本發明專利技術公開了健康監測的智能安全帽，包括安全帽帽體、中控芯片、遠程通信模塊、雙重預警模塊、雙重監測模塊和供電模塊；雙重監測模塊包括生命體征監測單元和環境監測單元；中控芯片用于確定健康狀況和環境健康級別；雙重預警模塊包括被動預警單元和主動預警單元；供電模塊包括可充電電池和特殊備用電池，特殊備用電池以藍牙向最近的其他智能安全帽中的其他特殊備用電池發送預警信號。本發明專利技術用雙重預警模塊兼顧被動保護用戶和主動預警提醒周圍人的功能，還監測生命體征健康和環境參數，有效提升監測效果；還優化對環境參數的計算并采用BP神經網絡對生命體征參數進行計算，提升準確性；此外，采用雙色LED與蜂鳴器進行預警，預警效果更顯著。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及工程施工生產安全防范，具體涉及一種健康監測的智能安全帽。
技術介紹
1、在工程施工領域，安全生產一直是重中之重。施工現場環境復雜多變，存在多種潛在的安全風險，如高空墜落、機械傷害、觸電事故等。傳統的安全管理手段主要依賴人工巡查和規章制度，但這些方法難以實時監控每個工人的安全狀況，特別是在大型施工現場，工人數量眾多，監管難度更大，因此，給每個工人配套的安全帽便成為了重中之重。傳統的安全帽主要功能是物理保護，如防撞擊、防穿刺等，但缺乏智能化的功能，無法實時監測工人的生理狀態和環境條件。一旦工人出現身體不適或突發狀況，傳統安全帽無法及時發出警報，可能導致嚴重的安全事故。
2、隨著物聯網、傳感器技術和無線通信技術的快速發展，智能安全帽逐漸成為施工現場安全管理的新趨勢。目前，經常使用的智能安全帽主要有以下兩種：其一，在安全帽中設置多個傳感器，來測量使用者的體溫、心率和血壓等數據，在數據不正常時，安全帽直接進行閃燈和振動以提醒使用者及其周圍的人；其二，利用多種傳感器獲取使用者的各項體征參數，容納后通過無線傳輸裝置實現遠程通信監測，交由遠程終端來判斷使用者是否出現問題，在出現問題時，直接遠程控制使用者的帽內的報警器進行報警。
3、然而，上述的常用的智能安全帽至少存在以下兩種問題：
4、1）缺乏應對設備故障的緊急措施，例如，使用者遇險時安全帽故障無法工作，不能遠程通信進行報警；
5、2）功能少且監測效果較差，只檢測了使用者的體溫、心率和血壓數據，健康監測的效果不足。
技術實現思路
1、針對上述兩種問題，本專利技術的目的是提供一種健康監測的智能安全帽，利用雙重預警模塊，既可以被動預警保護用戶，也可以主動預警使得用戶提醒周圍的其他人注意危險，再結合特殊備用電池借助其他用戶進行預警，有效提升了智能安全帽的安全性和功能性；還設置有雙重監測模塊，同時監測用戶的生命體征健康和環境參數，有效提升健康監測的效果；同時，優化對環境參數的計算方法并采用bp神經網絡對生命體征參數進行計算，有效提升計算準確性；此外，還改良了預警的方式，采用雙色led光與蜂鳴器的形式進行預警，預警效果更加顯著。
2、具體技術方案如下：
3、一種健康監測的智能安全帽，包括安全帽帽體、中控芯片、遠程通信模塊、雙重預警模塊、雙重監測模塊和供電模塊；中控芯片和各個模塊均安裝在安全帽帽體上，中控芯片分別與每個模塊進行連接，用于控制各個模塊的運行；其中，雙重監測模塊包括生命體征監測單元和環境監測單元，生命體征監測單元用于獲取用戶的多個生命體征參數并傳輸到中控芯片，環境監測單元用于獲取多個環境參數并傳輸到中控芯片；遠程通信模塊用于支持中控芯片與遠程終端的數據交互；中控芯片基于多個生命體征參數確定用戶的健康狀況，基于多個環境參數確定環境健康級別，中控芯片基于用戶的健康狀況和環境健康級別控制雙重預警模塊是否預警，同時將各模塊交互時產生的數據通過遠程通信模塊傳輸到遠程終端；雙重預警模塊包括被動預警單元和主動預警單元，被動預警單元用于在用戶的健康狀況異常時進行雙色led光和聲波的自動報警，主動預警單元用于用戶在自身健康安全時主動申請使用雙色led光和聲波對周圍進行預警；供電模塊包括可充電電池和特殊備用電池，可充電電池用于對中控芯片和其他模塊進行供電，特殊備用電池用于在可充電電池損壞或遠程通信模塊損壞時，通過藍牙向最近的其他智能安全帽中的其他特殊備用電池發送預警信號。
