本发明涉及安全帽技术领域，尤其涉及一种智能安全帽。
背景技术：
在电力系统中，由于大多数设备带电运行，在运行操作、设备检修、工程施工过程中如果违反安全工作规定很容易导致触电事故，对于一次设备而言，靠近运行间隔可能危及人身安全，对于二次带电设备，误碰运行装置可能会导致保护误跳闸，所以在上述施工过程中防止靠近带电体是非常重要的，而目前在电力施工过程中，仍时有不熟悉电力系统现场情况和安全操作规范的人员误触电的情况发生，目前市面上大多数安全帽仅能提供防止人头部受坠落物或其他因素引起的伤害，无法对接近带电体进行安全提示，功能较为单一，有待于改进。
技术实现要素：
鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能安全帽，以克服或至少部分解决现有技术中安全帽所存在的上述问题。
一种智能安全帽，包括安全帽本体，所述安全帽本体上设置有控制盒、音频采集部件、音频播放部件、图像采集部件、近电报警部件和照明部件，所述控制盒内设置有主控单片机、通讯模块和定位模块，所述音频采集部件通过挠性杆与安全帽本体侧面相连接，所述音频播放部件设置于安全帽本体内侧壁，所述图像采集部件、照明部件设置于安全帽本体正面，所述音频采集部件、音频播放部件、图像采集部件、照明部件、通讯模块、定位模块分别与主控单片机电连接，主控单片机通过通讯模块与上位机进行数据交互。
进一步的，所述近电报警部件包括近电检测部件和报警部件，所述近电检测部件用于检测是否进入带电区域，所述报警部件用于在进入带电区域时进行报警。
进一步的，所述近电检测部件包括镂空框架和风扇，所述镂空框架设置于安全帽本体帽壁开口处，所述风扇固定设置于镂空框架内，所述风扇包括扇叶部件和电机，所述电机用于驱动扇叶部件转动，且与主控单片机电连接，所述扇叶部件为导体材料制成，且与报警部件电连接。
进一步的，所述安全帽本体包括帽壳和帽衬，所述帽壳和帽衬之间形成第一空腔。
进一步的，所述近电检测部件包括设置于所述第一空腔内的金属编织网，所述金属编织网与报警部件电连接。
进一步的，所述帽壳正面设有帽檐，所述帽檐底部设有凹槽，所述报警部件包括设置于凹槽内的电致变色部件，所述电致变色部件由上至下依次包括发光部件、第一绝缘层、第一导电层、电致变色层、第二导电层、第二绝缘层，所述第一绝缘层和第二绝缘层透明，所述发光部件与主控单片机电连接，所述第一导电层、第二导电层分别与近电检测部件电连接。
进一步的，所述安全帽本体后端帽壁上还设有障碍检测传感器，所述障碍检测传感器与主控单片机电连接。
进一步的，还包括用户姿态识别部件，所述用户姿态识别部件包括设于所述安全帽本体顶部内侧的第二空腔，所述第二空腔的内壁上铺设有多个压电薄膜传感器，且第二空腔内活动设置有滚珠，所述压电薄膜传感器与主控单片机电连接。
进一步的，所述安全帽本体上还设置有心率传感器和体温传感器，所述心率传感器、体温传感器分别与主控单片机电连接。
进一步的，所述主控单片机包括声控动作设置模块、姿态参数设置模块和围栏设置模块，所述控制盒表面设有用于与外部设备相连接的数据接口，所述数据接口与主控单片机电连接，
所述声控动作设置模块用于设置用户姿态识别部件所识别的用户不同姿态下触发的操作指令内容；
所述姿态参数设置模块用于设置用户姿态识别部件所采集的不同信号对应的用户姿态；
所述围栏设置模块用于设置施工电子围栏范围，在定位模块所采集定位信息未处于预设电子围栏范围内时对用户进行提示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种智能安全帽，其近电报警部件可以检测佩戴安全帽的用户是否接近带电区域并进行示警，以避免用户不慎接触带电体，通过音频采集部件、音频播放部件可以实现远程通话，图像采集部件可以采集现场图像并通过通讯模块传输至上位机保存，实现施工记录可查，所述智能安全帽集智能预警、实时监控、实时定位、远程对讲等多种功能于一体，可对现场人员行为、作业规范等情况进行实时、智能管控，有效提升作业现场安全防护水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的智能安全帽电路原理示意图。
图2是本发明一实施例提供的智能安全帽整体结构示意图。
