用于化工园区HSE管理的智能保护鞋系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于化工园区HSE管理的智能保护鞋系统，智能保护鞋的鞋体内置有电源模块、采集控制器、微型电机、无源RFID电子标签，鞋体的底部内置有加速度传感器和压力传感器，用于采集工作人员的脚底压力和步行速度；鞋后跟的上侧置有无源RFID电子标签信息，用于采集人员的身份信息和定位信息；所有采集的信息通过区域内的无线和有线网络传输到HSE服务器，共同用于HSE服务器分析监测工作人员的相关信息，客户端通过有线或无线方式调用和查看HSE服务器中的工作人员的相关信息，可有效获知现场工作人员摔倒或者发生安全事故，提高化工园区现场的安全防护能力，极大的推动了整个化工园区乃至化工行业HSE管理的智能化发展。

Intelligent protective shoe system for HSE management in Chemical Industry Park

The invention relates to a method for intelligent protection system of chemical industry park management HSE shoes, shoe body protection shoes have built-in intelligent power module, data acquisition controller, micro motor, passive RFID tags, the bottom of the shoe body has a built-in acceleration sensor and a pressure sensor for collecting staff plantar pressure and walking speed; heel the upper side of the passive RFID tag information used for identity information and location information acquisition personnel; all through the acquisition of information within the area of wired and wireless network transmission to the HSE server, common HSE server for the analysis of the relevant information monitoring personnel, the client through the relevant information to call a wired or wireless mode and view in the HSE server the staff, can effectively informed staff falls or accidents, improve the chemical industry park site The ability of safety protection has greatly promoted the intelligent development of HSE management in the whole chemical industry park and even the chemical industry.

【技术实现步骤摘要】
用于化工园区HSE管理的智能保护鞋系统
本专利技术涉及一种智能保护鞋系统，特别是涉及一种用于化工园区HSE管理的智能保护鞋系统。
技术介绍
随着中国经济的高速发展，当前国内化工行业的安全生产形势相当严峻，各类重大、特大事故频发，给国家和人民的生命财产造成很大损失。而作为高危险的化工行业，尤其在化工园区，其原材料和产品易燃易爆、有毒有害等特点，重大危险源的数量多等特点，事故突发性强，破坏性大，伤害持久，因此对于健康、安全、环境(HSE)的管理水平的高低，直接决定了化工人员的身心健康和整个化工企业的前途乃至命运。对于大型化工园区而言，一般都是规模较大，由于人员较多，管理方面存在一定难度，很容易产生管理漏洞，引发不必要的管理难题；化工园区本身是易燃易爆地带，很容易发生危险，造成不可挽回的损失和后果，再加之工厂规模较大，如果由于人员管理涣散导致问题的发生，也无从追究责任，使肇事者存在侥幸心理，不加注意，导致问题更加严重，工厂制度将难以得到完善。