理终端上显示的围栏报警画面示意图；
24.图5是本发明实施例中处理终端上显示的轨迹回放画面示意图；
25.图6是本发明实施例中处理终端上显示的落水报警画面示意图；
26.图中，1-智能穿戴设备，2-移动终端，3-监管预警系统，4-智能物联网标签，5-智能手环，6-智能吊坠，7-智能安全帽，8-智能救生衣，9-处理终端，10-移动轨迹。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
28.参照图1～图6所示，本发明提供的一个实施例中的涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，包括智能穿戴设备1和监管预警系统3，智能穿戴设备1上设有定位器和涉水传感器，监管预警系统3通过无线通信与智能穿戴设备1及定位器和涉水传感器连接。
29.进一步地，智能穿戴设备1包括智能安全帽7、智能手环5、智能救生衣8、智能吊坠6中一种或几种。
30.进一步地，智能穿戴设备1还设有智能物联网标签4。
31.进一步地，智能安全帽7包括帽体、系绳、检测器和报警器，系绳连接于帽体上，系绳用于穿戴帽体，系绳上设有拉力传感器，帽体内设有压力传感器，检测器分别与拉力传感器、压力传感器连接，监管预警系统与检测器连接，监管预警系统与报警器连接；定位器设置于帽体上，报警器布置于控制室或值班室。
32.进一步地，通过帽体内的压力传感器和系绳上的拉力传感器，可以感测智能安全
帽7是否正确佩戴，利用雷达探头可以探测作业人员头部上是否存在坚硬物体，如果存在坚硬物体可以提醒作业人员注意，利用电场传感器可以检测周边高压电压的存在，保证作业人员免受电击危险，解决现有安全帽功能单一、安全性低，不方便作业人员使用的问题。
33.智能安全帽7组成部分原理：
34.帽体，用于保护作业人员的头部免受外部物体的撞击；压力传感器，设置于所述帽体内部，用于感测所述帽体对作业人员头部的压力；
35.系绳，与所述帽体连接，用于捆扎作业人员的下颚以免智能安全帽7脱落；拉力传感器，与所述系绳连接，用于感测并输出所述系绳所承受的拉力；
36.检测器，与所述压力传感器和所述拉力传感器连接，用于检测所述压力不为0、所述拉力为0时，输出报警指令；
37.以及报警器，与所述检测器连接，用于接收到所述第一报警指令时发出报警信号。
38.定位器，设置于所述帽体上，用于定位作业人员的位置，并生成一位置信息；
39.处理终端9连接有两个收发器，分别为第一无线收发器和第二无线收发器；
40.第一无线收发器，与所述定位器连接，用于接收并发送作业人员的所述位置信息。
41.帽体外部前侧设有摄像头，用于拍摄作业人员的作业过程生成一视频流；
42.存储器，与所述摄像头连接，用于存储所述视频流；
43.第二无线收发器，与所述存储器连接，用于发送所述视频流。
44.功能实现：
45.通过帽体内的压力传感器和系绳上的拉力传感器，可以感测智能安全帽7是否正确佩戴，降低由于智能安全帽7没有系紧而脱落的风险；利用雷达探头可以探测作业人员头部上是否存在坚硬物体，如果存在坚硬物体可以提醒作业人员注意，防止作业人员不小心抬头碰到坚硬物体；利用电场传感器可以检测周边高压电压的存在，可以提醒作业人员注意，保证作业人员免受电击危险；利用定位器定位作业人员的工作地点及工作行程，可有效监督无固定工作地点作业人员的工作，以及通过电子围栏的设置，分析判断与危险区域的距离，对作业人员进行提醒；通过摄像头记录作业人员的操作，一方面事后作业人员可以分析自己作业过程中的不足和漏洞，早日发现问题，排除潜在的安全威胁，也可以与其它作业人员分享作业经验，另一方面，监管人员可以查看作业人员的工作质量及工作效率，同时也是作业人员责任承担的依据，具有功能强大、安全可靠的优点，同时方便作业人员作业，并有利于对作业人员的工作监管和绩效考核。
46.进一步地，监管预警系统3包括用于接收并转发作业人员的所述位置信息的移动终端2和处理终端9，移动终端设置于智能穿戴设备上，定位器和涉水传感器与移动终端连接，处理终端9通过定位器记录作业人员的位置信息，并结合内置地图设置电子围栏，将作业人员移动轨迹10及电子围栏相关信息发送至云服务平台和移动终端2上，也可将相关信息转化为图片或视频再发送，处理终端9通过无线通信与移动终端2连接。
