一种对城市排水管网井下作业人员风险监测的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种对城市排水管网井下作业人员风险监测的设备，属于监测设备技术领域。本实用新型专利技术通过将有害气体浓度及非周期性波动生物计量指标等能够立刻反馈的及时信号直接反馈给作业人员，使作业人员及时采取相应的避险措施，无需将信号传递至地面上的主控制平台，避免了信号在管道内及地面上之间的信号传输延迟及衰减；针对作业人员的周期性波动的生物计量指标、运动状态数据及作业环境的图像数据，则通过边缘计算模块上传至主控制平台，主控制平台根据这些数据在一段时间内的趋势，下发相应的预警信号至作业人员，使作业人员做出相应的避险措施，本实用新型专利技术提升了对城市排水管网井下作业人员的风险监测的准确度。市排水管网井下作业人员的风险监测的准确度。市排水管网井下作业人员的风险监测的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种对城市排水管网井下作业人员风险监测的设备


[0001]本技术属于监测设备
，更具体地，涉及一种用于城市排水管网井下作业人员风险监测的可穿戴设备。

技术介绍

[0002]排水管网是城市重要基础设施，目前管网运维作业中，不论是检测、清淤还是修复，都是以人工下井作业为主，而排水管网因其长期受污水侵蚀，加之淤泥淤积、空间狭小、气体流通不畅等问题，给作业人员的安全风险带来了极大挑战。对管道内有害气体浓度以及作业人员生理特征情况进行监测，可以有效预防有害气体对工人身体健康造成损伤，突发紧急情况时也可以方便地面作业人员实施救援。
[0003]但目前的市面上的气体监测设备体积庞大，移动性差，无法跟随工人实时移动，更做不到对每个个体进行单独准确地安全与生理监测。
[0004]随着传感器技术、物联网技术、边缘计算技术的不断发展，智能可穿戴设备快速发展。可穿戴设备可以通过嵌入各种生物传感器、运动传感器、气体检测传感器，来监测环境中的气体浓度和人体的生理特征指标，其微型化和便携化的特点可以很好地满足对于安全与生理个体监测的要求。
[0005]但是，由于在排水管道内信号强度比较弱，并且管道内的淤泥等障碍物信号也会有衰减作用，进一步削弱信号强度。现有技术中的可穿戴设备常采用蓝牙、ZigBee等传输方式直接将前端采集的信息传输至后端平台进行数据处理，再给出相应的指令传递至作业人员，不论是前端采集的信息传递至后端平台，还是后端平台下发相应的指令至作业人员均存在较大的信号延迟，对城市排水管网井下作业人员的风险监测不够准确。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的缺陷和改进需求，本技术提供了一种对城市排水管网井下作业人员风险监测的设备，其目的在于提升对城市排水管网井下作业人员风险监测的准确度。
[0007]为实现上述目的，本技术提供了一种对城市排水管网井下作业人员风险监测的设备，包括：信号采集模块、边缘计算模块、网络通讯模块及主控制平台，所述信号采集模块通过所述网络通讯模块与所述边缘计算模块连接，所述边缘计算模块还通过所述网络通讯模块与所述主控制平台连接；
[0008]所述信号采集模块用于采集作业环境中的有害气体浓度数据及图像数据，还用于采集作业人员的周期性波动生物计量指标、非周期性波动生物计量指标及运动状态数据；
[0009]所述边缘计算模块设置在作业人员的工装上，用于根据所述有害气体浓度数据及非周期性波动生物计量指标发送预警信息；并将所述图像数据、周期性波动生物计量指标及运动状态数据上传至所述主控制平台；
[0010]所述主控制平台用于根据所述图像数据、周期性波动生物计量指标及运动状态数
据在一段时间内的趋势信息下发预警信息。
[0011]进一步地，所述信号采集模块包括有害气体监测单元、生理特征监测单元、姿态监测单元、图像采集单元；
[0012]所述有害气体监测单元用于采集作业环境中有害气体浓度数据；
[0013]所述生理特征监测单元用于采集作业人员的周期性波动生物计量指标及非周期性波动生物计量指标；
[0014]所述姿态监测单元，用于采集作业人员的运动状态数据；
[0015]所述图像采集单元，用于采集作业环境中的图像数据。
[0016]进一步地，所述有害气体监测单元包括甲烷传感器、氨气传感器、硫化氢传感器及氧气传感器。
[0017]进一步地，所述非周期性波动生物计量指标包括作业人员的体温数据指标、血氧数据指标；