因此倡导健康、安全、环保（HSE）是化工等行业发展的趋势，科学有效的人员安全管理是HSE管理体系的重中之重。传统的人员安全管理系统，是每隔一段时间依靠人工现场巡检来实现，但此方法费时费力，不但不能连续的监测工作人员的相关信息，还会因人为因素导致监测效果不是特别理想，而且此方法常出现失误，不能良好的对生产现场人员进行安全保护。随着信息技术和智能化技术的不断普及，目前市场上已有了一些方法，通过在传统的保护鞋内内置GPS芯片，但是这种功能比较单一，室内定位非常不精确，用途也比较有限，不适合对场区工作人员进行监测。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种用于化工园区人员HSE管理的智能保护鞋系统，旨在解决传统HSE管理对化工人员无法定位和监测，现有GPS监控定位不精确且功能单一，用途也比较有限，对工作人员不能安全保护的问题。本专利技术解决以上技术问题所采用的技术方案是：一种用于化工园区HSE管理的智能保护鞋系统，包括智能保护鞋、布置在化工区域内的RFID读写器、路由设备、网关设备、中控室的HSE服务器和园区内的客户端，所述智能保护鞋的鞋体内置有电源模块、采集控制器、微型电机、无源RFID电子标签，鞋体的底部内衬内置有加速度传感器和压力传感器，加速度传感器和压力传感器分别与采集控制器相连接，用于采集工作人员的脚底压力和步行速度；电源模块与采集控制器的供电相连接，用于支撑整个智能保护鞋的运行；所述RFID读写器读取智能保护鞋中的无源RFID电子标签信息，用于采集人员的身份信息和定位信息，并将采集的信息通过区域内的无线和有线网络传输到HSE服务器，共同用于HSE服务器分析监测工作人员的脚底压力、步行速度、身份信息和人员定位信息；客户端通过有线或无线方式调用和查看HSE服务器中的工作人员的脚底压力、步行速度、身份信息、人员定位信息，可有效获知现场工作人员摔倒或者发生安全事故，提高化工园区现场的安全防护能力。所述的采集控制器采用高性能、低功耗的位微处理器，位微处理器处理接收到的加速度传感器和压力传感器信号，并通过无线通信模块经路由设备上传给网关设备，网关设备经过协议转换之后，以太网的方式上传到HSE服务器。所述的采集控制器还接收用户通过客户端经无线网络发送的控制信息，驱动输出控制模块，使微型电机实现报警，以警示化工人员已进入危险区域。所述无源RFID电子标签位于鞋后跟的采集控制器上侧，方便与RFID读写器进行通信。本专利技术的有益效果：本专利技术的智能保护鞋系统借助于Zigbee无线网络和RFID技术，可实时对化工园区现场人员的脚底压力、步行速度、身份信息、人员定位等参数进行监测，并将信息传输至HSE服务器。用户通过分析脚底压力数据和步行速度数据的异常变动，可有效获知现场工作人员摔倒或者发生安全事故，进一步提高化工园区现场的安全防护能力。同时，RFID人员定位系统是通过远距离、非接触式采集无源RFID电子标签的信息，实现人员在移动状态下的自动识别，对误入危险区域的工作人员进行管控，提前预知风险，不但保证了工作人员的人身安全，也使化工园区人员HSE管理逐步实现数字化和智能化，对整个化工园区乃至化工行业的智能化HSE管理起到了极大的推动作用。附图说明图1为本专利技术的用于化工园区HSE管理的智能保护鞋系统实施例原理框图；图2为本专利技术的用于化工园区HSE管理的智能保护鞋内采集控制器的原理框图；图3为本专利技术的用于化工园区HSE管理的智能保护鞋的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施过程做详细说明：如图1至图3所示，本专利技术的用于化工园区HSE管理的智能保护鞋系统，除了包括智能保护鞋20的鞋体之外，还包括内置于鞋体的电源模块1、压力传感器2、加速度传感器3、采集控制器4、微型电机5、无源RFID电子标签6、以及布置与化工区域内的RFID读写器7、路由设备8、网关设备9、中控室的HSE服务器10和园区内的客户端11。结合面向现场人员的智能保护鞋的范围要求，本专利技术中压力传感器2采用微型压力传感器组件，加速度传感器3采用三轴加速度传感器，如图3所示，压力传感器2和加速度传感器3内置于在鞋子的底部内衬下面，分别通过特制导线与采集控制器4相连接。电源模块1与采集控制器4的供电相连接，用于支撑整个智能保护鞋设备的运行。