具有精确定位通信功能的安全帽装置

刘彦

摘要：一种具有精确定位通信功能的安全帽装置，属于电子技术领域，包括安全帽体以及设置在安全帽体上的电路装置，电路装置包括控制器模块、GPS定位模块、喇叭电路、4G通信模块、继电器模块、LoRa定位模块、电池、开关电路和电压采样电路。本文主要分析一种具有定位通信的安全帽。

关键词：多功能智能型安全帽;电力企业;预警防护;采集信息

引言

在生产和建设过程中，企业最关心的是在保障生产安全的前提下提高生产效率，安全生产摆在首位。施工作业人员的作业性质都是呈立体化纵深地理位置分布，管理范围较大。在工作进行时，管理人员无法准确的了解作业人员的位置、工作情况、具体地点分布等相关信息。因此，需要设计一种具有实时通信和定位安全帽装置。

1、实用新型内容

这种具有定位通信的安全帽，解决现有建筑施工作业下无法快速获取施工人员的具体位置和指令实时传达的技术问题。

一种具有定位通信的安全帽，包括安全帽体以及设置在安全帽体上的电路装置，电路装置包括控制器模块、GPS定位模块、喇叭电路、4G通信模块、继电器模块、LoRa定位模块、电池、开关电路和电压采样电路，所述GPS定位模块、喇叭电路和4G通信模块均与控制器模块连接，所述控制器模块经继电器模块、LoRa定位模块连接，所述电池与控制器模块和继电器模块连接，所述电池经开关电路与电压采样电路连接，所述电压采样电路与控制器模块连接。

进一步地，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻，所述第一分压电阻一端与所述开关信号输出端相连，另一端通过所述第二分压电阻接地，所述第一开关管的控制极连接在所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，第一电极接地，第二电极与所述第三分压电阻相连，所述第二开关管的控制极连接在第三分压电阻和所述第四分压电阻之间，第一电极与所述电池的正极输出端相连，第二电极与所述电压采样电路相连，所述第四分压电阻一端与所述电池的正极输出端相连，另一端连接在所述第三分压电阻和所述第二开关管的控制极之间，所述第一开关管为N沟道场效应管，控制极为所述N沟道场效应管的栅极，第一电极为所述N沟道场效应管的源极，第二电极所述N沟道场效应管的漏极，所述第二开关管为P沟道场效应管，控制极为所述P沟道场效应管的栅极，第一电极为所述P沟道场效应管的源极，第二电极为所述P沟道场效应管的漏极。

进一步地，所述安全帽体包括帽体、帽带、喇叭、帽带扣和NTC温度传感器，所述帽带设置在帽体的两边，所述帽带扣设置在帽带上，所述帽带扣上设置有插拔开关，所述NTC温度传感器和喇叭均与电路装置连接，所述NTC温度传感器设置在帽体的内部，所述电路装置设置在帽体的顶部。

进一步地，所述NTC温度传感器的个数为三个以上，NTC温度传感器设置在帽体的边缘内侧，喇叭设置在帽体内侧的耳朵处。

进一步地，所述帽体的顶部设置有支撑墩，所述支撑墩的顶部设置为平面结构，所述电路装置固定在支撑墩上。

进一步地，电路装置包括盒体，所述盒体内还设置有充放电电路，所述盒体外设置有充电口，所述充电口与充放电电路连接，所述充电口上设置有防水盖。

进一步地，所述电路装置的顶端设置有太阳能板，所述太阳能板的输出端与充放电电路连接，所述太阳能板为薄膜太阳板。

2、具体实施方式

本实用新型实施例中，所述开关电路包括第一开关管、第二开关管、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第四分压电阻，所述第一分压电阻一端与所述开关信号输出端相连，另一端通过所述第二分压电阻接地，所述第一开关管的控制极连接在所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，第一电极接地，第二电极与所述第三分压电阻相连，所述第二开关管的控制极连接在第三分压电阻和所述第四分压电阻之间，第一电极与所述电池的正极输出端相连，第二电极与所述电压采样电路相连，所述第四分压电阻一端与所述电池的正极输出端相连，另一端连接在所述第三分压电阻和所述第二开关管的控制极之间，所述第一开关管为N沟道场效应管，控制极为所述N沟道场效应管的栅极，第一电极为所述N沟道场效应管的源极，第二电极所述N沟道场效应管的漏极，所述第二开关管为P沟道场效应管，控制极为所述P沟道场效应管的栅极，第一电极为所述P沟道场效应管的源极，第二电极为所述P沟道场效应管的漏极。

通过第一分压电阻R1与第二分压电阻R2的分压作用，使第一开关管Q1的控制极的电压降低到驱动电压，使得第一开关管Q1导通，避免控制器模块的高电平信号输出端VCC_SYS的电压过高导致第一开关管Q1损坏。第二开关管Q2的控制极连接在第三分压电阻R3和第二分压电阻R4之间，第一电极与电池的正极输出端VBAT相连，第二电极与电压采样电路相连。第四分压电阻R4一端与电池的正极输出端VBAT相连，另一端连接在第三分压电阻R3和第二开关管Q2的控制极之间。通过第三分压电阻R3和第四分压电阻R4的分压作用，使得第二开关管Q2的控制极的电压降低到驱动电压，使得第二开关管Q2导通，避免电压过高而损坏第二开关管Q2。

第一开关管Q1的控制极为N沟道场效应管的栅极（即G极），第一开关管Q1的第一电极为N沟道场效应管的源极（即S极），第一开关管Q1的第二电极为N沟道场效应管的漏极（即D极）。在一种实施例中，N沟道场效应管的源极与漏极之间有寄生二极管，用于防止N沟道场效应管的源极和漏极之间电流过大，损坏N沟道场效应管。第二开关管Q2为P沟道场效应管;相应地，第二开关管Q2的控制极为P沟道场效应管的栅极（即G极），第二开关管Q2的第一电极为P沟道场效应管的源极（即S极），第二开关管Q2的第二电极为P沟道场效应管的漏极（即D极）。

结束语

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

参考文献：

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