图3是本发明一实施例提供的电致发光部件局部结构示意图。
图4是本发明另一实施例提供的智能安全帽整体结构示意图。
图5是本发明另一实施例提供的智能安全帽整体结构示意图。
图中，01帽壳，02帽衬，03第一空腔，04帽檐，05凹槽，06第二空腔，1控制盒，11主控单片机，12通讯模块，13定位模块，2音频采集部件，21挠性杆，3音频播放部件，4图像采集部件，50金属编织网，51电致变色部件，511发光部件，512第一绝缘层，513第一导电层，514电致变色层，515第二导电层，516第二绝缘层，6照明部件，52镂空框架，53风扇，6障碍检测传感器，7心率传感器，8体温传感器，91压电薄膜传感器，92滚珠。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参照图1，本发明提供一种智能安全帽，所述智能安全帽包括安全帽本体，所述安全帽本体上设置有控制盒1、音频采集部件2、音频播放部件3、图像采集部件4、近电报警部件和照明部件6。
具体的，参照图2，所述控制盒1内设置有主控单片机11、通讯模块12和定位模块13，所述音频采集部件2、音频播放部件3、图像采集部件4、照明部件6、通讯模块12、定位模块13分别与主控单片机11电连接，主控单片机11通过通讯模块12与上位机或其他智能安全帽进行数据交互，所述上位机可以是计算机、服务器等设备。
所述音频采集部件2用于采集用户语音音频并向主控单片机传输音频信号，音频采集部件2通过挠性杆21与安全帽本体侧面相连接，用户可以通过扭动挠性杆21以调节其形态，使得音频采集部件2可以更贴近用户嘴部以便于采集用户语音音频。所述音频播放部件3设置于安全帽本体内侧壁，具体为靠近用户耳部处。用户可以通过所述智能安全帽进行远程对讲，具体的，用户的语音音频由音频采集部件2采集后将音频信号输入主控单片机11，主控单片机11通过通讯模块12将音频信号传输至其他智能安全帽或上位机，并接收来自其他智能安全帽或上位机的音频信号，通过音频播放部件3向用户播放。一些实施方式中，所述音频采集部件2可以采用麦克风，所述音频播放部件3可以采用小型喇叭。
所述图像采集部件4、照明部件6设置于安全帽本体1正面。所述图像采集部件4用于采集施工图像、视频，并由主控单片机11通过通讯模块12上传到上位机进行保存，从而实现施工记录可查。所述照明部件6用于提供照明功能，以使用户在阴暗处也可以看清周围环境。一些实施方式中，所述图像采集部件4可以采用摄像头，所述照明部件6可以采用探照灯。
所述近电报警部件包括近电检测部件和报警部件，所述近电检测部件用于检测是否进入带电区域，所述报警部件用于在进入带电区域时进行报警。
在本发明的其中一个实施例中，所述安全帽本体包括帽壳01和帽衬02，所述帽壳01和帽衬02之间形成第一空腔03。所述近电检测部件包括设置于第一空腔03内的金属编织网50，所述金属编织网50与报警部件电连接，一些实施方式中，所述金属编织网50的形状与帽壳01的形状相适应。
具体的，如图3所示，该实施例中所述帽壳01正面设有帽檐04，所述帽檐04底部设有凹槽05。所述报警部件包括设置于凹槽05内的电致变色部件51，所述电致变色部件由上至下依次包括发光部件511、第一绝缘层512、第一导电层513、电致变色层514、第二导电层515和第二绝缘层516。所述第一绝缘层512和第二绝缘层516透明，所述发光部件511与主控单片机11电连接，所述第一导电层513、第二导电层515分别与金属编织网50电连接。一些实施方式中，所述发光部件511可以采用具有鲜艳颜色的led灯，以提高警示效果。
该实施例中，当用户在佩戴所述智能安全帽靠近高压输电线或带电运行设备等带电体时，金属编织网50会在移动过程中对带电体产生的磁感线进行切割，从而在金属编织网50与电致变色部件51构成的闭合回路中产生电流，第一导电层513和第二导电层515之间产生电压，电致变色层514中填充的电致变色材料在电压作用下发生氧化还原反应，其透明度发生变化，从而使得发光部件511发出的光线能够穿过电致变色层514被用户观察到。在施工现场环境较为嘈杂时，语音提示音可能会被用户所忽略，而在佩戴所述智能安全帽的情形下，一般情况下电致变色部件不会发光，在靠近带电体时近电检测部件由于切割磁感线产生电流从而令电致变色层514透明度发生变化，使得用户可以方便地通过观察帽檐04底部是否发光来判断自己是否在接近带电体，进而采取规避行动。
