技术领域
[0001] 本
申请涉及智能制造技术领域，并且更具体地，涉及一种安全头盔。
背景技术
[0002] 中国是
自行车大国，约有1.6亿人以骑自行车、
电动车为主要出行方式，其中包括1023万名聋人。据相关调查显示，聋人户外骑行的热衷度较健全人高19.3个百分点，越来越多的聋人选择骑自行车、电动助
力车出行。近三年来，外卖、快递等行业的聋人从业者年也逐步增多。但由于聋人的听力障碍，大部分的聋人难以听到鸣笛、呼喊等声音，无法在转弯、路况拥挤时与周围行人沟通，也难在骑行遇险时向外界呼救，由上述情况造成的交通事故每年高达近千起，且正在以较高的的速度递增。
[0003] 因此，设计一款帮助聋人安全出行的智能头盔，让聋人了解周边环境鸣笛、呼喊等路况，并能够向外界求救，是十分必要的。
发明内容
[0004] 本申请提供一种安全头盔，能够提供更加安全和智能的安全出行方式。
[0005] 一方面，提供了一种安全头盔，包括：声音处理模
块，所述声音处理模块包括分贝仪和多个数字
马达，所述分贝仪用于捕捉所述安全头盔外部声音，所述声音处理模块用于根据所述分贝仪采集的声音信息控制所述多个数字马达震动形式进行危险提醒；安全监护模块，所述安全监护模块包括通信单元、
定位单元、声光提示单元和多个压力
传感器，其中，所述定位单元用于采集所述安全头盔的定位信息，所述安全监护模块用于根据所述
压力传感器采集的
应力信息使用所述声光提示单元进行声光报警，并通过所述通信单元发送所述安全头盔的定位信息；所述安全监护模块还包括
姿态传感器，所述安全监护模块用于根据所述姿态传感器捕捉的姿态信息使用所述声光提示单元进行声光提醒所述安全头盔的转弯方向；电源模块，所述电源模块用于为所述安全头盔进行供电，所述电源模块包括为所述安全头盔外部的柔性
太阳能板，所述电源模块用于将所述太阳能板收集的太阳能转化为
电能。
[0006] 结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述多个数字马达为4个数字马达，分别位于所述安全头盔的前、后、左、右四个
位置，所述声音处理模块用于根据声音信息判断所述声音来源，并根据所述声音来源的方向控制所述安全头盔的数字马达进行危险提醒。
[0007] 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述通信单元包括GSM模块，所述定位单元包括GPS模块，当所述压力传感器的承受的压力应变超过
阈值时，所述数字马达用于以震动形式进行提醒，当所述数字马达震动时长达到阈值时长后，所述安全监护模块确定所述安全头盔遇险，用于触发所述声光提示单元进行报警。
[0008] 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述姿态传感器为所述安全头盔夹层中安装的mpu6050传感器，所述mpu6050传感器用于识别所述安全头盔的转弯方向。
[0009] 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述电源模块用于进行太阳能蓄电或无线充电，所述安全头盔包括外设USB
接口，所述电源模块用于通过所述USB接口为外接设备进行供电。
[0010] 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述安全头盔中各个模块通过杜邦线进行器件连接，所述杜邦线环绕在头盔的夹层，所述头盔夹层后中部安装稳压模块，用于调控局部
电路电压，所述安全头盔还包括
单片机，所述单片机用于对所述安全头盔各个模块进行控制和信息处理。
[0011] 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述安全头盔的材质为
碳纤维材料。
[0012] 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述安全头盔后部安装
薄膜矩阵
键盘，用来切换、设定头盔的工作模式，所述安全头盔的工作模式包括日间骑行模式、夜间骑行模式、公路骑行模式和山路骑行模式。
[0013] 因此，本申请
实施例提供的安全头盔包括声音处理模块，安全监护模块，电源模块，能够进行危险提示、声光报警、骑行定位和自动发送呼救信息等功能更，为头盔的佩戴者，例如聋哑人提供安全的出行保障。
[0014] 进一步地，采用重量轻、韧性和透气性强的炭纤维材料来制作头盔，在充分保证安全性的同时，使佩戴更加轻便舒适，该安全头盔工作模式自主设定、太阳能供电补等功能提供更多的个性化服务，提升了用户体验。
附图说明
[0015] 图1为本申请一个实施例的安全头盔的示意性
框图。
[0016] 图2为本申请一个实施例的安全头盔的工作
流程图。
具体实施方式
[0017] 下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
