一种智能安全帽制造技术

本发明专利技术为一种智能安全帽，包括电池模块、MCU、检测模块、定位模块、LoRaWAN通信模块和语音输出模块，所述电池模块为整个智能安全帽供电，MCU分别与检测模块、定位模块、通信模块和语音输出模块相连。本发明专利技术的优点是：设有定位模块，管理者能够直观得了解现场有多少工人，有效的了解人员动向；设有检测模块，管理者能够了解到现场各个员工的身体状况，能够防止因身体状况不佳造成的事故，以及能够及时发现处于危险状况下的员工；采用LoRaWAN通信模块，无线通信距离远、功耗低、抗干扰性强。

A kind of intelligent safety helmet

【技术实现步骤摘要】
一种智能安全帽
本专利技术涉及一种安全帽，尤其涉及一种智能安全帽。
技术介绍
随着互联网和物联网的发展，各行各业都在进行着智能化的改造，安全帽行业也是如此，针对不同的应用场景都做出了不同的改造，如基于ZigBee技术的矿井智能头盔、基于ARM11和DSP协作视频流处理技术的3G视频安全帽等。上述智能头盔和安全帽能够实现远程通信，对于基于ZigBee技术的矿井智能头盔，其存有以下不足之处：1.ZigBee信号很容易受干扰，使得通信质量差；2.ZigBee属于一种近距离的通信技术，如果在大范围的施工工地或区域，想采用此技术的安全头盔，着需要架设很多的数据采集网关，来解决距离近的问题；3.自身没有国际协议标准，在开发过程和系统建设过程中，需要自己去设计和定义一套庞大的通信协议，来解决防碰撞、数据加解密等一些列的问题。而基于ARM11和DSP协作视频流处理技术的3G视频安全帽则存有以下不足之处，1.3G/4G和视频的组合需要很大的功耗，如果一块小体积的普通电池，很难维持长时间的工作，如果电池大了，则会增加重量，超过安全帽的重量标准给佩戴者带来很大的负担；2.3G/4G需要支付额外的数据流量费，尤其是在加入视频传输后，则需要很大的流量来支撑，则最后会产生很高昂的费用；3.3G/4G需要运营商架设的基站覆盖，在偏远的施工现场和特殊环境，信号往往会很差，此时视频信号将无法传输。
技术实现思路
本专利技术主要解决了上述问题，提供了一种不易受干扰、功耗低、通信距离远、具有身体状况检测的智能安全帽。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是,一种智能安全帽，包括电池模块、MCU、检测模块、定位模块、LoRaWAN通信模块和语音输出模块，所述电池模块为整个智能安全帽供电，MCU分别与检测模块、定位模块、通信模块和语音输出模块相连。LoRaWAN通信模块能够提供远距离、低功耗、抗干扰性强的无线通信功能，定位模块提供GPS定位功能，便于相关管理人员管理现场佩戴了该智能安全帽的施工人员，检测模块能够获取佩戴者的心率和疲劳度信息，起预防危险和及时发现事故的作用，语音输出模块用于提示和通知施工人员。作为上述方案的一种优选方案，所述定位模块包括芯片U8、电阻R41、R42、R43、R44、R45，电容C41、C42、C43、C44、C45，电感L4和天线E1，所述芯片U8第二管脚通过电阻R41与MCU第十二管脚相连，芯片U8第三管脚通过电阻R42与MCU第十三管相连，芯片U8第六管脚分别接电压VCC_RF和电容C42第一端，电容C42第一端接地GND，芯片U8第七、第八管脚相连，第七、第八管脚相连处分别与电压VCC_RF和电容C45第一端相连，电容C45第二端接地GND，芯片U8第九管脚通过电阻R45与MCU第二十五管脚相连，芯片U8第十一管脚分别与电感L4第一端、电容C43第一端和电阻R44第一端相连，电感L4第二端分别与电容C41第一端和电阻R43第一端相连，电阻R43第二端接芯片U8第十四管脚，电容C41第二端接地GND，电容C43第二端接地GND，电阻R44第二端分别接天线E1和电容C44第一端，电容C44第二端接地GND。作为上述方案的一种优选方案，所述LoRaWAN通信模块包括芯片U9、电阻R46、R47、R48、R49，电容C46、C47、C48、C49，双向二极管D5和天线座P4，所述芯片U9第五管脚与MCU第二十九管脚相连，芯片U9第十二管脚分别与电阻R49第一端和电容C49第一端相连，电阻R49第二端接电压VCC_RF，电容C49第二端接地，芯片U9第十七管脚接MCU第二十八管控，芯片U9第二十九管脚接MCU第二十七管脚，芯片U9第三十三管脚分别与电容C48第一端和电阻R48第一端相连，电容C48第二端接地，电阻R48第二端分别接电容C47第一端、双向二极管D5第一端和电阻R47第一端，电容C47第二端和双向二极管D5第二端均接地GND，电阻R47第二端接天线座P4，芯片U9第四十三、四十四管脚相连，第四十三、四十四管脚相连处分别与电压VCC_RF和电容C46第一端，电容C46第二端接地GND，芯片U9第四十五、五十、五十一、五十二、五十三管脚依次与MCU第二十六、三十四、三十七、二十二、二十一管脚相连，芯片U9第五十八管脚接电阻R46第一端，电阻R46第二端接地GND。作为上述方案的一种优选方案，所述电压VCC_FR由通信及GPS供电电路提供，所述通信及GPS供电电路包括电容C29、C30、C31、C32、C33、C39、C40，电感L2、场效应管Q4、电阻R39、R40和线性稳压器U6，所述线性稳压器U6第一管脚分别与电池输出端、电容C32第一端和电容C33第一端向连，电容C32第二端和C33第二端均接地GND，线性稳压器U6第一管脚接地GND，线性稳压器U6第三管脚分别与电容C29第一端、C30第一端、C31第一端和电感L2第一端相连，电容C29第二端、电容C30第二端和电容C31第二端均接地，电感L2第二端与场效应管Q4源极相连，场效应管Q4栅极分别与电阻R39第一端和电阻R40第一端相连，电阻R39第二端与MCU第三十三管脚相连，电阻R40第二端接地，场效应管Q4漏极输出电压VCC_RF，场效应管Q4漏极还分别与电容C40第一端和电容C39第一端相连，电容C40第二端和电容C39第二端均接地GND。作为上述方案的一种优选方案，所述电池模块包括电池充电电路、电池和电池输出电路，所述电池输出电路包括电容C34、C35、C36、C37、C38，电感L3和线性稳压器U7，所述线性稳压器U7第一管脚分别与电池输出端、电容C36第一端和电容C37第一端向连，电容C36第二端和C37第二端均接地GND，线性稳压器U7第一管脚接地GND，线性稳压器U7第三管脚分别与电容C34第一端、C35第一端、C38第一端和电感L3第一端相连，电容C34第二端、电容C35第二端和电容C38第二端均接地，电感L3第二端输出电压VCC-3V。作为上述方案的一种优选方案，所述语音输出模块包括电阻R20、R21、R28、R35，电容C26，芯片U5、场效应管Q2和扬声器座P2，所述芯片U5第一管脚接电阻R28第一端，电阻R28第二端接MCU第二十六管脚，芯片U5第三管脚接MCU第三十九管脚，芯片U5第四管脚接电阻R35第一端，电阻R35第二端接扬声器座P2，芯片U5第五管脚接扬声器座P2，芯片U5第六管脚分别接电容C26第一端和场效应管Q2漏极，电容C26第二端分别接地GND和芯片U5第七管脚，场效应管Q2源极接电压VCC-3V，超效应管Q2栅极分别接电阻R29第一端和电阻R21第一端，电阻R20第二端接地GND，电阻R21第二端接MCU第三十八管脚。作为上述方案的一种优选方案，所述检测模块采用包括心率与疲劳度检测芯片HCEEG-FMO1，该芯片通过串口与MCU通信。作为上述方案的一种优选方案，所述MCU采用型号为STM32L071CBT6的单片机。本专利技术的优点是：设有定位模块，管理者能够直观得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能安全帽，其特征是：包括电池模块（1）、MCU（2）、检测模块（3）、定位模块（4）、LoRaWAN通信模块（5）和语音输出模块（6），所述电池模块为整个智能安全帽供电，MCU分别与检测模块、定位模块、通信模块和语音输出模块相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能安全帽，其特征是：包括电池模块（1）、MCU（2）、检测模块（3）、定位模块（4）、LoRaWAN通信模块（5）和语音输出模块（6），所述电池模块为整个智能安全帽供电，MCU分别与检测模块、定位模块、通信模块和语音输出模块相连。


