基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，包括数据采集模块、数据传输模块、控制模块和自动响应预警模块，数据采集模块包括生理信号传感器、眼动采集摄像头、语音采集麦克风；控制模块包括数据存储单元、数据处理器、辅助管理单元。生理信号传感器包括皮电皮温传感器、心电信号传感器、呼吸信号传感器。利用穿戴式设备实现煤矿员工安全状态的智能识别，提高对安全状态识别的科学性和智能化；引入生理信号这一客观指标，通过客观的人体数据反映煤矿员工真实的状态；利用穿戴式设备的控制模块，实现数据的实时存储、分析和响应，对煤矿员工及时地发出响应预警信息，确保其安全性。

Intelligent recognition and control device for safety status of coal mine employees based on wearable equipment

【技术实现步骤摘要】
基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置
本技术涉及一种基于穿戴式设备的技术，尤其涉及一种基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置。
技术介绍
事故大多是人为事故，事故的发生与人的不安全行为有很大关系，人为失误导致的伤亡事故占伤亡事故总数的70％～90％左右，在煤矿领域更是如此，人的因素成为导致煤矿事故最重要的因素，由于人的失误造成的煤矿事故起数达到总事故起数的96％。人的失误这一因素成为导致生产安全事故最重要的因素，而人的因素中又以人的不安全行为为主要因素。之所以出现不安全行为与个人当时的安全状态密不可分。因此，如果能及时掌握工作人员的安全状态，就可以在一定程度上避免不安全行为的出现。目前，穿戴式设备的应用多数集中在电子产品、身份识别、计算机等高科技领域，在安全领域尚未大量引进和普及，而基于穿戴式设备实现智能识别和自动预警控制能达到较好的效果。故而结合穿戴式设备对人的安全状态进行智能识别和控制相对来说是一个新的思路和方向。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：本技术的基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，包括数据采集模块、控制模块和自动响应预警模块，所述数据采集模块与控制模块之间和所述控制模块与自动响应预警模块之间分别通过数据传输模块连接；所述数据采集模块包括生理信号传感器、眼动采集摄像头、语音采集麦克风；所述控制模块包括数据存储单元、数据处理器、辅助管理单元，所述辅助管理单元包括电源。由上述本技术提供的技术方案可以看出，本技术实施例提供的基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，利用穿戴式设备实现煤矿员工安全状态的智能识别，提高对安全状态识别的科学性和智能化；引入生理信号这一客观指标，通过客观的人体数据反映煤矿员工真实的状态；利用穿戴式设备的控制模块，实现数据的实时存储、分析和响应，对煤矿员工及时地发出响应预警信息，确保其安全性。附图说明图1为本技术实施例提供的基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置的智能识别与控制流程图。图2为本技术实施例中穿戴式设备(一体式服装)的结构示意图。图3为本技术实施例中穿戴式设备的模块示意图。图中：1、眼动采集摄像头，2、语音采集麦克风，301、皮电皮温传感器，302、心电信号传感器，303、呼吸信号传感器，4、控制模块具体实施方式下面将对本技术实施例作进一步地详细描述。本技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本技术的基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，其较佳的具体实施方式是：包括数据采集模块、控制模块和自动响应预警模块，所述数据采集模块与控制模块之间和所述控制模块与自动响应预警模块之间分别通过数据传输模块连接；所述数据采集模块包括生理信号传感器、眼动采集摄像头、语音采集麦克风；所述控制模块包括数据存储单元、数据处理器、辅助管理单元，所述辅助管理单元包括电源。所述生理信号传感器包括皮电皮温传感器、心电信号传感器、呼吸信号传感器。所述眼动采集摄像头包括红外摄像头和普通摄像头，并设有根据环境自动转换亮度单元。所述数据传输模块包括两方面的数据传输，一个是采集到的前端数据通过数据传输路径传至控制模块的数据存储系统，另一个是控制模块的处理器完成对数据的分析处理之后，将结果反馈给自动响应预警模块；所述自动响应预警模块在控制装置作出判断之后，实现煤矿员工的预警与控制；所述眼动采集摄像头主要采集眼动数据，所述语音采集麦克风采集语音数据，所述数据处理主要采用大数据处理分析技术。