[0018] 目前市场销售的各类智能头盔有着相似的功能：通过内嵌蓝牙设备与手机交互，从而实现音乐播放、蓝牙通话等功能，智能化程度低，且不具有人身安全监护功能。
[0019] 国内大多数关于智能头盔的研究还处于实验室阶段。中国矿业大学程强博士提出了基于zigbee技术的智能救援头盗，其优点在于低功耗，但其通信距离较短且传输速率较慢，无法满足户外骑行需求；北京航空航天大学李阳教授团队设计了无线智能终端，并将其用于头盔中，该终端主要基于ARM平台设计，实现了信息高速处理和远程监控功能，但尚未解决转弯姿态判断及路况声音信息来源方向判断等问题，无法用于聋人骑行者。
[0020] 部分科研机构将研究重点投放到具有无线通信和摄像等功能的头盔上，用于军工领域和消防救援，也可将相关技术应用于日常骑行头盔，但由于其包含较多外设装置，导致头盔重量是日常骑行头盔重量的3-5倍，适用于当前应用的军队作战和消防人员佩戴，对普通骑行者而言则过于沉重，且相关功能并非完全适于日常骑行。
[0021] 由此可见，当前国内尚无完全适于聋人骑行者的安全智能头盔。
[0022]
现有技术：1.考虑到系统小型化的相关需求，需将全部功能集成于PCB板上以减小系统体积，在PCB设计方面，相关技术还有待提升；2.在系统完成功能测试后，对相关器件在头盔上的安装设计，要考虑电气隔离需求及后期维修便捷等问题，因此需对头盔外观及内部结构设计进行修缮。
[0023] 图1示出了本申请一个实施例的安全头盔的示意性框图。如图1所示，安全头盔100包括：
[0024] 声音处理模块110，所述声音处理模块110包括分贝仪和多个数字马达，所述分贝仪用于捕捉所述安全头盔外部声音，所述声音处理模块用于根据所述分贝仪采集的声音信息控制所述多个数字马达震动形式进行危险提醒；
[0025] 安全监护模块120，所述安全监护模块120包括通信单元、定位单元、声光提示单元和多个压力传感器，其中，所述定位单元用于采集所述安全头盔的定位信息，所述安全监护模块120用于根据所述压力传感器采集的应力信息使用所述声光提示单元进行声光报警，并通过所述通信单元发送所述安全头盔的定位信息；所述安全监护模块120还包括姿态传感器，所述安全监护模块120用于根据所述姿态传感器捕捉的姿态信息使用所述声光提示单元进行声光提醒所述安全头盔的转弯方向；
[0026] 电源模块130，所述电源模块130用于为所述安全头盔进行供电，所述电源模块包括为所述安全头盔外部的柔性太阳能板，所述电源模块用于将所述太阳能板收集的太阳能转化为电能。
[0027] 可选地，作为本申请一个实施例，所述多个数字马达为4个数字马达，分别位于所述安全头盔的前、后、左、右四个位置，所述声音处理模块用于根据声音信息判断所述声音来源，并根据所述声音来源的方向控制所述安全头盔的数字马达进行危险提醒。
[0028] 也就是说，本申请实施例的安全头盔具有安全避障距离内的路况声音信息提示功能：在头盔外层正后部安装分贝仪，用来捕捉外界声音，并在头盔夹层紧贴内层的前、后、左、右方向安装数字马达，以震动的形式提醒使用者及时规避危险。应理解，本申请对数字马达的数量和位置不做限定。
[0029] 可选地，作为本申请一个实施例，所述通信单元包括GSM模块，所述定位单元包括GPS模块，当所述压力传感器的承受的压力应变超过阈值时，所述数字马达用于以震动形式进行提醒，当所述数字马达震动时长达到阈值时长后，所述安全监护模块确定所述安全头盔遇险，用于触发所述声光提示单元进行报警。
[0030] 应理解，上述压力传感器可以为压力变压片，用于
感知压力。
[0031] 也就是说，具有遇险时的自主确认功能：在头盔夹层且紧贴内层各处安装若干压力应变片，用于安全监护，判断使用者是否倒地，如果使用者摔倒或者头部受到撞击，压力应变片产生变化范围较大的电
信号，当其超过设定压
电信号变化范围时，就会以震动的形式来提示骑行者，如果在设定关闭时间内头盔没有接收到骑行者关闭数字马达，则认为报警为“真”，例如，阈值时长可以为90s，本申请不做限定。
[0032] 可选地，作为本申请一个实施例，所述姿态传感器为所述安全头盔夹层中安装的mpu6050传感器，所述mpu6050传感器用于识别所述安全头盔的转弯方向。
[0033] 应理解，所述姿态传感器还可以为其他类型传感器，本申请不做限定。
[0034] 具体地，本申请实施例的声光单元包括LED单元板，用于提示转向的方向。
[0035] 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述电源模块用于进行太阳能蓄电或无线充电，所述安全头盔包括外设USB接口，所述电源模块用于通过所述USB接口为外接设备进行供电。
[0036] 具体地，本申请实施例提供的安全头盔具有双途径安全充电及紧急状况下的电源功能：头盔支持太阳能自充电和无线充电等两种方式进行电能补给，在头盔夹层右中部安装
