智能安全帽、智能安全帽通信系统和智能安全帽通信方法技术方案

本发明专利技术涉及一种智能安全帽、智能安全帽通信系统和智能安全帽通信方法，包括：安全帽本体，设置在所述安全帽本体上的控制器、信号输入装置、信号输出装置和LoRa网关，所述信号输入装置和所述信号输出装置电连接所述控制器，所述控制器电连接所述LoRa网关；不同的智能安全帽上的所述LoRa网关彼此通信；所述信号输入装置接收第一信号并将所述第一信号发送给所述控制器，所述控制器通过所述LoRa网关发送所述第一信号；所述控制器通过所述LoRa网关接收第二信号，并将所述第二信号发送给所述信号输出装置，所述信号输出装置输出所述第二信号。在本发明专利技术中，通信数据无需依赖公网即可传输，因此投资小、通信质量好且安全性高。通信质量好且安全性高。通信质量好且安全性高。

【技术实现步骤摘要】
智能安全帽、智能安全帽通信系统和智能安全帽通信方法


[0001]本专利技术涉及智能安全帽领域，更具体地说，涉及一种智能安全帽、智能安全帽通信系统和智能安全帽通信方法。

技术介绍

[0002]安全帽是工程施工、运维和生产中必备的装备。使得安全帽具备通信功能，现有技术在安全帽上设置了无线通信装置，使得使用者可以利用安全帽进行通信。但这种安全帽通信，其原理是利用现有的公网进行通信，需要将安全帽通过4G网络或WiFi与因特网连接。然而该方案存在以下缺陷：1)需要专门铺设与公网连通的光纤或信号塔，固定投资大；2)通信时的数据完全通过公网传输，对于公网信号较差的地方，通信质量也较差；3)采用中心化运行，通信数据通过路由器或信号塔等少数几个节点实现节点间数据的传输，一旦路由器或信号塔损坏，将导致通信大范围阻断，安全性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种智能安全帽、智能安全帽通信系统和智能安全帽通信方法，其中通信数据无需依赖公网即可传输，因此投资小、通信质量好且安全性高。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能安全帽，包括：安全帽本体，设置在所述安全帽本体上的控制器、信号输入装置、信号输出装置和LoRa网关，所述信号输入装置和所述信号输出装置电连接所述控制器，所述控制器电连接所述LoRa网关；不同的所述智能安全帽上的所述LoRa网关彼此通信；
[0005]所述信号输入装置接收第一信号并将所述第一信号发送给所述控制器，所述控制器通过所述LoRa网关发送所述第一信号；所述控制器通过所述LoRa 网关接收第二信号，并将所述第二信号发送给所述信号输出装置，所述信号输出装置输出所述第二信号。
[0006]在本专利技术所述的智能安全帽中，进一步包括设置在所述安全帽本体上的北斗定位通信模块，所述北斗定位通信模块与所述控制器电连接且通过北斗报文无线通信连接云平台；
[0007]所述北斗定位通信模块定位其所在的所述安全帽本体并将个体定位信息发送给所述云平台；所述云平台汇总全部的所述个体定位信息以生成汇总定位信息并通过北斗报文将所述汇总定位信息发送给所述北斗定位通信模块；
[0008]所述控制器从所述北斗定位通信模块接收所述个体定位信息和所述汇总定位信息并基于所述个体定位信息和所述汇总定位信息选择位于设定范围内的其他所述智能安全帽的所述LoRa网关作为可通信LoRa网关并控制所述 LoRa网关仅接收来自所述可通信LoRa网关的通信数据。
[0009]在本专利技术所述的智能安全帽中，所述信号输入装置包括语音输入模块、手势输入模块和/或文字输入模块，所述信号输出装置包括声音输出模块和/或显示模块。
[0010]在本专利技术所述的智能安全帽中，所述语音输入模块包括麦克风，所述手势输入模块包括摄像头，所述文字输入模块包括触摸屏，所述声音输出模块包括耳机或者扬声器，所述显示模块包括显示屏或投影灯。
