智能工装安全系统旨在通过嵌入式技术和传感器持续监控工人的环境状况和生命体征,以提升高风险环境中的工作安全。系统主要解决工人规避安全规程的问题,通过实时监测和警报机制,减少事故和健康风险。
核心问题与解决方案
- 问题:工人因缺乏风险意识、过度自信或职场暴力文化等原因规避安全规程(如佩戴PPE)。
- 解决方案:集成可穿戴设备的智能工装,实现环境、生命体征和行为监测,并通过网状网络和独立设备发出实时警报。
系统架构与功能
- 使用场景:
- 监督控制:智能工装单元直接向邻近同事发送警报。
- 网状网络:通过智能手机收集和显示所有人的状态及遥测数据。
- 硬件组成:
- 微控制器单元(MCU)及传感器:温度、湿度、IMU(跌倒检测)、压力(海拔)、紫外线、空气质量、心电图。
- 电池与电源管理:锂聚合物电池(3.7V)及充电器IC(bq21040)、稳压器(LDK120)。
- 通信模块:蓝牙低功耗(BLE)用于设备间和与智能手机通信。
- 软件功能:
- 心率检测算法:基于Pan-Tompkins算法,通过ECG信号分析计算心率。
- 安卓应用:可视化传感器数据,提供“发现模式”“连接状态”“连接原始数据”三个视图。
研究与测试
- 原型设计:SoftServe研发团队构建智能工装夹克原型,集成传感器和算法。
- 实地测试:验证系统在距离、功耗、工作时长、事故检测等性能参数上的表现。
- 算法优化:计划通过去噪技术提升心电信号处理精度,未来扩展心血管疾病和情绪状态检测。
结论
智能工装系统能显著提升工人安全性和监控能力,通过实时警报和数据分析,减少事故和健康风险,改善工人的生活和工作环境。