本实用新型涉及安全帽，更具体地说是指一种体征体温监测的智能安全帽。

背景技术：

随着矿山安全事故的屡次发生，国家越来越重视对井下安全的监测和管理，目前矿工下矿工作时，需要佩戴矿工帽，以确保自身安全，矿工帽是矿工必不可少的安全设备之一，现有的矿工帽的作用主要有两点，一是在作业、行走时用于照明，二是防止头部被砸伤或碰撞。但是这种矿工帽的功能较为单一，使用过程中无法进行挖矿区的瓦斯气体含量进行检测，也无法进行矿工身体情况等的检测，若出现瓦斯气体含量超标或者矿工身体情况出现问题时，无法及时进行处理，容易造成安全隐患。

因此，有必要时设计一种新的安全帽，实现可检测工作区域的环境情况，且实时检测佩戴者的身体情况，当环境情况和身体情况中任一个超标时，及时提醒，以造成安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种体征体温监测的智能安全帽。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种体征体温监测的智能安全帽，包括主控芯片、提示单元、传感器组件、语音单元、摄像单元、导航单元以及通信单元；其中，所述传感器组件，用于检测工作区域的气体含量以及佩戴者体征数据；所述语音单元，用于采集所述佩戴者的语音数据；所述摄像单元，用于采集工作区域的周围环境图像数据；所述导航单元，用于获取佩戴者的地理位置信息；所述主控芯片，用于根据工作区域的气体含量、佩戴者体征数据、语音数据、图像数据以及地理位置信息进行分析，当出现异常情况时，生成控制信号；所述提示单元，用于根据控制信号进行工作；所述通信单元，用于在主控芯片的控制下传输语音数据以及图像数据至终端。

其进一步技术方案为：所述传感器组件包括三轴加速传感器u4、压力传感器u9、温度传感器u13、光电传感器u8、心率传感器以及气体检测传感器，所述心率传感器通过接口j7与所述主控芯片连接。

其进一步技术方案为：所述语音单元包括麦克风mic1以及麦克风mic2，所述麦克风mic1的其中一个端脚通过电容c100与所述主控芯片连接，所述麦克风mic2的另一个端脚通过电容c103与所述主控芯片连接，且所述麦克风mic1与所述电容c100之间还连接有一端接地的tvs二极管d89，所述麦克风mic1与所述电容c104之间还连接有一端接地的tvs二极管d88；所述麦克风mic2的其中一个端脚通过电容c114与所述主控芯片连接，所述麦克风mic2的另一个端脚通过电容c117与所述主控芯片连接，且所述麦克风mic2与所述电容c114之间还连接有一端接地的tvs二极管d9，所述麦克风mic2与所述电容c117之间还连接有一端接地的tvs二极管d90。

其进一步技术方案为：所述导航单元包括双模导航芯片u5，所述双模导航芯片u5通过滤波器u6连接有gnss天线座。

其进一步技术方案为：所述通信单元包括4g通信芯片u2401，所述主控芯片还连接有sim插座j19。

其进一步技术方案为：所述主控芯片还连接有照明灯d1，所述照明灯d1与所述主控芯片之间连接有充电管理芯片u7。

其进一步技术方案为：所述摄像单元包括摄像头，所述摄像头通过摄像头座u75与所述主控芯片连接。

其进一步技术方案为：所述通信单元还包括wifi模块u21以及蓝牙模块，所述蓝牙模块通过接口con2与所述主控芯片连接。

其进一步技术方案为：所述主控芯片还连接有供电单元，所述供电单元包括电源以及电池管理芯片u2，所述电源与所述电池管理芯片u2连接，所述电池管理芯片u2与所述主控芯片连接。

其进一步技术方案为：所述主控芯片的型号为bga547。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型通过设置主控芯片、提示单元、传感器组件、语音单元、摄像单元、导航单元以及通信单元，由传感器组件实时检测工作区域的环境情况以及佩戴者的身体情况，当环境情况和身体情况中任一个超标时，由主控单元驱动提示单元工作，以及时提醒，以造成安全隐患；还设置语音单元实现语音对讲工作，摄像单元实现周围环境的拍摄，导航单元实现佩戴者的自身定位，由此丰富安全帽的功能。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型具体实施例提供的一种体征体温监测的智能安全帽的示意性框图；