所述数据处理器对数据的分析处理结果分为三级：一级是处于安全状态，二级是处于过渡状态，三级是处于危险状态；三级结果根据实验或经验按以下原则划分：一级，员工继续工作；二级，员工需要马上休息再工作；三级，需要更换工作人员。所述自动响应预警模块根据控制装置作出判断结果进行以下预警：如果是二级和三级，分别发出立即休息和更换工作人员的语音警报，并通过所述数据传输模块将微量电流传导至人体，使其感受到振动信号，同时把信息上报，实现煤矿员工的预警与控制。所述穿戴式设备为一体式设备，所述皮电皮温传感器设于手套部位，所述心电信号传感器设于靠近心脏的部位，所述呼吸信号传感器设于腰部，所述语音采集麦克风靠近口部设置，所述眼动采集摄像头靠近眼部设置。所述心电信号传感器与穿戴式设备上的渡银织物连接。本技术的基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，主要为解决目前煤矿井下作业人员安全状态的识别与控制问题，实现对作业人员安全状态的智能识别和自动预警控制。基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，主要利用穿戴式设备上布置的生理传感器采集作业人员生理数据，结合语音采集与识别装置采集作业人员语音信息、穿戴式设备的眼动采集摄像头采集眼动数据，数据于中央处理器并利用大数据处理分析技术进行分析处理，进而判断作业员工的安全状态，若采集的数据与设定原始数据之间的差异在阈值范围之外，则实现对作业人员安全状态的预警和控制。如此，可利用采集到的作业人员生理信号数据、语音数据、眼动数据进行集成处理，实现对作业人员安全状态的智能识别与预警控制，进而改善目前依靠安全管理人员及其经验实现对作业人员管控的方式，提高安全管理的科学性和智能化水平。本技术的基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，可以完成对煤矿员工安全状态的智能识别、预警与控制。本技术所述的数据采集模块包括但不仅限于以下数据信息的采集：生理信号传感器采集煤矿员工的生理指标数据(包括但不仅限于采集以下生理指标数据，心电信号、呼吸信号、皮肤导电性、皮肤温度等)，眼动采集摄像头采集到的眼动信息，语音采集麦克风采集煤矿员工的语音信息。本技术所述的控制模块为该技术的核心部分，具体包括但不局限于三个系统：数据存储系统，用于存储采集到的原始数据；数据处理器，用于处理分析数据信息，并完成与预先设定的阈值数据之间的比较，判断煤矿员工是否发生不安全行为；电源等辅助管理系统，用于辅助完成控制模块的核心功能，确保穿戴式服装能正常运行工作，辅助管理系统包括但不仅限于电源控制、错误信息预判、预警信息输出等功能。本技术所述的数据传输模块包括两方面的数据传输，一个是采集到的前端数据通过数据传输路径传至控制模块的数据存储系统，完成数据的存储和保存；另一个是控制模块的处理器完成对数据的分析处理之后，如果采集的数据与预设原始数据之间的差异在阈值范围之外，则通过数据传输模块实现对煤矿员工的预警。本技术所述的自动响应预警模块，是在控制装置作出判断之后，如果确定煤矿员工安全状态不佳，则通过自动响应预警模块实现预警与控制。本技术的优点：(1)利用穿戴式设备实现煤矿员工安全状态的智能识别，提高对安全状态识别的科学性和智能化；(2)最新引入生理信号这一客观指标，通过客观的人体数据反映煤矿员工真实的状态；(3)利用穿戴式设备的控制模块，实现数据的实时存储、分析和响应，对煤矿员工及时地发出响应预警信息，确保其安全性。具体实施例：请参考图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，其特征在于，包括数据采集模块、控制模块和自动响应预警模块，所述数据采集模块与控制模块之间和所述控制模块与自动响应预警模块之间分别通过数据传输模块连接；所述数据采集模块包括生理信号传感器、眼动采集摄像头、语音采集麦克风；所述控制模块包括数据存储单元、数据处理器、辅助管理单元，所述辅助管理单元包括电源。

【技术特征摘要】
1.一种基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，其特征在于，包括数据采集模块、控制模块和自动响应预警模块，所述数据采集模块与控制模块之间和所述控制模块与自动响应预警模块之间分别通过数据传输模块连接；所述数据采集模块包括生理信号传感器、眼动采集摄像头、语音采集麦克风；所述控制模块包括数据存储单元、数据处理器、辅助管理单元，所述辅助管理单元包括电源。2.根据权利要求1所述的基于穿戴式设备对煤矿员工安全状态的智能识别与控制装置，其特征在于，所述生理信号传感器包括皮电皮温传感器、心电信号传感器、呼吸信号传感器。3.根据权利要求2所述的基于穿戴式设...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥春，李琴，何杰，陆卫东，陈志峰，王悦，张博晗，秦逸暄，莫荣杰，石一丁，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，新疆工程学院，
类型：新型
国别省市：北京,11