[0011]本专利技术解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种智能安全帽通信系统，包括：多个智能安全帽；每个所述智能安全帽包括安全帽本体、设置在所述安全帽本体上的控制器、信号输入装置、信号输出装置和LoRa网关，所述信号输入装置和所述信号输出装置电连接所述控制器，所述控制器电连接所述LoRa网关；不同的所述智能安全帽上的不同LoRa网关彼此通信；
[0012]每个所述信号输入装置接收第一信号并将所述第一信号发送给与其电连接的所述控制器，所述控制器通过与其电连接的所述LoRa网关向其他所述 LoRa网关发送所述第一信号；
[0013]每个所述控制器通过与其电连接的所述LoRa网关从其他所述LoRa网关接收第二信号，并将所述第二信号发送给与其电连接的所述信号输出装置，所述信号输出装置输出所述第二信号。
[0014]在本专利技术所述的智能安全帽通信系统中，每个所述智能安全帽进一步包括设置在所述安全帽本体上的北斗定位通信模块，所述北斗定位通信模块与位于同一所述安全帽本体上的所述控制器电连接；
[0015]所述的智能安全帽通信系统进一步包括通过北斗报文与每个所述北斗定位通信模块无线通信连接的云平台；
[0016]每个所述北斗定位通信模块定位其所在的所述安全帽本体并将个体定位信息发送给所述云平台，所述云平台汇总全部的所述个体定位信息以生成汇总定位信息并通过北斗报文将所述汇总定位信息发送给每个所述北斗定位通信模块；
[0017]每个所述控制器从与其电连接的所述北斗定位通信模块接收所述个体定位信息和所述汇总定位信息并基于所述个体定位信息和所述汇总定位信息选择位于设定范围内的其他所述智能安全帽的所述LoRa网关作为可通信LoRa 网关并控制与其电连接的所述LoRa网关仅接收来自所述可通信LoRa网关的通信数据。
[0018]在本专利技术所述的智能安全帽通信系统中，所述云平台包括组网判断模块、距离矩阵表生成模块，开销矩阵列表生成模块、最小开销链路生成模块和通信模块；
[0019]所述组网判断模块用于判断是否是对多个所述LoRa网关进行第一次组网，如果是则生成组网信号，否则判断多个所述LoRa网关的坐标变化是否大于设定值，如果是同样生成所述组网信号，否则生成直接通信信号；
[0020]所述距离矩阵表生成模块用于基于所述组网信号接收多个所述LoRa网关的网关坐标，并基于所述网关坐标生成距离矩阵表；
[0021]所述开销矩阵列表生成模块用于基于所述组网信号接收每个所述LoRa网关向位于设定通信距离内的其他所述LoRa网关发送测试数据包并在接收到所述测试数据包后返回应答数据包过程中的发送接收时间差，并基于所述发送接收时间差生成开销矩阵列表；
[0022]所述最小开销链路生成模块用于基于所述组网信号和所述开销矩阵列表，通过最短路径法计算每个所述LoRa网关通向任一其他LoRa网关的最小开销链路；
[0023]所述通信模块用于基于所述组网信号控制多个所述LoRa网关之间利用所述最小
开销链路生成模块当前生成的最小开销链路进行通信或基于所述直接通信信号利用所述最小开销链路生成模块上次生成的最小开销链路进行通信；
[0024]其中在判定是对多个所述LoRa网关进行第一次组网时，将各个所述LoRa 网关在无障碍平地上的最远有效通信距离作为所述设定通信距离，否则将上一次组网的最远有效通信距离作为所述设定通信距离，并且在生成所述开销矩阵列表和所述距离矩阵表后更新所述距离矩阵表。
[0025]在本专利技术所述的智能安全帽通信系统中，当任一所述LoRa网关的坐标变化使得上一次组网的所述设定通信距离内的任意一个所述LoRa网关脱离所述设定通信距离时，所述组网判断模块判定多个所述LoRa网关的坐标变化大于设定值。