4、利用雙重預警模塊，既可以被動預警保護用戶，也可以主動預警使得用戶提醒周圍的其他人注意危險，再結合特殊備用電池借助其他用戶進行預警，有效提升了智能安全帽的安全性和功能性；此外，還設置雙重監測模塊，同時監測用戶的生命體征健康和環境參數，有效提升健康監測的效果。
5、優選地,生命體征監測單元中，利用多個光學傳感器獲取用戶的多個心率參數，利用多個光學傳感器獲取用戶的多個血氧參數，利用多個溫度傳感器獲取用戶的多個體溫參數；環境監測單元中，利用多個空氣質量傳感器獲取當前環境的多個空氣質量參數，利用多個麥克風獲取用戶當前環境的多個噪聲參數，利用多個光傳感器獲取用戶當前環境的多個光照強度參數，利用多個溫濕度傳感器獲取用戶當前環境的多個溫濕度參數。利用對應類型的傳感器分別獲取每個參數的多個數據，便于基于多個數據進行數據處理和分析，進而提升監測的準確性。
6、優選地，中控芯片獲取到多個生命體征參數后，將多個生命體征參數進行類型劃分，在每個類型下進行數據清洗并將清洗后的多個生命體征參數作為基礎輸入數據，輸入到bp神經網絡進行計算，獲取到對應的用戶健康狀況，bp神經網絡的結構為n-m-1結構，其中，n為不小于3的正整數，2n≤m≤3n，m為正整數。利用bp神經網絡可以有效計算出用戶健康狀況，提升監測的效果，同時，bp神經網絡方便調節結構，也就是調整自身所需的資源，從而能夠被中控芯片所使用。
7、優選地，中控芯片獲取到多個環境參數后，將多個環境參數進行環境類型劃分，在每個環境類型下進行數據篩除和數據追補，獲得每個環境類型下的每個修正數據，基于每個修正數據確定對應的環境健康級別。基于環境參數獲取環境健康級別，進而可以判斷環境對用戶的健康影響，從而在環境污染嚴重時及時對用戶進行預警。
8、優選地，被動預警單元包括并行的紅光預警led、藍光預警led和蜂鳴器。采用雙色led進行預警，再結合蜂鳴器，預警效果更加明顯，不僅能夠提醒用戶自己，也能更好的提醒用戶周圍的其他人，符合灰塵較多和視線受損等類似工地等實際場景的需求。
9、優選地，主動預警單元內置有按鍵觸發器，用于接收用戶的按壓生成主動報警信號傳輸給中控芯片。主動預警單元可以由用戶自行主動觸發，便于用戶在發現危險但危險還未立即觸發時進行預警。
10、優選地，遠程通信模塊采用wifi或lora或nb-lot通信協議連接遠程終端，遠程通信模塊還設置有加密單元，加密單元采用rsa和aes混合加密方式對遠程通信模塊的數據傳輸進行加密。利用通信協議進行遠程數據傳輸，再結合混合加密，便于保護用戶的隱私數據。
11、優選地，還包括定位模塊，定位模塊用于將用戶的位置信息傳輸到中控芯片和遠程終端。利用定位模塊可以有效獲取用戶的位置信息，進而在出現健康問題或安全風險時，讓其他人能夠找到用戶。
12、本專利技術與現有技術相比的有益效果是：
13、本專利技術利用雙重預警模塊，既可以被動預警保護用戶，也可以主動預警使得用戶提醒周圍的其他人注意危險，再結合特殊備用電池借助其他用戶進行預警，有效提升了智能安全帽的安全性和功能性；還設置有雙重監測模塊，同時監測用戶的生命體征健康和環境參數，有效提升健康監測的效果；同時，優化對環境參數的計算方法并采用bp神經網絡對生命體征參數進行計算，有效提升計算準確性；此外，還改良了預警的方式，采用雙色led光與蜂鳴器的形式進行預警，預警效果更加顯著。
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【技術保護點】
