[发明专利]焊接作业无线监测报警系统

摘要

本发明公开了一种焊接作业无线监测报警系统，包括焊接人员安全帽、集成有单片机内核的Zgibee片上系统、光敏传感器及接口电路、反射式红外光电传感器及接口电路、三轴加速度传感器、反射片、第一遮光板、第二遮光板护目镜、手持式面罩、Zigbee模块。本发明结构合理，能及时准确判断从业人员是否使用焊手持面罩或护目镜、是否佩戴安全帽、是否跌倒。

主权项

一种焊接作业无线监测报警系统，其特征是：包括焊接人员安全帽、集成有单片机内核的Zigbee片上系统、光敏传感器及光敏传感器接口电路、反射式红外光电传感器及反射式红外光电传感器接口电路、三轴加速度传感器、反射片、第一遮光板、第二遮光板、护目镜、手持式面罩、Zigbee通讯模块；其中集成有单片机内核的Zigbee片上系统、光敏传感器及光敏传感器接口电路、反射式红外光电传感器及反射式红外光电传感器接口电路、第一遮光板、三轴加速度传感器均安装在焊接人员安全帽上；集成有单片机内核Zigbee片上系统、光敏传感器接口电路、反射式红外光电传感器接口电路、三轴加速度传感器均安装在焊接人员安全帽内；光敏传感器、反射式红外光电传感器、第一遮光板固定安装在焊接人员安全帽外表面；当焊接人员戴上安全帽后，光敏传感器应位于正前方，能够感测焊接人员前方的外界光强；当焊接人员戴上安全帽、戴上护目镜后，反射式红外光电传感器位于正前方，发射管指向护目镜；第一遮光板固定安装在反射式红外光电传感器前方，长度长于反射式红外光电传感器，确保焊接人员前方的光源不会干扰反射式红外光电传感器；如焊接人员佩戴护目镜作为防护用具，护目镜上表面与反射式红外光电传感器相对处，贴上反射片，第二遮光板固定安装在反射片前方，确保焊接人员前方的光源不会经反射片反射到反射式红外光电传感器；在舱室门口放置有Zigbee通讯模块，负责将安全帽中Zigbee片上系统传递的报警信息，通过无线网络输出至监控室；焊接开始及安全帽佩戴检测过程：Zigbee片上系统内的单片机收到光敏传感器信号，确认焊接开始；单片机确认焊接开始后，首先检测焊接人员是否佩戴安全帽；确认方法如下：每个焊接人员佩戴固定的安全帽，单片机中固化有该人员的身份信息，且该安全帽内部有三轴加速度传感器；如果该人员没有戴安全帽，则安全帽位置信息、姿态信息不会改变；如果该人员佩戴了安全帽，则作业中，人体头部的姿态变化会引起三轴加速度传感器有信息输出，由于采用三轴加速度传感器，头部抖动会引起三轴加速度传感器输出；由于焊接作业人员不可能完全静止，因此当人员佩戴上安全帽后，三轴加速度传感器输出的信息是不断变化的；因此可采用单片机实时采集三轴加速度传感器信号，如果发现一段时间内三轴加速度传感器三通道信息均未变化，则可认为对应的焊接人员未佩戴安全帽；单片机在确认焊接开始后，采集三轴加速度传感器信息；三轴加速度传感器可输出X、Y、Z三路模拟量或者数字量信号，如输出模拟量信号，则送入芯片自带的A/D口，如输出数字量信号可直接连接至单片机；单片机每隔一段时间采集一次三轴加速度传感器三通道数据；单片机通过软件设置计数器，计算单片机采集三轴加速度传感器数据的次数，如果达到设定次数三路数据均未改变，则可认为对应的焊接人员未佩戴安全帽；单片机通过Zigbee网络发出该人员身份信息、表征该人员未佩戴安全帽的字符信息，进行远程报警，并由监控室进行记录和管理；如果发现三轴加速度传感器任意一通道数据变化率超过人工设定的阈值，则可判定人员可能摔倒，则同样通过Zigbee进行报警、记录和管理；在每个舱室门口，放置了Zigbee通讯模块，作为中继节点，安全帽中的Zigbee片上系统的单片机将报警信息传输给舱室门口的Zigbee通讯模块，由该通讯模块将信号逐层上传，直至监控室。