具有精確定位通信功能的安全帽裝置

劉彥

摘要：一種具有精確定位通信功能的安全帽裝置，屬于電子技術領域，包括安全帽體以及設置在安全帽體上的電路裝置，電路裝置包括控制器模塊、GPS定位模塊、喇叭電路、4G通信模塊、繼電器模塊、LoRa定位模塊、電池、開關電路和電壓采樣電路。本文主要分析一種具有定位通信的安全帽。

關鍵詞：多功能智能型安全帽;電力企業;預警防護;采集信息

引言

在生產和建設過程中，企業最關心的是在保障生產安全的前提下提高生產效率，安全生產擺在首位。施工作業人員的作業性質都是呈立體化縱深地理位置分布，管理范圍較大。在工作進行時，管理人員無法準確的了解作業人員的位置、工作情況、具體地點分布等相關信息。因此，需要設計一種具有實時通信和定位安全帽裝置。

1、實用新型內容

這種具有定位通信的安全帽，解決現有建筑施工作業下無法快速獲取施工人員的具體位置和指令實時傳達的技術問題。

一種具有定位通信的安全帽，包括安全帽體以及設置在安全帽體上的電路裝置，電路裝置包括控制器模塊、GPS定位模塊、喇叭電路、4G通信模塊、繼電器模塊、LoRa定位模塊、電池、開關電路和電壓采樣電路，所述GPS定位模塊、喇叭電路和4G通信模塊均與控制器模塊連接，所述控制器模塊經繼電器模塊、LoRa定位模塊連接，所述電池與控制器模塊和繼電器模塊連接，所述電池經開關電路與電壓采樣電路連接，所述電壓采樣電路與控制器模塊連接。

進一步地，所述開關電路包括第一開關管、第二開關管、第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述第一分壓電阻一端與所述開關信號輸出端相連，另一端通過所述第二分壓電阻接地，所述第一開關管的控制極連接在所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻之間，第一電極接地，第二電極與所述第三分壓電阻相連，所述第二開關管的控制極連接在第三分壓電阻和所述第四分壓電阻之間，第一電極與所述電池的正極輸出端相連，第二電極與所述電壓采樣電路相連，所述第四分壓電阻一端與所述電池的正極輸出端相連，另一端連接在所述第三分壓電阻和所述第二開關管的控制極之間，所述第一開關管為N溝道場效應管，控制極為所述N溝道場效應管的柵極，第一電極為所述N溝道場效應管的源極，第二電極所述N溝道場效應管的漏極，所述第二開關管為P溝道場效應管，控制極為所述P溝道場效應管的柵極，第一電極為所述P溝道場效應管的源極，第二電極為所述P溝道場效應管的漏極。

進一步地，所述安全帽體包括帽體、帽帶、喇叭、帽帶扣和NTC溫度傳感器，所述帽帶設置在帽體的兩邊，所述帽帶扣設置在帽帶上，所述帽帶扣上設置有插拔開關，所述NTC溫度傳感器和喇叭均與電路裝置連接，所述NTC溫度傳感器設置在帽體的內部，所述電路裝置設置在帽體的頂部。

進一步地，所述NTC溫度傳感器的個數為三個以上，NTC溫度傳感器設置在帽體的邊緣內側，喇叭設置在帽體內側的耳朵處。

進一步地，所述帽體的頂部設置有支撐墩，所述支撐墩的頂部設置為平面結構，所述電路裝置固定在支撐墩上。

進一步地，電路裝置包括盒體，所述盒體內還設置有充放電電路，所述盒體外設置有充電口，所述充電口與充放電電路連接，所述充電口上設置有防水蓋。

進一步地，所述電路裝置的頂端設置有太陽能板，所述太陽能板的輸出端與充放電電路連接，所述太陽能板為薄膜太陽板。

2、具體實施方式

本實用新型實施例中，所述開關電路包括第一開關管、第二開關管、第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述第一分壓電阻一端與所述開關信號輸出端相連，另一端通過所述第二分壓電阻接地，所述第一開關管的控制極連接在所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻之間，第一電極接地，第二電極與所述第三分壓電阻相連，所述第二開關管的控制極連接在第三分壓電阻和所述第四分壓電阻之間，第一電極與所述電池的正極輸出端相連，第二電極與所述電壓采樣電路相連，所述第四分壓電阻一端與所述電池的正極輸出端相連，另一端連接在所述第三分壓電阻和所述第二開關管的控制極之間，所述第一開關管為N溝道場效應管，控制極為所述N溝道場效應管的柵極，第一電極為所述N溝道場效應管的源極，第二電極所述N溝道場效應管的漏極，所述第二開關管為P溝道場效應管，控制極為所述P溝道場效應管的柵極，第一電極為所述P溝道場效應管的源極，第二電極為所述P溝道場效應管的漏極。

通過第一分壓電阻R1與第二分壓電阻R2的分壓作用，使第一開關管Q1的控制極的電壓降低到驅動電壓，使得第一開關管Q1導通，避免控制器模塊的高電平信號輸出端VCC_SYS的電壓過高導致第一開關管Q1損壞。第二開關管Q2的控制極連接在第三分壓電阻R3和第二分壓電阻R4之間，第一電極與電池的正極輸出端VBAT相連，第二電極與電壓采樣電路相連。第四分壓電阻R4一端與電池的正極輸出端VBAT相連，另一端連接在第三分壓電阻R3和第二開關管Q2的控制極之間。通過第三分壓電阻R3和第四分壓電阻R4的分壓作用，使得第二開關管Q2的控制極的電壓降低到驅動電壓，使得第二開關管Q2導通，避免電壓過高而損壞第二開關管Q2。

第一開關管Q1的控制極為N溝道場效應管的柵極（即G極），第一開關管Q1的第一電極為N溝道場效應管的源極（即S極），第一開關管Q1的第二電極為N溝道場效應管的漏極（即D極）。在一種實施例中，N溝道場效應管的源極與漏極之間有寄生二極管，用于防止N溝道場效應管的源極和漏極之間電流過大，損壞N溝道場效應管。第二開關管Q2為P溝道場效應管;相應地，第二開關管Q2的控制極為P溝道場效應管的柵極（即G極），第二開關管Q2的第一電極為P溝道場效應管的源極（即S極），第二開關管Q2的第二電極為P溝道場效應管的漏極（即D極）。

結束語

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。

參考文獻：

[1]崔俊.工地安全帽佩戴監測系統[J].電子世界，2021（4）：188-189.

[2]余洪川.超高頻電子標簽對施工現場人員及安全質量行為的監督管理探討[J].上海建設科技，2020（6）：62-64.