施工工地智能安全帽监测系统研究

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摘要:施工工地一直是一个高危险的地区，施工人员在其上经常为了省事而不佩戴安全帽。一旦危险发生，施工人员就会由于缺少安全帽的保护酿成严重的危险事故。本设计不仅可以保证施工人员在施工过程中始终佩戴安全帽，还可以实时监测施工人员的健康状况并辅助监管人员实现对施工人员的考勤等作用。

关键词:智能安全帽；RFID射频识别；北斗定位；Zigbee

l1引言

施工工人在施工过程中由于其施工环境的不确定性，其人身安全往往得不到有效的保障。再加上部分施工工人并不在意安全帽的使用致使施工工地上事故频发。本设计不仅利用RFID射频识别模块实现工人上班时的自动打卡，还能通过北斗定位模块精准定位工人位置并能有效地减轻监管人员的工作复杂度。

2设计思路

本施工工地智能安全帽监测系统涉及无线信息传输、身份识别、网络信息处理等技术。该系统由安全帽嵌入式设备和PC、手机移动终端组成。其中嵌入式设备包含硬件主控板（CC2530）、北斗定位模块、RFID射频识别模块、温湿度采集模块。该系统可对施工工地已佩戴该安全帽的工人通过北斗定位确认其所处位置，再通过温湿度采集模块对其周围环境信息进行采集，经过安全帽上的主控板处理后将数据发送至服务器，经服务器处理后可将数据存入MySql数据库中进行有效的存储。而监管人员还可通过网页对服务器进行访问以查看每位工人的工作情况。

3实现原理

本系统主要分为两部分，组成原理如图1所示。3.1北斗定位技术。目前世界上比较成熟的可以做到精确定位的全球定位系统主要有四种：美国的GPS定位系统、俄罗斯的Glonass、欧盟的Galileo、中国的BDS[1-2]。本设计使用北斗定位模块通过3.3V电源进行驱动，与CC2530之间采用UART异步通讯方式，将读取到的短报文进行解析便可以获得精确的位置信息。3.2Zigbee通讯网络。本设计使用CC2530为主控芯片，具有良好的无线收发能力、成本低廉。以其组成的zigbee网络更是具有功耗低、时延短、网络容量大等特点[3-4]。而且zigbee无线网络还提供了基于循环冗余校验（CRC）的数据包完整性检查功能，更是大大地提升了其系统的安全性。

4软件设计

4.1系统设计。本系统网页端与服务器之间采用C/S模式[5]，有利于实现PC端与Android的资源共享、能够科学的专业的进行信息的快速处理并且能够更好地保护原有的资源。本系统的网页有以下特点：一是具有注册团队等功能，可以通过HTTP协议向服务器请求提交数据，服务器响应请求后将数据存入MySql数据库可供安卓端或网页端请求访问。二是网页具有百度地图端，定时向服务器请求数据，服务器响应请求后，返回数据给网页地图，进而将数据直观显示在地图上。工程队注册界面效果如图2所示。Android端工作模式主要是客户端-服务器模式（即Client/Server结构）。它可以充分地利用两端的硬件环境的优势，并将任务合理地分配到Client端和Server端来分别实现，可以极大地降低系统的通讯开销。Android端地图界面效果如图3所示。4.2数据库设计。采用MySQL数据库作为数据的存储数据库。该数据库是一种开源的关系型数据库管理系统（RDBMS）[6]，有良好的可靠性和适用性、较快的存取速度，能有效地对数据进行及时保存和查询。

5结束语

本系统的设计充分利用了无线射频技术和无线传输技术的优点，不仅解决了工地监管人员对工作人员的监管问题，还利用温湿度等模块实时采集工人所处的工作环境信息，及时分析工人的工作环境是否安全。系统采用的CC2530具有功耗低、成本低、时效长的特点，能有效地保护工人的人身安全。

参考文献

[1]徐岸,朱华.基于北斗卫星导航的城市停车优化系统设计研究.赤峰学院学报:自然科学版,2018,34(8):111-113

[2]付文庆.基于北斗定位和4G的空气质量监测系统设计[硕士学位论文].北方工业大学,北京,2018

[3]王永强,王远飞,陆欣.基于Zigbee技术的无线传感器网络的设计与实践.数码世界,2017,12(3):4

[4]刘琼,周之光,朱志伟.基于CC2430的低功耗ZigBee无线传感器网络节点的设计.湖南工业职业技术学院学报,2009,9(5):15-16

[5]张捷.C/S结构的远程计算机监控软件开发应用.电子测试,2018(15):81-82

[6]林恒建.MySQL和Oracle数据库系统比较教学.电子世界,2019(24):98-99

作者:王乐 卢社阶 单位:1.湖北科技学院计算机科学与技术学院 2.湖北科技学院工程技术研究院