石墨烯无线充电装置，用来为头盔供电，所述头盔在头盔外层正上部安装柔性太阳能板，在日间骑行时储存电能，用来作为头盔电能的持续补给，并在头盔外设USB接口，在危险环境中，可为手机等
电子设备进行电能补给。避免聋人充电过程触电且无法呼救、同时绿色节能，延长每次充电后的使用时间达到38-45小时。
[0037] 可选地，作为本申请一个实施例，所述安全头盔中各个模块通过杜邦线进行器件连接，所述杜邦线环绕在头盔的夹层，所述头盔夹层后中部安装稳压模块，用于调控局部电路电压，所述安全头盔还包括单片机，所述单片机用于对所述安全头盔各个模块进行控制和信息处理。
[0038] 具体地，头盔用杜邦线来连接器件，环绕在头盔的夹层,在头盔夹层后中部安装稳压模块，用来调控局部电路电压，在头盔夹层后中部安装贴片单片机最小系统，该单片机用于控制整个安全头盔的各个模块。
[0039] 可选地，作为本申请一个实施例，所述安全头盔的材质为
碳纤维材料。
[0040] 也就是说，采用重量轻、韧性和透气性强的炭纤维材料来制作头盔，按照人体头部特征进行紧固性设计，在充分保证安全性的同时，使佩戴更加轻便舒适。
[0041] 可选地，作为本申请一个实施例，所述安全头盔后部安装薄膜矩阵键盘，用来切换、设定头盔的工作模式，所述安全头盔的工作模式包括日间骑行模式、夜间骑行模式、公路骑行模式和山路骑行模式。
[0042] 因此，本申请实施例提供的安全头盔包括声音处理模块，安全监护模块，电源模块，能够进行危险提示、声光报警、骑行定位和自动发送呼救信息等功能更，为头盔的佩戴者，例如聋哑人提供安全的出行保障。
[0043] 进一步地，采用重量轻、韧性和透气性强的炭纤维材料来制作头盔，在充分保证安全性的同时，使佩戴更加轻便舒适，该安全头盔工作模式自主设定、太阳能供电补等功能提供更多的个性化服务，提升了用户体验。
[0044] 进一步，表1示出了本申请实施例安全头盔以及其中各个元器件的具体参数。
[0045] 表1
[0046] 图2示出了为本申请一个实施例的安全头盔的工作流程图。如图2所示，可以选择[0047]
[0048] 出行模式为日间骑行或夜间骑行模式，进一步可以选择公路骑行模式或者山路骑行模式。
[0049] 在第一种工作情境中，安全头盔在进行路况信息初始化、路况安全避障距离初始化后，通过对鸣笛、行人呼喊等高频
声音信号进行采集，安全头盔通过对声源方向的判断，触发头盔内侧对应方向的马达震动提醒头盔的佩戴者，使得头盔佩戴者(例如聋哑人)能够有效避障。
[0050] 在第二种工作情境中，可以设定头盔遇险确认时间，也就是前述的阈值时长，例如90s，当骑行者倒地，骑行者受到撞击或者头部压力的情况下，头盔开启声光报警，并向骑行者发出确认短信，在90s的阈值市场内，如果骑行者确认没有遇险，可以关闭头盔报警，如果骑行者在90s没有关闭报警，那么确定骑行者遇险，将向该骑行者手机绑定的紧急联系人发出求救短信，同时，头盔也开始强声光报警模式向周围求救。
[0051] 在第三种工作情境中，头盔将在转弯时显示转弯侧的指示灯闪烁，头盔后部的LED屏可以显示转弯方向，在拥挤路况时，骑行者可以按下头盔的按键进行头盔鸣笛。同时，位于头盔上部的柔性太阳能板用于在日间储能，为夜间骑行提供照明，头盔USB口可以为外接装置，例如收集进行充电。
[0052] 本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及
算法步骤，能够以电子
硬件、或者计算机
软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0053] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0054] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0055] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0056] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0057] 所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，
服务器，或者第二设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动
硬盘、只读
存储器(ROM，Read-Only Memory)、
随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0058] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以
权利要求的保护范围为准。
