【技术领域】
[0001] 本
发明涉及一种可穿戴式安全设备，特别是智能安全帽，本发明还涉及控制该智能安全帽的操作系统。【背景技术】
[0002] 在建筑工地上，施工人员分布广泛，各类
建筑材料和机械设备繁多，容易造成各种危险，其中，高处坠落，触电，坍塌，物体打击尤为危险，为了保护工人的生命安全，智能安全帽的应用越来越广泛，为了做好提前
预防和危险报警，智能安全帽的功能逐渐增多，例如：中国发明
专利CN109567303A公开的一种智能安全帽，包括安全帽本体，安全帽本体包括主控单元，
定位模
块，电源单元，无线通讯单元，报警单元，脑电波
传感器，心率传感器和近电传感器，充分预防危险和提前报警，使得工人工作时相对安全，但是，其中报警单元模块的功能相对较少，近电时不能及时报警且不能实时监测。
[0003] 中国发明CN109741574A公开了一种基于智能安全帽的综合监测系统，其包括
微处理器、监测模块、
信号发射装置、以及电源模块，通过微处理器控制摄像头对现场进行拍摄，并由信号发射装置将拍摄到的内容和现场信息发送至后台监管终端，从而进行实时监测。【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能的智能安全帽，使得工人更加安全，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种控制智能安全帽的操作系统。
[0005] 解决上述技术问题，本发明智能安全帽的优选结构包括帽体，所述的帽体内有主控模块，监测模块，定位模块和报警模块，其中，主控模块与各模块之间为电性连接，用于控制帽体内各个模块，监测模块用于实时数据监测，当监测数据异常时，主控模块发出报警信号，定位模块包括用于定位使用者
位置的 GPS定位器，报警模块包括手动报警按钮，报警灯，报警喇叭和被动报警装置，被动报警装置包括撞击
力传感器和近电报警器，当报警模块的手动报警按钮或被动报警装置被触发，或者报警模块接收到主控模块传来的报警信号时，报警灯与报警喇叭同时工作，发出相应的报警。
[0006] 采用上述结构，首先，主控器用于控制各个模块，与各模块之间为电性连接，使得智能安全帽中各部分能够更系统化地工作，监测模块用于监测工人和智能安全帽的实时信息，并且当监测的数据异常时，发出报警信号，使得可以及时得知使用者的实时信息和智能安全帽的实时信息，以做好危险预防和及时处理，定位模块包括用于定位使用者位置的GPS定位器，使得可以得知使用者所处的实时位置，防止使用者违规运动，报警模块包括手动报警按钮，报警灯，报警喇叭和被动报警装置，被动报警装置包括撞击力传感器和近电报警器，手动报警为使用者自主报警，使得使用者可以及时通知危险，被动报警装置用于提前危险报警，其中，撞击力传感器在发生撞击时被动报警，防止使用者因撞击昏迷导致无人发现，近电报警器在靠近触电危险区域时被动报警，防止使用者触电，当报警模块的手动报警按钮或被动报警装置被触发，或者报警模块接收到主控模块传来的报警信号时，报警灯与报警喇叭同时工作，发出相应的报警，从而通过发出危险警告，做好进一步的安全防护。
[0007] 作为优选，所述的帽体内包括视频模块，视频模块包括摄像头和
存储器，摄像头所监测到的工作环境数据存储在存储器内，使得可以记录下使用者的外部环境，以做好实时监测。
[0008] 作为优选，所述的帽体内包括语音模块，语音模块包括音频接收器和音频发送器，音频接收器用于收听广播和接收通话，音频发送器用于通话时发送使用者的语音信息。
[0009] 作为优选，所述的帽体内包括电源模块，电源模块包括用于给帽体充电的光伏板和检测低电量的低电量检测
电路，为智能安全帽提供电源，使得电量充足。
[0010] 作为优选，所述的帽体内包括无线通讯终端，无线通讯终端包括用于无线通讯的SIM卡，使得可以进行无线通讯。
[0011] 作为优选，所述的监测模块包括用于监测是否离线的离线状态监测电路，用于监测是否静默的静默状态监测电路，用于监测实时体温的体温监测器，当监测的数据异常时，主控模块发出相应的报警信号。
[0012] 作为优选，所述的定位模块包括微处理器，微处理器包括工作区域
算法和运动轨迹算法，通过工作区域算法，微处理器得出工作的区域，当GPS定位器的定位点离开工作区域时，主控模块发出报警信号，运动轨迹算法将GPS定位器的定位点全部记录下来并拟合为轨迹线，通过限定工人的工作区域，从而预防工人违规离开工作区域，以减少危险状况的发生。
[0013] 另外，本发明还公开了一种控制智能安全帽的操作系统，包括显示屏，USB
接口，无线传输器和处理器，USB接口用于USB连接，无线传输器用于和智能安全帽之间进行数据传输，处理器与操作系统中各模块之间为电性连接，且控制各个模块，操作系统所控制的物体为上述方案所述的智能安全帽。
