专利汇可以提供一种罐笼人员数量和肢体外伸监测装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种罐笼人员数量和肢体外伸监测装置及监测方法,微型 控制器 (5)通过光 信号 感知 器采集并处理矿工 安全帽 上第一 LED灯 (1)的光强值,以及罐笼 门 顶第二LED灯(3)的光强值,并将处理后的 电信号 传送至外部 服务器 (6),外部服务器对接收到的电信号进行处理得到光频信息,即光频值和光频功率值,监控中心的工作人员通过得到的不同光频值的数量得出罐笼内的人员数量,通过光频功率值的变化,判断是否有人员肢体外伸。本发明能够利用可见光通信技术对人员数量及肢体外伸进行实时监测,技术配置简单、不受信号衰落的影响,监测准确,安全可靠。,下面是一种罐笼人员数量和肢体外伸监测装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种罐笼人员数量和肢体外伸监测装置,其特征在于,包括具有专有光频的第一LED灯(1)和第二LED灯(3),以及用于为第一LED灯(1)供电的电池;第一LED灯(1)和电池均安装在矿井安全帽(2)上,第二LED灯(3)安装在罐笼门顶,罐笼内顶部及其门底安装有光信号感知器;
还包括微型控制器(5)和外部服务器(6),微型控制器(5)与光信号感知器相连,外部服务器(6)通过无线传输模块与微型控制器(5)相连,微型控制器(5)、光信号感知器、第二LED灯(3)均与罐笼供电装置相连;
所述第一LED灯(1)和第二LED灯(3)的占空比为95%,光频范围为:不小于2000HZ、不大于微型控制器(5)采样光频的1/2;第一LED灯(1)和第二LED灯(3)相邻光频间隔不小于
200HZ,且光频不能相互整除。
2.根据权利要求1所述的一种罐笼人员数量和肢体外伸监测装置,其特征在于,第一LED灯(1)和第二LED灯(3)的型号为CreeCXA25;光信号感知器为光电二极管(4),型号为OPT101;微型控制器(5)的型号为Arduino DUE,采样光频为200000HZ;电池为超高容量聚合物锂离子充电电池。
3.一种罐笼人员数量和肢体外伸监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、当人员戴着安装有第一LED灯(1)的矿井安全帽(2)进入罐笼后,罐笼内顶部的光信号感知器采集第一LED灯(1)的光强值,罐笼门底的光信号感知器采集罐笼门顶的第二LED灯(3)的光强值,光信号感知器将采集的光强值转化为电压值传送至微型控制器(5);
b、微型控制器(5)将设定时间段内接收到的电压值通过无线传输模块发送至外部服务器(6);
c、外部服务器(6)对接收到的设定时间段内的电压值,通过光频分离算法得出第一LED灯(1)和第二LED灯(3)的光频信息,进而得到罐笼内人员信息及人员数量;
同时,外部服务器(6)通过障碍检测算法来判断人员肢体是否外伸,进而判断罐笼内人员数量以及人员是否违规出入罐笼。
4.根据权利要求3所述的一种罐笼人员数量和肢体外伸监测方法,其特征在于,步骤c中的光频分离算法包括以下步骤:
c1、将设定时间段内的电压值通过带通滤波器处理,得到频率范围为2000HZ至
100000HZ的电压值;
c2、对步骤c1得到的电压值依次进行Sigmoid激活函数处理和快速傅里叶变换处理,得到光频信息。
5.根据权利要求3所述的一种罐笼人员数量和肢体外伸监测方法,其特征在于,外部服务器(6)通过障碍检测算法来判断人员肢体是否外伸的方法如下:
预先在外部服务器(6)中存储无人员肢体伸出罐笼时,第二LED灯(3)的光频信息中的光频功率值,定义该光频功率值为 其中i=1,2,3...n,n为光信号感知器个数,j表示第二LED灯(3);
当有人员肢体外伸时,定义变量ΔPij(t)为t时刻罐笼门顶第二LED灯(3)光频功率变化值,ΔPij(t)公式如下:
其中,Pij(t)为t时刻第i个光信号感知器所采集的第二LED灯(3)的光频功率值;
当i取不同值时,若t时刻存在ΔPij(t)>0,即表示人员肢体伸出罐笼外。
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