无源RFID电子标签6位于鞋后跟的控制器上侧，方便与RFID读写器7进行通信。如图2所示，在本专利技术中，所述的采集控制器4包括采集输入模块、控制输出模块、CPU处理模块和无线通信模块，其中，CPU处理模块主要进行数据采集、通信和控制功能，因此需要一定的处理能力，结合功耗和价格等因素考虑，这里，我们采用Cortex-M内核的高性能、低功耗的32位微处理器微处理器LPC1114FBD48。采集输入模块主要采集压力传感器2和加速度传感器3输出的模拟信号，通过内置于CPU的AD转换功能实现模拟信号与数字信号的转换，无线通信模块与CPU处理模块之间通过串口的方式进行电连接，主要实现对采集数据的无线上传至路由设备8，路由设备8主要对传输信号进行中继，并最终无线上传到无线网关设备9，无线网关设备9通过内部的协议转换，把信息以以太网的方式输送到HSE服务器10。与此同时，内置在化工区域内的RFID读写器7通过远距离、非接触式采集智能保护鞋后跟正上方的无源RFID电子标签，并将相关的身份信息和位置信息也上传到HSE服务器，共同用于HSE服务器10分析监测工作人员的脚底压力、步行速度、身份信息、人员定位信息，客户端11可通过有线或无线方式调用和查看HSE服务器中的工作人员的脚底压力、步行速度、身份信息、人员定位信息，可有效获知现场工作人员摔倒或者发生安全事故，提高化工园区现场的安全防护能力。人力资源部门可通过对获取信息的分析确定当日上班人员，不但方便的实现了对工作人员的数字化管理，还减少了化工现场监督的人力。为了防止工作人员误入化工园区内危险的区域，采集控制器4还接收通过HSE服务器10发来的控制指令，驱动微型电机5进行自我预警，保证工作人员的人身安全。为了更明确、更直观的查看人员的加速度、压力、定位等信息，在监控系统的HSE服务器10上安装有专门的组态软件。通过调用实时查看窗口，用户可以实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于化工园区HSE管理的智能保护鞋系统，包括智能保护鞋（20）、布置在化工区域内的RFID读写器（7）、路由设备（8）、网关设备（9）、中控室的HSE服务器（10）和园区内的客户端（11），其特征在于：所述智能保护鞋的鞋体内置有电源模块（1）、采集控制器（4）、微型电机（5）、无源RFID电子标签（6），鞋体的底部内衬内置有加速度传感器（3）和压力传感器（2），加速度传感器（3）和压力传感器（2）分别与采集控制器（4）相连接，用于采集工作人员的脚底压力和步行速度；电源模块（1）与采集控制器（4）的供电相连接，用于支撑整个智能保护鞋的运行；所述RFID读写器（7）读取智能保护鞋中的无源RFID电子标签（5）信息，用于采集人员的身份信息和定位信息；并将采集的信息通过区域内的无线和有线网络传输到HSE服务器，共同用于HSE服务器分析监测工作人员的脚底压力、步行速度、身份信息和人员定位信息；客户端（11）通过有线或无线方式调用和查看HSE服务器（10）中的工作人员的脚底压力、步行速度、身份信息、人员定位信息，可有效获知现场工作人员摔倒或者发生安全事故，提高化工园区现场的安全防护能力。

【技术特征摘要】
1.一种用于化工园区HSE管理的智能保护鞋系统，包括智能保护鞋（20）、布置在化工区域内的RFID读写器（7）、路由设备（8）、网关设备（9）、中控室的HSE服务器（10）和园区内的客户端（11），其特征在于：所述智能保护鞋的鞋体内置有电源模块（1）、采集控制器（4）、微型电机（5）、无源RFID电子标签（6），鞋体的底部内衬内置有加速度传感器（3）和压力传感器（2），加速度传感器（3）和压力传感器（2）分别与采集控制器（4）相连接，用于采集工作人员的脚底压力和步行速度；电源模块（1）与采集控制器（4）的供电相连接，用于支撑整个智能保护鞋的运行；所述RFID读写器（7）读取智能保护鞋中的无源RFID电子标签（5）信息，用于采集人员的身份信息和定位信息；并将采集的信息通过区域内的无线和有线网络传输到HSE服务器，共同用于HSE服务器分析监测工作人员的脚底压力、步行速度、身份信息和人员定位信息；客户端（11）通过有线或无线方式调用和查看HSE服务器（10...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂煊，刘典勇，侯建勤，焦美萍，徐东，
申请(专利权)人：上海工业自动化仪表研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31