基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置

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1.本实用新型属于安全防护技术领域，尤其涉及一种基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置。

背景技术：

2.安全帽是保护工业生产、矿产开发及土木施工人员在生产建设过程中防御人体头部不受外来物体击打和伤害，从而避免或减轻事故伤害的必不可少的防护用品，在各个现场作业领域被广泛使用。同时随着科技的发展，安全帽也被赋予了众多的新增功能，最常见的为增设摄像头、头灯和通信，但目前施工工地上进行检测和预警的安全帽较少，其功能单一只能保护作业人员的头部安全，不能实时检测施工现场数据的最新情况，无法在工作场所和突发灾变现场实现应急响应和实施快速救援。

技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，该装置可以通过语音交互功能对现场事故进行警示及处理，可以将实时监测的施工现场环境数据及时上传至云端服务器，方便管理人员监控施工现场状态、施工现场数据异常时及时检修等。
4.本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，包括主控电路、温湿度检测电路、电源电路、gps定位电路、定位存储电路、定位稳压电路、语音控制器接口电路、语音控制器电路、语音输入电路、语音播放电路、串口通讯电路、wifi网络电路、wifi稳压电路、云端服务器，所述主控电路分别电连接温湿度检测电路、电源电路、gps定位电路、语音控制器接口电路、串口通讯电路，所述gps定位电路分别电连接定位存储电路、定位稳压电路，所述语音控制器接口电路电连接语音控制器电路，所述语音控制器电路分别电连接语音输入电路、语音播放电路，所述串口通讯电路电连接wifi网络电路，所述wifi网络电路分别电连接wifi稳压电路、云端服务器。
5.进一步，所述主控电路还分别电连接下载电路、复位电路、滤波电路、晶振电路。
6.进一步，所述主控电路还分别电连接boot电路、系统运行指示灯电路。
7.进一步，所述语音控制器电路还分别电连接语音滤波电路、语音晶振电路。
8.进一步，所述电源电路包括5v电池供电接口电路、5v转3.3v降压电路，所述5v电池供电接口电路电连接5v转3.3v降压电路，所述5v转3.3v降压电路电连接主控电路。
9.进一步，所述5v转3.3v降压电路采用ams1117降压芯片。
10.进一步，所述主控电路采用stm32f103c8t6单片机，所述温湿度检测电路采用dht11温湿度传感器。
11.进一步，所述gps定位电路采用atgm336h-5n北斗定位模块，所述定位存储电路采用at24c32型号eeprom存储芯片，所述定位稳压电路采用rt9193线性稳压器。
12.进一步，所述wifi网络电路采用esp8266型号wifi芯片，所述wifi稳压电路采用
rt9193线性稳压器。
13.进一步，所述语音控制器电路采用jx108语音芯片，所述语音播放电路采用lpa4871音频功率放大芯片。
14.本实用新型的有益效果为：
15.1、本实用新型的主控电路将采集的gps位置信息、环境温湿度数据进行处理后发现数据指标异常时，通过语音播放电路发出警报提示现场作业人员撤离；当施工现场发生其它事故时，可以通过该装置的语音输入电路、语音播放电路的语音交互功能及时与云端服务器管理人员沟通，采取相应的安全措施，最大限度地降低作业人员的安全隐患和最大程度保障人生安全，可以很大的提升施工中的安全指数。
16.2、本实用新型的主控电路将采集的gps位置信息、环境温湿度数据进行处理后及时上传至云端服务器，方便管理人员实时监控施工现场状态，通过gps位置信息可以准确得知现场工人的所处位置，如施工现场数据发生异常，方便管理人员到发生异常的位置进行维修，有效的提高施工工地的公共安全。
附图说明
17.图1为本实用新型基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置的原理示意图。
18.图2为本实用新型的主控电路的电路图。
19.图3为本实用新型的温湿度检测电路的电路图。
20.图4(a)-图4(c)为本实用新型的gps定位电路的电路图。
21.图5为本实用新型的定位存储电路的电路图。
22.图6为本实用新型的定位稳压电路的电路图。
23.图7为本实用新型的语音控制器接口电路的电路图。
24.图8为本实用新型的语音控制器电路的电路图。
25.图9(a)-图9(e)为本实用新型的语音滤波电路的电路图。
26.图10为本实用新型的语音晶振电路的电路图。
27.图11为本实用新型的语音输入电路的电路图。
28.图12(a)-图12(b)为本实用新型的语音播放电路的电路图。