[0018]所述周期性波动生物计量指标包括作业人员的心电数据指标、血压数据指标。
[0019]进一步地，所述姿态监测单元包括三轴加速度计、三轴陀螺仪及三轴磁传感器。
[0020]进一步地，所述网络通讯模块包括NB
‑
IoT和5G网络，所述信号采集模块通过所述NB
‑
IoT与所述边缘计算模块连接，所述边缘计算模块还通过所述5G网络与所述主控制平台连接。
[0021]进一步地，所述信号采集模块还包括定位单元、语音交互单元、报警器及照明器中的之一或多个。
[0022]进一步地，所述边缘计算模块还用于将所述有害气体浓度数据及非周期性波动生物计量指标上传至所述主控制平台。
[0023]进一步地，所述有害气体监测单元位于作业人员的左大臂外侧，姿态监测单元位于腰部，图像采集单元、语音交互单元、定位单元、报警器及照明器集成于安全帽中，生理特征监测单元位于作业人员的手腕处。
[0024]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0025](1)本技术通过将有害气体浓度数据及非周期性波动生物计量指标等能够立刻反馈的及时信号直接进入边缘计算模块，无需将信号传递至地面上的主控制平台，避免了将信号传递至管道外的主控制平台产生的信号延迟以及管道内障碍物对往返信号的衰减，使作业人员及时采取相应的避险措施，准确度更高；针对作业人员的周期性波动的生物计量指标、运动状态数据及作业环境的图像数据，则通过边缘计算模块上传至主控制平台，主控制平台根据这些数据在一段时间内的趋势信息，下发预警信息，使作业人员做出相应的避险措施，由于上传至主控制平台的是一段时间内的数据信息，并且主控制平台是根据相应数据的趋势信息下发相应的预警信号，对信号延迟及衰减不敏感，从而提升了对城市排水管网井下作业人员的风险监测的准确度。
附图说明
[0026]图1是本技术实施例中的用于城市排水管网井下作业人员风险监测的可穿戴设备的结构示意图；
[0027]图2是本技术实施例中的用于城市排水管网井下作业人员风险监测的可穿戴
设备的功能示意图；
具体实施方式
[0028]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0029]如图1所示，本技术提供的用于城市排水管网井下作业人员风险监测的可穿戴设备，主要包括：信号采集模块、边缘计算模块、网络通讯模块及主控制平台，信号采集模块通过网络通讯模块与边缘计算模块连接，边缘计算模块通过网络通讯模块与主控制平台连接。
[0030]其中，信号采集模块用于采集作业人员及作业环境中的数据，具体包括：有害气体监测单元、生理特征监测单元、姿态监测单元、图像采集单元及定位单元；
[0031]有害气体监测单元，用于采集作业本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对城市排水管网井下作业人员风险监测的设备，其特征在于，包括：信号采集模块、边缘计算模块、网络通讯模块及主控制平台，所述信号采集模块通过所述网络通讯模块与所述边缘计算模块连接，所述边缘计算模块还通过所述网络通讯模块与所述主控制平台连接；所述信号采集模块用于采集作业环境中的有害气体浓度数据及图像数据，还用于采集作业人员的周期性波动生物计量指标、非周期性波动生物计量指标及运动状态数据；所述边缘计算模块设置在作业人员的工装上，用于根据所述有害气体浓度数据及非周期性波动生物计量指标发送预警信息；并将所述图像数据、周期性波动生物计量指标及运动状态数据上传至所述主控制平台；所述主控制平台用于根据所述图像数据、周期性波动生物计量指标及运动状态数据在一段时间内的趋势信息下发预警信息。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述信号采集模块包括有害气体监测单元、生理特征监测单元、姿态监测单元、图像采集单元；所述有害气体监测单元用于采集作业环境中有害气体浓度数据；所述生理特征监测单元用于采集作业人员的周期性波动生物计量指标及非周期性波动生物计量指标；所述姿态监测单元，用于采集作业人员的运动状态数据；所述图像采集单元，用于采集作业环境中的图像数据。3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆汉宾，刘文黎，唐冰，吴俊豪，周星宇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：