[0014] 采用这种结构，智能安全帽可以与操作系统进行实时数据交换，使得可以实时监测使用者的信息，也可以实时传递相应的指令，而且将所有使用者信息统一起来，智能安全帽的基本信息与使用者的基本信息一一匹配，将所有使用者归档分类，使得管理更加条理化、系统化，从而充分降低事故
风险，且当事故发生后，能够快速有效地找到事故原因以及做好事故责任的追究。
[0015] 作为优选，所述的USB接口将
电子施工图纸传入操作系统，所述操作系统的处理器计算出工作区域，且将数据通过无线传输器传入智能安全帽的无线通讯终端中，无线通讯终端通过主控模块将数据传入定位模块的微处理器中，使得可以自定义工作区域。
[0016] 作为优选，处理器包括用于文字转化语音的TTS设备，通过所述的显示屏输入文字信息，TTS设备处理后转为语音数据，通过无线传输模块传入智能安全帽的无线通讯终端中，无线通讯终端通过主控模块将数据传入语音模块的音频接收器中，使得可以通过操控系统输入文字来给工人指令。
[0017] 本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、
附图中详细揭露。【附图说明】
[0018] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明，其中：
[0019] 图1为本
实施例一智能安全帽内各个模块的示意图；
[0020] 图2为本实施例一智能安全帽中监测模块的示意图；
[0021] 图3为本实施例一智能安全帽中定位模块的示意图；
[0022] 图4为本实施例一智能安全帽中视频模块的示意图；
[0023] 图5为本实施例一智能安全帽中语音模块的示意图；
[0024] 图6为本实施例一智能安全帽中电源模块的示意图；
[0025] 图7为本实施例一智能安全帽中报警模块的示意图；
[0026] 图8为本实施例一智能安全帽中无线通讯终端的示意图；
[0027] 图9为本实施例二操作系统内各个模块的示意图。【具体实施方式】
[0028] 下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0029] 在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0030] 实施例一：
[0031] 如图1，图3和图7所示，本实施例一的优选结构包括帽体，所述的帽体内有主控模块1，监测模块2，定位模块3和报警模块7，其中，主控模块1与各模块之间为电性连接，用于控制帽体内各个模块，监测模块2用于实时数据监测，当监测数据异常时，主控模块1发出报警信号，定位模块3包括用于定位使用者位置的GPS定位器12，报警模块7包括手动报警按钮，报警灯，报警喇叭和被动报警装置，被动报警装置包括撞击力传感器和近电报警器，当报警模块7的手动报警按钮或被动报警装置被触发，或者报警模块7接收到主控模块1 传来的报警信号时，报警灯与报警喇叭同时工作，发出相应的报警。
[0032] 采用上述结构，首先，主控器1用于控制各个模块，与各模块之间为电性连接，使得智能安全帽中各部分能够更系统化地工作，监测模块2用于监测工人和智能安全帽的实时信息，并且当监测的数据异常时，发出报警信号，使得可以及时得知使用者的实时信息和智能安全帽的实时信息，以做好危险预防和及时处理，定位模块3包括用于定位使用者位置的GPS定位器12，使得可以得知使用者所处的实时位置，防止使用者违规运动，报警模块7包括手动报警按钮，报警灯，报警喇叭和被动报警装置，被动报警装置包括撞击力传感器和近电报警器，手动报警为使用者自主报警，使得使用者可以及时通知危险，被动报警装置用于提前危险报警，其中，撞击力传感器在发生撞击时被动报警，防止使用者因撞击昏迷导致无人发现，近电报警器在靠近触电危险区域时被动报警，防止使用者触电，当报警模块7的手动报警按钮或被动报警装置被触发，或者报警模块7接收到主控模块1传来的报警信号时，报警灯与报警喇叭同时工作，发出相应的报警，从而通过发出危险警告，做好进一步的安全防护。
[0033] 为了记录使用者的外部环境，如图4所示，本实施例优选帽体内包括视频模块4，视频模块4包括摄像头13和存储器14，摄像头13所监测到的外部环境数据存储在存储器14内，视频模块4还包括位于其中的
控制器，摄像头13提供
硬件设备，控制器进行
信号处理，存储器14用于存储信息，将使用者所看的外部环境信息采集并记录下来，当事故发生后可通过使用者所看到的景象找出事故原因，且救援时能快速判断使用者所处的外部环境，以做好更佳的救援工作。