29.图13为本实用新型的下载电路的电路图。
30.图14为本实用新型的boot电路的电路图。
31.图15为本实用新型的复位电路的电路图。
32.图16为本实用新型的滤波电路的电路图。
33.图17(a)-图17(b)为本实用新型的晶振电路的电路图。
34.图18为本实用新型的系统运行指示灯电路的电路图。
35.图19(a)-图19(c)为本实用新型的wifi网络电路的电路图。
36.图20为本实用新型的wifi稳压电路的电路图。
37.图21为本实用新型的5v转3.3v降压电路的电路图。
38.图22为本实用新型的5v电池供电接口电路的电路图。
具体实施方式
39.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
42.如图1至图22所示，本实用新型提供的一种基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，包括主控电路、温湿度检测电路、电源电路、gps定位电路、定位存储电路、定位稳压电路、语音控制器接口电路、语音控制器电路、语音输入电路、语音播放电路、串口通讯电路、wifi网络电路、wifi稳压电路、云端服务器，主控电路分别电连接温湿度检测电路、电源电路、gps定位电路、语音控制器接口电路、串口通讯电路，gps定位电路分别电连接定位存储电路、定位稳压电路，语音控制器接口电路电连接语音控制器电路，语音控制器电路分别电连接语音输入电路、语音播放电路，串口通讯电路电连接wifi网络电路，wifi网络电路分别电连接wifi稳压电路、云端服务器。
43.主控电路还分别电连接下载电路、复位电路、滤波电路、晶振电路。
44.主控电路还分别电连接boot电路、系统运行指示灯电路。
45.语音控制器电路还分别电连接语音滤波电路、语音晶振电路。
46.电源电路包括5v电池供电接口电路、5v转3.3v降压电路，5v电池供电接口电路电连接5v转3.3v降压电路，5v转3.3v降压电路电连接主控电路。
47.5v转3.3v降压电路采用ams1117降压芯片。
48.主控电路采用stm32f103c8t6单片机，温湿度检测电路采用dht11温湿度传感器。
49.gps定位电路采用atgm336h-5n北斗定位模块，定位存储电路采用at24c32型号eeprom存储芯片，定位稳压电路采用rt9193线性稳压器。
50.wifi网络电路采用esp8266型号wifi芯片，wifi稳压电路采用rt9193线性稳压器。
51.语音控制器电路采用jx108语音芯片，语音播放电路采用lpa4871音频功率放大芯片。
52.图4所示，gps定位电路用于获取位置信息并将其发送到单片机。
53.图9所示，语音滤波电路为语音交互滤波电路，用于稳定电压。图11所示，语音输入电路用于识别语音输入。图12所示，语音播放电路用于语音交互的回复。
54.图13所示，采用j-link下载方式通过单片机的pa13、pa14引脚口进行程序烧写。
55.图15所示，按键按下后给stm32单片机的nrst复位管脚提供低电平即复位信号，未按下时上拉直3.3v。
56.图16所示，滤波电路利用电容充放电原理使脉冲波形变平坦，进而得到一个相对稳定的直流电压。
57.晶振主要为主控电路提供脉冲，32.768mhz为主控电路后备电源提供脉冲为图17(a)中y2，8mhz晶振为主控电路正常工作提供脉冲为图17(b)中y3,两个晶振均为无源晶振。
58.图19所示，wifi网络电路为esp8266(wifi)的驱动，用于服务的连接并将单片机的数据发送至云端服务器。
59.图21所示，5v转3.3v降压电路中ams1117将5v电压降至3.3v，以供3.3v用电器使用。图22所示，5v电池供电接口电路中接口为5v电池的接入口，用于整个系统的供电。
60.实施例
61.本装置启动后，gps定位电路、温湿度检测电路实时采集施工现场作业人员的gps位置信息、环境温湿度数据，并将采集的这些施工现场数据发送至主控电路，主控电路将接收的现场数据进行数据处理并将处理后现场数据发送至wifi网络电路，wifi网络电路通过wifi网络和tcp协议发送现场数据到云端服务器，云端服务器可以实现远距离实时监控施工现场状态，通过gps位置信息可以准确得知现场工人的所处位置，如施工现场数据发生异常，方便管理人员到发生异常的位置进行维修，有效的提高施工工地的公共安全。另外，主控电路将采集的gps位置信息、环境温湿度数据进行处理后发现数据指标异常时，通过语音控制器电路驱动语音播放电路发出警报提示现场作业人员撤离；当施工现场发生其它事故时，可以通过该装置的语音输入电路、语音播放电路的语音交互功能及时与云端服务器管理人员沟通，采取相应的安全措施，最大限度地降低作业人员的安全隐患和最大程度保障人生安全，可以很大的提升施工中的安全指数。
62.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：