2.根据权利要求1所述的一种智能安全帽，其特征是：所述定位模块包括芯片U8、电阻R41、R42、R43、R44、R45，电容C41、C42、C43、C44、C45，电感L4和天线E1，所述芯片U8第二管脚通过电阻R41与MCU第十二管脚相连，芯片U8第三管脚通过电阻R42与MCU第十三管相连，芯片U8第六管脚分别接电压VCC_RF和电容C42第一端，电容C42第一端接地GND，芯片U8第七、第八管脚相连，第七、第八管脚相连处分别与电压VCC_RF和电容C45第一端相连，电容C45第二端接地GND，芯片U8第九管脚通过电阻R45与MCU第二十五管脚相连，芯片U8第十一管脚分别与电感L4第一端、电容C43第一端和电阻R44第一端相连，电感L4第二端分别与电容C41第一端和电阻R43第一端相连，电阻R43第二端接芯片U8第十四管脚，电容C41第二端接地GND，电容C43第二端接地GND，电阻R44第二端分别接天线E1和电容C44第一端，电容C44第二端接地GND。


3.根据权利要求1所述的一种智能安全帽，其特征是：所述LoRaWAN通信模块包括芯片U9、电阻R46、R47、R48、R49，电容C46、C47、C48、C49，双向二极管D5和天线座P4，所述芯片U9第五管脚与MCU第二十九管脚相连，芯片U9第十二管脚分别与电阻R49第一端和电容C49第一端相连，电阻R49第二端接电压VCC_RF，电容C49第二端接地，芯片U9第十七管脚接MCU第二十八管控，芯片U9第二十九管脚接MCU第二十七管脚，芯片U9第三十三管脚分别与电容C48第一端和电阻R48第一端相连，电容C48第二端接地，电阻R48第二端分别接电容C47第一端、双向二极管D5第一端和电阻R47第一端，电容C47第二端和双向二极管D5第二端均接地GND，电阻R47第二端接天线座P4，芯片U9第四十三、四十四管脚相连，第四十三、四十四管脚相连处分别与电压VCC_RF和电容C46第一端，电容C46第二端接地GND，芯片U9第四十五、五十、五十一、五十二、五十三管脚依次与MCU第二十六、三十四、三十七、二十二、二十一管脚相连，芯片U9第五十八管脚接电阻R46第一端，电阻R46第二端接地GND。


4.根据权利要求2或3所述的一种智能安全帽，其特征是：所述电压VCC_FR由通信及GPS供电电路提供，所述通信及GP...

【专利技术属性】
技术研发人员：章玺，徐毅，华高坚，
申请(专利权)人：浙江利尔达物芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33