[0034] 为了能够进行语音通话，如图5所示，本实施例优选帽体内包括语音模块5，语音模块5包括音频接收器15和音频发送器，音频接收器15用于收听广播和接收通话，音频发送器用于通话时发送使用者的语音信息，语音模块5还包括TTS 音频处理器和储存设备，音频接收器15用于接收广播音频，TTS音频处理器用于将使用者说的话处理成音频信息，音频发送器用于将音频信息发送出去，使得使用者之间可以进行对话，存储设备用于存储音频信息。
[0035] 为了给智能安全帽供给
电能，如图6所示，本实施例优选帽体内包括电源模块6，电源模块6包括用于给帽体充电的光伏板17和检测低电量的低电量检测电路，电源模块6还包括储电装置和供电装置，光伏板17用于光能充电，储电装置用于储电，供电装置供给智能安全帽所需要的电源，低电量检测电路用于检测电量是否充足，当不充足时，发出报警信号，并使报警模块7被动报警。
[0036] 为了实现无线通讯，如图8所示，本实施例优选帽体内包括无线通讯终端8，无线通讯终端8包括用于无线通讯的SIM卡，无线通讯终端8还包括数据传入装置和数据传出装置，数据传入装置用于将SIM卡接受的数据形式转化为可识别数据，数据传出装置用于将要传出的
数据处理为SIM卡需要的数据形式，SIM 卡使得智能安全帽可以进行无线通讯。
[0037] 为了进行实时多方位监测，如图2所示，本实施例优选监测模块2包括用于监测是否离线的离线状态监测电路，用于监测是否静默的静默状态监测电路，用于监测实时体温的体温监测器，监测模块2还包括用于监测是否佩戴的佩戴状态监测电路，当监测的数据异常时，主控模块1发出相应的报警信号，并使报警模块7被动报警。
[0038] 为了防止工人违规运动，如图3所示，本实施例优
选定位模块包括微处理器，微处理器包括工作区域算法9和运动轨迹算法10，通过工作区域算法(9)，微处理器得出工作的区域，当GPS定位器12的定位点离开工作区域时，主控模块1发出报警信号，运动轨迹算法10将GPS定位器12的定位点全部记录下来并拟合为轨迹线，定位模块还包括储存装置11，所述的工作区域算法9为限定二维平面上一块区域的算法，算法得出工作区域的二维坐标区域，GPS定位器 12的定位点也位于二维坐标内，当微处理器得出GPS定位器12的定位点不在所计算出的二维区域内时，发出离开工作区域的报警信号，并使报警模块7被动报警；运动轨迹算法10将定位器12的定位点记录并拟合连成轨迹线，轨迹线数据储存在存储装置11中，将使用者的运动轨迹记录储存起来，当事故发生后可通过使用者运动轨迹找出事故原因。
[0039] 实施例二：
[0040] 如图9所示，本实施例二为一种控制智能安全帽的操作系统，包括显示屏 16，USB接口18，无线传输器19和处理器20，USB接口18用于USB连接，无线传输器19用于和智能安全帽之间进行数据传输，处理器与操作系统中各模块之间为电性连接，且控制各个模块，操作系统所控制的物体为实施例一所述的智能安全帽。
[0041] 采用这种结构，本实施例的操控系统可以远程监测智能安全帽的基本信息以及使用者的基本信息，使得实时了解使用者是否处于危险当中，而且将所有使用者统一起来，智能安全帽的所有信息与使用者的基本信息一一匹配，将所有使用者归档分类，使得管理更加条理化、系统化，从而充分降低事故风险，且当事故发生后，能够快速有效地找到事故原因以及做好事故责任的追究。
[0042] 为了能够自定义工作区域，并且传入智能安全帽的定位模块3内，本实施例优选USB接口18将电子施工图纸传入操作系统，所述操作系统的处理器(20) 计算出工作区域，且将数据通过无线传输器19传入智能安全帽的无线通讯终端 8中，无线通讯终端8通过主控模块1将数据传入定位模块3的微处理器中，通过微处理器中工作区域算法9来限定工作区域，从而使得能够自定义工作区域，丰富了系统的功能，增加了其兼容性和可替换性，使得系统能够使用更多的工作区域。
[0043] 为了能够在操作系统中输入文字信息后，使用者获得信息的方式为从智能安全帽中听到，本实施例优选所述的处理器20包括用于文字转化语音的TTS设备，通过所述的显示屏16输入文字信息，TTS设备处理后转为语音数据，通过无线传输模块19传入智能安全帽的无线通讯终端8中，无线通讯终端8通过主控模块1将数据传入语音模块5的音频接收器15中，从而使得可以通过输入文字而播放广播，并且可以控制播放的时间和次数。
[0044] 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，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的
修改都将包括在
权利要求书的范围中。