1.基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：包括主控电路、温湿度检测电路、电源电路、gps定位电路、定位存储电路、定位稳压电路、语音控制器接口电路、语音控制器电路、语音输入电路、语音播放电路、串口通讯电路、wifi网络电路、wifi稳压电路、云端服务器，所述主控电路分别电连接温湿度检测电路、电源电路、gps定位电路、语音控制器接口电路、串口通讯电路，所述gps定位电路分别电连接定位存储电路、定位稳压电路，所述语音控制器接口电路电连接语音控制器电路，所述语音控制器电路分别电连接语音输入电路、语音播放电路，所述串口通讯电路电连接wifi网络电路，所述wifi网络电路分别电连接wifi稳压电路、云端服务器。2.根据权利要求1所述的基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：所述主控电路还分别电连接下载电路、复位电路、滤波电路、晶振电路。3.根据权利要求1所述的基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：所述主控电路还分别电连接boot电路、系统运行指示灯电路。4.根据权利要求1所述的基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：所述语音控制器电路还分别电连接语音滤波电路、语音晶振电路。5.根据权利要求1所述的基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：所述电源电路包括5v电池供电接口电路、5v转3.3v降压电路，所述5v电池供电接口电路电连接5v转3.3v降压电路，所述5v转3.3v降压电路电连接主控电路。6.根据权利要求5所述的基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：所述5v转3.3v降压电路采用ams1117降压芯片。7.根据权利要求1所述的基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：所述主控电路采用stm32f103c8t6单片机，所述温湿度检测电路采用dht11温湿度传感器。8.根据权利要求1所述的基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：所述gps定位电路采用atgm336h-5n北斗定位模块，所述定位存储电路采用at24c32型号eeprom存储芯片，所述定位稳压电路采用rt9193线性稳压器。9.根据权利要求1所述的基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：所述wifi网络电路采用esp8266型号wifi芯片，所述wifi稳压电路采用rt9193线性稳压器。10.根据权利要求1所述的基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其特征在于：所述语音控制器电路采用jx108语音芯片，所述语音播放电路采用lpa4871音频功率放大芯片。

技术总结

本实用新型属于安全防护技术领域，尤其涉及一种基于语音交互的安全帽在线数据监测及无线远传装置，其中，主控电路分别电连接温湿度检测电路、电源电路、GPS定位电路、语音控制器接口电路、串口通讯电路，GPS定位电路分别电连接定位存储电路、定位稳压电路，语音控制器接口电路电连接语音控制器电路，语音控制器电路分别电连接语音输入电路、语音播放电路，串口通讯电路电连接WIFI网络电路，WIFI网络电路分别电连接WIFI稳压电路、云端服务器。本装置可以通过语音交互功能对现场事故进行警示及处理，可以将实时监测的施工现场环境数据及时上传至云端服务器，方便管理人员监控施工现场状态、施工现场数据异常时及时检修等。施工现场数据异常时及时检修等。施工现场数据异常时及时检修等。