1.一種健康監測的智能安全帽，其特征在于，包括安全帽帽體、中控芯片、遠程通信模塊、雙重預警模塊、雙重監測模塊和供電模塊；中控芯片和各個模塊均安裝在安全帽帽體上，中控芯片分別與每個模塊進行連接，用于控制各個模塊的運行；
2.根據權利要求1所述的一種健康監測的智能安全帽，其特征在于,生命體征監測單元中，利用多個光學傳感器獲取用戶的多個心率參數，利用多個光學傳感器獲取用戶的多個血氧參數，利用多個溫度傳感器獲取用戶的多個體溫參數；環境監測單元中，利用多個空氣質量傳感器獲取當前環境的多個空氣質量參數，利用多個麥克風獲取用戶當前環境的多個噪聲參數，利用多個光傳感器獲取用戶當前環境的多個光照強度參數，利用多個溫濕度傳感器獲取用戶當前環境的多個溫濕度參數。
3.根據權利要求1所述的一種健康監測的智能安全帽，其特征在于，中控芯片獲取到多個生命體征參數后，將多個生命體征參數進行類型劃分，在每個類型下進行數據清洗并將清洗后的多個生命體征參數作為基礎輸入數據，輸入到BP神經網絡進行計算，獲取到對應的用戶健康狀況，BP神經網絡的結構為n-m-1結構，其中，n為不小于3的正整數，2n≤m≤3n，m為正整數。
4.根據權利要求1所述的一種健康監測的智能安全帽，其特征在于，中控芯片獲取到多個環境參數后，將多個環境參數進行環境類型劃分，在每個環境類型下進行數據篩除和數據追補，獲得每個環境類型下的每個修正數據，基于每個修正數據確定對應的環境健康級別。
5.根據權利要求1所述的一種健康監測的智能安全帽，其特征在于，被動預警單元包括并行的紅光預警LED、藍光預警LED和蜂鳴器。
6.根據權利要求1所述的一種健康監測的智能安全帽，其特征在于，主動預警單元內置有按鍵觸發器，用于接收用戶的按壓生成主動報警信號傳輸給中控芯片。
7.根據權利要求1所述的一種健康監測的智能安全帽，其特征在于，遠程通信模塊采用WiFi或LoRa或NB-loT通信協議連接遠程終端，遠程通信模塊還設置有加密單元，加密單元采用RSA和AES混合加密方式對遠程通信模塊的數據傳輸進行加密。
8.根據權利要求1所述的一種健康監測的智能安全帽，其特征在于，還包括定位模塊，定位模塊用于將用戶的位置信息傳輸到中控芯片和遠程終端。
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【技術特征摘要】
1.一種健康監測的智能安全帽，其特征在于，包括安全帽帽體、中控芯片、遠程通信模塊、雙重預警模塊、雙重監測模塊和供電模塊；中控芯片和各個模塊均安裝在安全帽帽體上，中控芯片分別與每個模塊進行連接，用于控制各個模塊的運行；
2.根據權利要求1所述的一種健康監測的智能安全帽，其特征在于,生命體征監測單元中，利用多個光學傳感器獲取用戶的多個心率參數，利用多個光學傳感器獲取用戶的多個血氧參數，利用多個溫度傳感器獲取用戶的多個體溫參數；環境監測單元中，利用多個空氣質量傳感器獲取當前環境的多個空氣質量參數，利用多個麥克風獲取用戶當前環境的多個噪聲參數，利用多個光傳感器獲取用戶當前環境的多個光照強度參數，利用多個溫濕度傳感器獲取用戶當前環境的多個溫濕度參數。
3.根據權利要求1所述的一種健康監測的智能安全帽，其特征在于，中控芯片獲取到多個生命體征參數后，將多個生命體征參數進行類型劃分，在每個類型下進行數據清洗并將清洗后的多個生命體征參數作為基礎輸入數據，輸入到bp神經網絡進行計算，獲取到對應的用戶健康狀況，bp神經網絡的結構為n-m-1結構，其中，n為不小于3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李歡，周建鳳，王李超，楊國軍，李昕，
申請(專利權)人：華鳳技術南京有限公司，
類型：發明
國別省市：
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