47.进一步地，处理终端9连接有布置于工程场地的雷达探头和/或电场传感器，雷达探头和/或电场传感器布置于工程所在地。
48.进一步地，处理终端9包括处理器，和与处理器连接的网络接口、用户接口、存储器、通信总线；用户接口用于连接救援设备，存储器储存有智能救援系统运行的程序；
49.智能穿戴设备1上还设有与监管预警系统的移动终端连接的陀螺仪传感器、光感
应器、距离感应器、气压计、近电感应、健康监测模块、通信天线。
50.进一步地，处理器为控制计算机。
51.进一步地，处理终端9还连接有云服务平台；云服务平台用于接收所述视频流以共享所述视频流、接收所述位置信息以共享所述位置信息。
52.进一步地，智能手环5包括腕带和设置于腕带上的控制盒，控制盒表面设置有启动按键，所述控制盒本体内设置有气瓶、气囊和控制模块，所述气瓶与所述气囊贯通连接，定位器设置于控制盒内；
53.启动按键与控制模块和气瓶开关连接，控制模块与监管预警系统3和定位器连接；所述启动按键开启后，所述气瓶使所述气囊充气，同时所述控制模块启动，能解决了现有技术中救生手环只能提供浮力不能及时获知位置信息的技术问题。
54.智能手环5组成部分原理：
55.控制盒，表面设置有所述启动按键，本体内设置有气瓶、气囊和定位器，气瓶与所述气囊贯通连接。
56.定位器，包括gps定位模块和控制模块，所述控制模块与所述gps定位模块信号连接。
57.启动按键，分别与气瓶和控制模块信号、电路信号连接，启动按键开启后，所述气瓶使所述气囊充气，同时控制模块启动。
58.控制模块，包括控制电路和电池。
59.控制电路，与gps定位模块信号连接。
60.电池，为所述控制电路提供能源。
61.腕带上还设有生命体征检测芯片，生命体征检测芯片与所述控制电路信号连接，用于检测落水者生命体征。
62.控制盒表面还设有显示屏。
63.腕带，硅胶制，连接控制盒。
64.气瓶舱，在所述控制盒内部。
65.气瓶，在气瓶舱内部。
66.气囊盒，塑料或橡胶制，置在控制盒本体内。
67.气囊，设置在气囊盒内部。
68.进一步地，定位器包括gps定位模块。
69.进一步地，智能救生衣8包括有衣体，衣体的后领处设有颈枕，颈枕后侧及顶部表面均设有太阳能光伏板，颈枕的填料内嵌装有与太阳能光伏板相连接的蓄电池，衣体前侧上部设有魔术贴，魔术贴上粘接有辅助扣带，衣体前侧中部设有中部扣带，两条中部扣带之间通过卡扣连接，卡扣内设有与警报器相连接的报警开关，衣体底部两侧设有水感应器，颈枕内设有救生衣控制器，救生衣控制器与监管预警系统3连接，衣体两侧下部设有防水袋；采用本方案后的救生衣可以长时间在水面上发送求救信号，便于施救人员进行定位和施救，也可以用于码头作业，以便于防止意外情况的发生。
70.智能救生衣8组成部分原理：
71.衣体，由后背部、前左部、前右部构成，后背部由单层防水面料制成，后背部表面设有反光警示条，颈枕长度方向一侧与后背部顶部连接，前左部、前右部分别通过相应的连接
面料与颈枕长度方向另一侧的两端连接，前左部、前右部内均填充有浮力材料，两条中部扣带分别位于前左部、前右部的中部，前左部、前右部的前侧下部设有环扣，绑带为两条，其一端与后背部底部连接，另一端穿过相应的环扣后相互扣接。
72.颈枕，位于衣体的后领处，呈长方形，内部通过浮力材料填充形成填料，填料内嵌装有与太阳能光伏板相连接的蓄电池。
73.太阳能光伏板，设置在颈枕后侧及顶部表面。
74.魔术贴，设置于衣体前侧上部，魔术贴上粘接有辅助扣带。
75.中部扣带，设于衣体前侧中部，中部扣带为两条，分别位于衣体两侧，两条中部扣带之间通过卡扣连接。
76.报警开关，设于卡扣内，与警报器相连接。
77.绑带，位于衣体下部
78.水感应器，设于衣体底部两侧。
79.控制器，设于颈枕内，控制器与水感应器、警报器、警示灯以及外部救生系统相连接。
80.防水袋，设于衣体两侧下部。
81.淡水发生器，位于衣体右侧下部，包括海水槽和淡水槽。
82.供电控制模块，位于衣体后部，包含蓄电池、定时器、继电器、温度控制等模块，与充气按钮和加热按钮相连接，油太阳能光伏板供电。
83.本发明的工作过程：该系统分为软件与硬件两部分部分。硬件包括陀螺仪传感器、光感应器、距离感应器、气压计、近电感应、健康监测模块、通信天线、定位模块、sim等，用于外部环境数据的感知；以及一个综合管理平台，用于数据的处理。