[0026]本专利技术解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种智能安全帽通信方法，应用于多个智能安全帽，每个所述智能安全帽包括安全帽本体、设置在所述安全帽本体上的控制器、信号输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能安全帽，特征在于，包括：安全帽本体，设置在所述安全帽本体上的控制器、信号输入装置、信号输出装置和LoRa网关，所述信号输入装置和所述信号输出装置电连接所述控制器，所述控制器电连接所述LoRa网关；不同的所述智能安全帽上的所述LoRa网关彼此通信；所述信号输入装置接收第一信号并将所述第一信号发送给所述控制器，所述控制器通过所述LoRa网关发送所述第一信号；所述控制器通过所述LoRa网关接收第二信号，并将所述第二信号发送给所述信号输出装置，所述信号输出装置输出所述第二信号。2.根据权利要求1所述的智能安全帽，其特征在于，进一步包括设置在所述安全帽本体上的北斗定位通信模块，所述北斗定位通信模块与所述控制器电连接且通过北斗报文无线通信连接云平台；所述北斗定位通信模块定位其所在的所述安全帽本体并将个体定位信息发送给所述云平台；所述云平台汇总全部的所述个体定位信息以生成汇总定位信息并通过北斗报文将所述汇总定位信息发送给所述北斗定位通信模块；所述控制器从所述北斗定位通信模块接收所述个体定位信息和所述汇总定位信息并基于所述个体定位信息和所述汇总定位信息选择位于设定范围内的其他所述智能安全帽的所述LoRa网关作为可通信LoRa网关并控制所述LoRa网关仅接收来自所述可通信LoRa网关的通信数据。3.根据权利要求2所述的智能安全帽，其特征在于，所述信号输入装置包括语音输入模块、手势输入模块和/或文字输入模块，所述信号输出装置包括声音输出模块和/或显示模块。4.根据权利要求3所述的智能安全帽，其特征在于，所述语音输入模块包括麦克风，所述手势输入模块包括摄像头，所述文字输入模块包括触摸屏，所述声音输出模块包括耳机或者扬声器，所述显示模块包括显示屏或投影灯。5.一种智能安全帽通信系统，其特征在于，包括：多个智能安全帽；每个所述智能安全帽包括安全帽本体、设置在所述安全帽本体上的控制器、信号输入装置、信号输出装置和LoRa网关，所述信号输入装置和所述信号输出装置电连接所述控制器，所述控制器电连接所述LoRa网关；不同的所述智能安全帽上的不同LoRa网关彼此通信；每个所述信号输入装置接收第一信号并将所述第一信号发送给与其电连接的所述控制器，所述控制器通过与其电连接的所述LoRa网关向其他所述LoRa网关发送所述第一信号；每个所述控制器通过与其电连接的所述LoRa网关从其他所述LoRa网关接收第二信号，并将所述第二信号发送给与其电连接的所述信号输出装置，所述信号输出装置输出所述第二信号。6.根据权利要求5所述的智能安全帽通信系统，其特征在于，每个所述智能安全帽进一步包括设置在所述安全帽本体上的北斗定位通信模块，所述北斗定位通信模块与位于同一所述安全帽本体上的所述控制器电连接；所述的智能安全帽通信系统进一步包括通过北斗报文与每个所述北斗定位通信模块无线通信连接的云平台；每个所述北斗定位通信模块定位其所在的所述安全帽本体并将个体定位信息发送给
所述云平台，所述云平台汇总全部的所述个体定位信息以生成汇总定位信息并通过北斗报文将所述汇总定位信息发送给每个所述北斗定位通信模块；每个所述控制器从与其电连接的所述北斗定位通信模块接收所述个体定位信息和所述汇总定位信息并基于所述个体定位信息和所述汇总定位信息选择位于设定范围内的其他所述智能安全帽的所述LoRa网关作为可通信LoRa网关并控制与其电连接的所述LoRa网关仅接收来自所述可通信LoRa网关的通信数据。7.根据权利要求5或6所述的智能安全帽通信系统，其特征在于，所述云平台包括组网判断模块、距离矩阵表生成模块，开销矩阵列表生成模块、最小开销链路生成模块和通信模块；所述组网判断模块用于判断是否是对多个所述LoRa网关进行第一次组网，如果是则生成组网信号，否则判断多个所述LoRa网关的坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：许超钤，尚润平，
申请(专利权)人：深圳市智辰定位技术有限公司，
类型：发明
国别省市：