[实用新型]基于多传感器的船舶修造人员安全帽佩戴监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于多传感器的船舶修造人员安全帽佩戴监测系统。

背景技术

船舶修造行业属于劳动力和技术密集型行业，在船体建造中，焊接工时约占船体建造总工时的30%～40%，焊接成本占船体建造总成本的30%～50%。船舶焊接工作量很大，万吨级油船对接焊缝在20KM左右；十万吨级油船，对接焊缝在50KM左右；此外，万吨级集装箱船、散装货船、汽车运输船等大型船舶，对接焊缝在长达30KM左右。

我国船舶修造行业属于高危行业，事故频发，造成人员财产损失。为保障从业人员安全，需佩戴安全帽以防止高空坠物、作业坠落等造成的危险。但是从业人员不遵守安全规定，擅自不戴安全帽作业情况屡屡发生。本专利，设计了基于反射式红外传感器、三轴加速度传感器与摄像头的安全帽佩戴监测系统，可有效监测不佩戴安全帽等情况，并实时报警，保障从业人员人身安全。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构合理，工作性能好的基于多传感器的船舶修造人员安全帽佩戴监测系统。

本实用新型的技术解决方案是：

一种基于多传感器的船舶修造人员安全帽佩戴监测系统，其特征是：包括安全帽体，安全帽体的内部顶端设置用于感测人体头顶的反射式红外光电传感器，在安全帽体上固定安装三轴加速度传感器；集成有单片机内核的Zigbee片上系统、反射式红外光电传感器接口电路、三轴加速度传感器接口电路均安装在焊接人员安全帽内；在船舶舱室顶部装有摄像头和驱动摄像头工作的第一zigbee模块，在舱门处安装有将图像信息通过无线网络输出至监控室的第二zigbee模块；反射式红外光电传感器、三轴加速度传感器分别通过反射式红外光电传感器接口电路、三轴加速度传感器接口电路与集成有单片机内核的Zigbee片上系统连接，集成有单片机内核的Zigbee片上系统与第一zigbee模块连接，第一zigbee模块与第二zigbee模块连接，第一zigbee模块将摄像头拍摄的图像传输给第二zigbee模块。

本实用新型结构合理，工作性能好。有益效果主要表现在：

通用性强。针对船舶修造中最常用的安全帽进行监测，可有效监测作业人员作业时，不戴安全帽、的违规操作现象。并通过三轴加速度传感器，可有效检测人员的异常情况。

成本低、功能强。采用廉价的光电等传感器。采用带有单片机内核的Zigbee片上系统实现信息处理。具有高性价比。

智能化能度高。采用红外光电传感器、三轴加速度传感器多传感器进行检测，通过对多传感器信息的综合分析，得到作业人员作业过程中安全帽佩戴情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

一种基于多传感器的船舶修造人员安全帽佩戴监测系统，包括安全帽体1，安全帽体的内部顶端设置用于感测人体头顶的反射式红外光电传感器2，在安全帽体上固定安装三轴加速度传感器3；集成有单片机内核的Zigbee片上系统4、反射式红外光电传感器接口电路5、三轴加速度传感器接口电路6均安装在焊接人员安全帽内；在船舶舱室顶部装有摄像头7和驱动摄像头工作的第一zigbee模块8，在舱门处安装有将图像信息通过无线网络输出至监控室的第二zigbee模块9；反射式红外光电传感器、三轴加速度传感器分别通过反射式红外光电传感器接口电路、三轴加速度传感器接口电路与集成有单片机内核的Zigbee片上系统连接，集成有单片机内核的Zigbee片上系统与第一zigbee模块连接，第一zigbee模块与第二zigbee模块连接，第一zigbee模块将摄像头拍摄的图像传输给第二zigbee模块。

采用Zigbee片上系统内部的有单片机内核，对反射式红外光电传感器、三轴加速度传感器状态进行循环采样，不断检测。当检测到红外传感器的接收管没有接收到反射光，则可初步判定作业人员没有佩戴安全帽。但采用单红外传感器，存在不可靠性（如作业人员头型差异造成帽子未完全戴入等情况），因此再通过单片机判定三轴加速度传感器状态，如果三轴加速度传感器输出信息没有变化，则可判定帽子没有运动。则通过单片机检测到红外光电传感器接收管没有反射光，且帽子没有运动两种情况同时存在时，则可判断作业人员没有佩戴安全帽。则由Zigbee片上系统发出信息给第一Zigbee模块，由第一Zigbee模块驱动摄像头拍摄船舱照片，并由第一Zigbee模块将船舱照片传输给第二Zigbee模块，由第二Zigbee模块将图像信息通过无线网络输出至监控室，由监控室管理人员判定现场情况并执行管理。

采用Zigbee片上系统内部的有单片机内核，对反射式红外光电传感器、三轴加速度传感器状态进行循环采样，不断检测。当检测到红外传感器的接收管接收到反射光，则可判定作业人员佩戴了安全帽。再通过单片机判定三轴加速度传感器状态，如果三轴加速度传感器输出信息长时间没有变化（如连续30秒钟检测都没有变化），则说明帽子长时间没有运动。则可判断作业人员虽然佩戴安全帽，但可能工作时休息，或者发生事故造成不能运动。则由Zigbee片上系统发出信息给第一Zigbee模块，由第一Zigbee模块驱动摄像头拍摄船舱照片，并由第一Zigbee模块将船舱照片传输给第二Zigbee模块，由第二Zigbee模块将图像信息通过无线网络输出至监控室，由监控室管理人员判定现场情况并执行管理。