84.硬件部分可以任意安装至各种穿戴设备(救生衣、安全帽、手环、挂坠等)上，根据不同的形式，进行不同的电路设计来实现设备的安置。
85.该系统提供具有定位、感知、预警和音视频通讯功能的一体化智能穿戴产品，以及基于云的全ip架构的“云+端”综合管理平台，解决水上安全生产现场作业过程中的问题，实现感知、分析、服务、指挥、监管“五位一体”，打造“互联网+”时代智慧化管理、精细化管理、过程结果并重的安全生产管理新模式。
[0086][0087]
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，其特征在于，包括智能穿戴设备和监管预警系统，智能穿戴设备上设有定位器和涉水传感器，监管预警系统与智能穿戴设备及定位器和涉水传感器连接。2.根据权利要求1所述的涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，其特征在于，智能穿戴设备包括智能安全帽、智能吊坠、智能手环、智能救生衣中一种或几种。3.根据权利要求2所述的涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，其特征在于，智能安全帽包括帽体、系绳、检测器和报警器，系绳连接于帽体上，系绳用于穿戴帽体，系绳上设有拉力传感器，帽体内设有压力传感器，检测器分别与拉力传感器、压力传感器连接，监管预警系统与检测器连接，监管预警系统与报警器连接。4.根据权利要求1所述的涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，其特征在于，监管预警系统包括用于接收并转发作业人员的所述位置信息的移动终端和处理终端，处理终端通过无线通信与移动终端连接，移动终端设置于智能穿戴设备上。5.根据权利要求4所述的涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，其特征在于，处理终端连接有布置于工程场地的雷达探头和/或电场传感器。6.根据权利要求4所述的涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，其特征在于，处理终端包括处理器，和与处理器连接的网络接口、用户接口、存储器、通信总线；智能穿戴设备上还设有与监管预警系统连接的陀螺仪传感器、光感应器、距离感应器、气压计、近电感应、健康监测模块、通信天线、定位模块。7.根据权利要求1所述的涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，其特征在于，监管预警系统还连接有云服务平台；云服务平台用于接收所述视频流以共享所述视频流、接收所述位置信息以共享所述位置信息。8.根据权利要求2所述的涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，其特征在于，智能手环包括腕带和设置于腕带上的控制盒，控制盒表面设置有启动按键，控制盒内设置有气瓶、气囊和控制模块，气瓶与气囊连接；启动按键与控制模块和气瓶开关连接，控制模块与监管预警系统和定位器连接。9.根据权利要求2所述的涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，其特征在于，智能救生衣包括有衣体，衣体的后领处设有颈枕，颈枕后侧及顶部表面均设有太阳能光伏板，颈枕的填料内嵌装有与太阳能光伏板相连接的蓄电池，衣体前侧上部设有魔术贴，魔术贴上粘接有辅助扣带，衣体前侧中部设有中部扣带，两条中部扣带之间通过卡扣连接，卡扣内设有与警报器相连接的报警开关，衣体底部两侧设有水感应器，颈枕内设有救生衣控制器，救生衣控制器与监管预警系统连接，衣体两侧下部设有防水袋。

技术总结
本发明公开了一种涉水工程智能安全监管预警穿戴设备系统，包括智能穿戴设备和监管预警系统，智能穿戴设备上设有定位器和涉水传感器，监管预警系统与智能穿戴设备及定位器和涉水传感器连接。本发明能实时提供作业人员的状态，提高了作业人员的安全性，及提高了救援效率，保证了安全作业。保证了安全作业。保证了安全作业。


技术研发人员：牟军敏 李梦霞 陈琳瑛 陈鹏飞 罗宇
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/6/4