图2为本实用新型具体实施例提供的主控芯片的具体电路图一；

图3为本实用新型具体实施例提供的主控芯片的具体电路图二；

图4为本实用新型具体实施例提供的主控芯片的具体电路图三；

图5为本实用新型具体实施例提供的主控芯片的具体电路图四；

图6为本实用新型具体实施例提供的三轴加速传感器u4、压力传感器u9、温度传感器u13的具体电路图；

图7为本实用新型具体实施例提供的光电传感器u8、降噪模块以及接口j7的具体电路图；

图8为本实用新型具体实施例提供的导航单元的具体电路图；

图9为本实用新型具体实施例提供的4g通信芯片u2401的具体电路图；

图10为本实用新型具体实施例提供的照明灯d1的具体电路图；

图11为本实用新型具体实施例提供的摄像单元的具体电路图；

图12为本实用新型具体实施例提供的wifi模块u21以及蓝牙模块的具体电路图；

图13为本实用新型具体实施例提供的语音单元的具体电路图；

图14为本实用新型具体实施例提供的供电单元的具体电路图一；

图15为本实用新型具体实施例提供的供电单元的具体电路图二。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

如图1～15所示的具体实施例，本实施例提供的一种体征体温监测的智能安全帽，可以运用在挖矿或者地下工作或者封闭空间内工作的过程中。

请参阅图1，一种体征体温监测的智能安全帽，包括主控芯片20、提示单元10、传感器组件30、语音单元40、摄像单元50、导航单元60以及通信单元70；其中，传感器组件30，用于检测工作区域的气体含量以及佩戴者体征数据；语音单元40，用于采集佩戴者的语音数据；摄像单元50，用于采集工作区域的周围环境图像数据；导航单元60，用于获取佩戴者的地理位置信息；主控芯片20，用于根据工作区域的气体含量、佩戴者体征数据、语音数据、图像数据以及地理位置信息进行分析，当出现异常情况时，生成控制信号；提示单元10，用于根据控制信号进行工作；通信单元70，用于在主控芯片20的控制下传输语音数据以及图像数据至终端。

利用传感器组件30实时检测佩戴者的身体特征，比如心率、温度等，也实时检测周围环境的气体含量，比如瓦斯气体含量，并将检测到的数据实时传输至主控芯片20，由主控芯片20进行分析，当发现检测到的数据存在异常，如心率和温度出现超标，瓦斯气体出现超标时，主控芯片20会发送控制信号至提示单元10，以提示佩戴者以及外部的管理人员。实现可检测工作区域的环境情况，且实时检测佩戴者的身体情况，当环境情况和身体情况中任一个超标时，及时提醒，以造成安全隐患。

另外，还增设语音单元40、摄像单元50、导航单元60以及通信单元70，语音单元40可为佩戴者提供语音沟通的功能，摄像单元50可以拍摄实时图像或视频，经过主控芯片20后由通信单元70传输出去，以便于外部管理人员查看实际情况，导航单元60则可提供对佩戴者的位置进行实时定位，由此丰富安全帽的功能。

在本实施例中，上述的提示单元10包括声光提示件，还可以包括终端提示功能。

在一实施例中，请参阅图6与图7，上述的传感器组件30包括三轴加速传感器u4、压力传感器u9、温度传感器u13、光电传感器u8、心率传感器以及气体检测传感器，心率传感器通过接口j7与主控芯片20连接。

在本实施例中，三轴加速传感器u4的型号为但不局限于bma253，压力传感器u9的型号为spl06，温度传感器u13的型号为mcp6001u。

请参阅图7，上述的光电传感器u8的型号为stk3311。

另外，上述的主控芯片20还连接有降噪模块u12，以用于对语音单元40输入的信号进行降噪处理等。

在一实施例中，请参阅图8，上述的导航单元60包括双模导航芯片u5，双模导航芯片u5通过滤波器u6连接有gnss天线座。

双模导航芯片u5的型号为n305-3；该双模导航芯片u5的rf_in端脚连接有射频芯片u11。

在一实施例中，请参阅图9，上述的通信单元70包括4g通信芯片u2401，主控芯片20还连接有sim插座j19。该sim插座j19与4g通信芯片u2401连接。

在本实施例中，4g通信芯片u2401的型号为n720v5-100pin-lga-t。

在本实施例中，4g通信芯片u2401还通过电阻r2以及三极管q1与供电单元连接，其中，该三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极与供电单元之间连接有电阻r1以及发光二极管led1，且上述的三极管q1的基极与电阻r2连接。用发光二极管led1用于对4g通信芯片u2401的工作与否起到提示作用。