在另外一些实施方式中，上述实施例中的金属编织网50与电流传感器形成一闭合回路，所述电流传感器与主控单片机电连接，所述主控单片机通过调压器分别与第一导电层513和第二导电层515电连接，在金属编织网50切割磁感线并在闭合回路中产生电流时，所述电流传感器向主控单片机发送电信号，此时主控单片机控制调压器在第一导电层513和第二导电层515之间产生电压，使电致变色层514透明度发生变化。
在本发明的另一实施例中，如图4所示，所述近电检测部件包括镂空框架52和风扇53。在安全帽本体帽壁上开设有开口，所述镂空框架52设置于所述开口处，所述风扇53固定设置于镂空框架52内，所述风扇53包括扇叶部件和电机，所述扇叶部件与电机输出轴固定连接，使得电机可以驱动扇叶部件转动，所述电机与主控单片机电连接。所述扇叶部件为导体材料制成，并且与报警部件电连接，具体为与前述实施例中报警部件的第一导电层513和第二导电层515分别电连接以形成一闭合回路。长时间佩戴安全帽容易导致用户头部闷热，造成不适感，风扇53可以向安全帽本体内部吹风，从而使用户获得更好的佩戴体验。同时，在接近带电体时，扇叶部件在转动过程中切割磁感线，从而在其与报警部件形成的闭合回路中产生电流，令第一导电层513和第二导电层515之间产生电压，使电致变色层514透明度发生变化，从而使得发光部件511发出的光线能够穿过电致变色层514被用户观察到，用户可以方便地通过观察帽檐04底部是否发光来判断自己是否在接近带电体，进而采取规避行动。
一些实施方式中，安全帽本体上可以设置有多个所述镂空框架52和风扇53，并且其中至少有一个风扇53垂直向下吹风，另外一个风扇53斜向下或向水平方向吹风。
在另外一些实施方式中，上述实施例中的扇叶部件与电流传感器形成一闭合回路，所述电流传感器与主控单片机电连接，所述主控单片机通过调压器分别与第一导电层513和第二导电层515电连接，在扇叶部件切割磁感线并在闭合回路中产生电流时，所述电流传感器向主控单片机发送电信号，此时主控单片机控制调压器在第一导电层513和第二导电层515之间产生电压，使电致变色层514透明度发生变化。
作为一种可选的实施例，所述安全帽本体后端帽壁上还设有障碍检测传感器6，所述障碍检测传感器6与主控单片机电连接，用于检测用户视野范围外的一定距离内是否有障碍物，避免用户不小心发生磕碰导致受伤。具体的，障碍检测传感器6检测到用户头部后方或侧面一定距离内有障碍物时，向主控单片机11发送电信号，主控单片机11控制音频播放部件3向用户进行语音提示以提醒其障碍物的存在和方位。
所述安全帽本体上还设有心率传感器7和体温传感器8，所述心率传感器7、体温传感器8分别与主控单片机电连接。所述心率传感器7用于检测用户心率数据，所述体温传感器8用于检测用户体温数据，并分别传输检测信号到主控单片机11，主控单片机11通过通讯模块12将心率数据和体温数据上传到上位机。在用户心率或体温不正常时，主控单片机11通过音频播放部件3向用户进行提示，同时向上位机发送提示信息。
作为一种可选的实施例，如图5所示，所述智能安全帽还包括用户姿态识别部件，所述用户姿态识别部件包括设于所述安全帽本体顶部内侧的第二空腔06，所述第二空腔06为圆柱形，第二空腔06的内壁上铺设有多个压电薄膜传感器91，且第二空腔06内活动设置有滚珠92，所述滚珠92可以在第二空腔06内部自由滚动，因此，第二空腔06的高度、底面直径均大于滚珠92的直径。当用户为点头、低头、抬头、自由落体、旋转等姿态时，滚珠92会在第二空腔06内部发生移动并撞击不同位置的压电薄膜传感器91，主控单片机根据一定时间内不同位置的压电薄膜传感器91传回的信号，识别用户当前姿态。例如，当用户低头时，滚珠92会滚动至第二空腔06内靠近安全帽本体前端的位置，并对相应位置的压电薄膜传感器91产生压力，主控单片机11根据传回信号的压电薄膜传感器位置识别用户当前姿态为低头。主控单片机11在识别用户姿态为不正常姿态，例如自由落体时，向上位机发出报警信息。
一些实施方式中，所述压电薄膜传感器91与第二空腔06内壁之间设有缓冲层。