在一实施例中，请参阅图10，上述的主控芯片20还连接有照明灯d1，照明灯d1与主控芯片20之间连接有充电管理芯片u7。

该充电管理芯片u7与供电单元之间连接有充电指示灯d6，以用于指示当前的照明灯d1是否处于充电状态。当充电管理芯片u7处于低电量时，充电指示灯d6处于慢闪状态，当充电管理芯片u7处于高电量时，充电指示灯d6处于快闪状态，当充电管理芯片u7满电时，充电指示灯d6处于灭灯状态。

以充电管理芯片u7为核心、其他外围为辅助组成的电池充电管理模块。不管当前充电管理芯片u7是在开机还是关机状态，只要第2脚有大于电池电压且伏特数大于3v的电源输入，即启动内部充电功能，通过第一脚对电池进行充电。充电管理芯片u7第9脚输出高低电平脉冲驱动led，进行充电电量指示，正常充电时，该充电指示灯d6闪烁，当电池充满时则常亮不再闪烁等充电及电量指示模式。

在本实施例中，充电管理芯片u7的信号为pb8100，该充电管理芯片u7的背面散热片必须接地，同时确保连接良好，以保证散热效果。

另外，上述的照明灯d1与充电管理芯片u7之间连接有mos管q3，通过mos管q3的导通或截断，实现照明灯d1的工作或停止工作。该充电管理芯片u7还连接有用于连接电池的接口j5。

在本实施例中，上述的主控芯片20还连接有功放器u15以及调试串口j4。

在一实施例中，请参阅图11，上述的摄像单元50包括摄像头，摄像头通过摄像头座u75与主控芯片20连接。利用摄像头拍摄视频或者图像后，经过摄像头座u75输入至主控芯片20处理。

该摄像头座u75的vin端脚还连接有mos管q7，且该mos管q7还连接有模块电源，为摄像头座u75提供电源。该mos管q7还连接有晶体管q4。

另外，所述摄像头座u75还连接有电平转换子单元，该电平转换子单元用于将摄像头获取的数据进行转换后，输入至摄像头座u75。电平转换子单元包括mos管q5、q6。

在一实施例中，请参阅图12，上述的通信单元70还包括wifi模块u21以及蓝牙模块，蓝牙模块通过接口con2与主控芯片20连接。

在一实施例中，请参阅图13，上述的语音单元40包括麦克风mic1以及麦克风mic2，麦克风mic1的其中一个端脚通过电容c100与主控芯片20连接，麦克风mic2的另一个端脚通过电容c103与主控芯片20连接，且麦克风mic1与电容c100之间还连接有一端接地的tvs二极管d89，麦克风mic1与电容c104之间还连接有一端接地的tvs二极管d88；麦克风mic2的其中一个端脚通过电容c114与主控芯片20连接，麦克风mic2的另一个端脚通过电容c117与主控芯片20连接，且麦克风mic2与电容c114之间还连接有一端接地的tvs二极管d9，麦克风mic2与电容c117之间还连接有一端接地的tvs二极管d90。由此实现语音对话功能。

在一实施例中，请参阅图14与图15，上述的主控芯片20还连接有供电单元，供电单元包括电源以及电池管理芯片u2，电源与电池管理芯片u2连接，电池管理芯片u2与主控芯片20连接。该电池管理芯片u2的型号为axp858。

在一实施例中，请参阅图2至图5，上述的主控芯片20的型号为bga547。

上述的一种体征体温监测的智能安全帽，通过设置主控芯片20、提示单元10、传感器组件30、语音单元40、摄像单元50、导航单元60以及通信单元70，由传感器组件30实时检测工作区域的环境情况以及佩戴者的身体情况，当环境情况和身体情况中任一个超标时，由主控单元驱动提示单元10工作，以及时提醒，以造成安全隐患；还设置语音单元40实现语音对讲工作，摄像单元50实现周围环境的拍摄，导航单元60实现佩戴者的自身定位，由此丰富安全帽的功能。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。