在上述实施例的基础上，所述主控单片机11包括声控动作设置模块、姿态参数设置模块和围栏设置模块，所述控制盒表面设有用于与外部设备相连接的数据接口，所述数据接口与主控单片机电连接。用户可以通过数据接口将主控单片机11与外部设备相连接以通过外部设备对主控单片机11输入控制指令，所述外部设备可以是智能手机、平板电脑、pc等设备。
所述声控动作设置模块用于设置用户姿态识别部件所识别的用户不同姿态下触发的操作指令内容，从而在用户姿态识别部件识别用户出现特定姿态时，主控单片机执行相应的操作指令，例如，当用户通过声控动作设置模块设置点头两下进行远程对讲时，当用户姿态识别部件识别用户出现点头两下的动作时，主控单片机11启动远程对讲功能。
所述姿态参数设置模块用于设置用户姿态识别部件所采集的不同信号对应的用户姿态，即用户可以通过姿态参数设置模块设置不同压电薄膜传感器传回信号时所对应的用户姿态。
所述围栏设置模块用于设置施工电子围栏范围，在定位模块所采集定位信息未处于预设电子围栏范围内时对用户进行提示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种智能安全帽，包括安全帽本体，其特征在于，所述安全帽本体上设置有控制盒、音频采集部件、音频播放部件、图像采集部件、近电报警部件和照明部件，所述控制盒内设置有主控单片机、通讯模块和定位模块，所述音频采集部件通过挠性杆与安全帽本体侧面相连接，所述音频播放部件设置于安全帽本体内侧壁，所述图像采集部件、照明部件设置于安全帽本体正面，所述音频采集部件、音频播放部件、图像采集部件、照明部件、通讯模块、定位模块分别与主控单片机电连接，主控单片机通过通讯模块与上位机进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的一种智能安全帽，其特征在于，所述近电报警部件包括近电检测部件和报警部件，所述近电检测部件用于检测是否进入带电区域，所述报警部件用于在进入带电区域时进行报警。
3.根据权利要求2所述的一种智能安全帽，其特征在于，所述近电检测部件包括镂空框架和风扇，所述镂空框架设置于安全帽本体帽壁开口处，所述风扇固定设置于镂空框架内，所述风扇包括扇叶部件和电机，所述电机用于驱动扇叶部件转动，且与主控单片机电连接，所述扇叶部件为导体材料制成，且与报警部件电连接。
4.根据权利要求2所述的一种智能安全帽，其特征在于，所述安全帽本体包括帽壳和帽衬，所述帽壳和帽衬之间形成第一空腔。
5.根据权利要求4所述的一种智能安全帽，其特征在于，所述近电检测部件包括设置于所述第一空腔内的金属编织网，所述金属编织网与报警部件电连接。
6.根据权利要求3或5任一项所述的一种智能安全帽，其特征在于，所述帽壳正面设有帽檐，所述帽檐底部设有凹槽，所述报警部件包括设置于凹槽内的电致变色部件，所述电致变色部件由上至下依次包括发光部件、第一绝缘层、第一导电层、电致变色层、第二导电层、第二绝缘层，所述第一绝缘层和第二绝缘层透明，所述发光部件与主控单片机电连接，所述第一导电层、第二导电层分别与近电检测部件电连接。
7.根据权利要求1所述的一种智能安全帽，其特征在于，所述安全帽本体后端帽壁上还设有障碍检测传感器，所述障碍检测传感器与主控单片机电连接。
8.根据权利要求1所述的一种智能安全帽，其特征在于，还包括用户姿态识别部件，所述用户姿态识别部件包括设于所述安全帽本体顶部内侧的第二空腔，所述第二空腔的内壁上铺设有多个压电薄膜传感器，且第二空腔内活动设置有滚珠，所述压电薄膜传感器与主控单片机电连接。
9.根据权利要求1所述的一种智能安全帽，其特征在于，所述安全帽本体上还设置有心率传感器和体温传感器，所述心率传感器、体温传感器分别与主控单片机电连接。
10.根据权利要求8所述的一种智能安全帽，其特征在于，所述主控单片机包括声控动作设置模块、姿态参数设置模块和围栏设置模块，所述控制盒表面设有用于与外部设备相连接的数据接口，所述数据接口与主控单片机电连接，
所述声控动作设置模块用于设置用户姿态识别部件所识别的用户不同姿态下触发的操作指令内容；
所述姿态参数设置模块用于设置用户姿态识别部件所采集的不同信号对应的用户姿态；
所述围栏设置模块用于设置施工电子围栏范围，在定位模块所采集定位信息未处于预设电子围栏范围内时对用户进行提示。
技术总结