施工工地智能安全帽監測系統研究

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摘要:施工工地一直是一個高危險的地區，施工人員在其上經常為了省事而不佩戴安全帽。一旦危險發生，施工人員就會由于缺少安全帽的保護釀成嚴重的危險事故。本設計不僅可以保證施工人員在施工過程中始終佩戴安全帽，還可以實時監測施工人員的健康狀況并輔助監管人員實現對施工人員的考勤等作用。

關鍵詞:智能安全帽；RFID射頻識別；北斗定位；Zigbee

l1引言

施工工人在施工過程中由于其施工環境的不確定性，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頻發。本設計不僅利用RFID射頻識別模塊實現工人上班時的自動打卡，還能通過北斗定位模塊精準定位工人位置并能有效地減輕監管人員的工作復雜度。

2設計思路

本施工工地智能安全帽監測系統涉及無線信息傳輸、身份識別、網絡信息處理等技術。該系統由安全帽嵌入式設備和PC、手機移動終端組成。其中嵌入式設備包含硬件主控板（CC2530）、北斗定位模塊、RFID射頻識別模塊、溫濕度采集模塊。該系統可對施工工地已佩戴該安全帽的工人通過北斗定位確認其所處位置，再通過溫濕度采集模塊對其周圍環境信息進行采集，經過安全帽上的主控板處理后將數據發送至服務器，經服務器處理后可將數據存入MySql數據庫中進行有效的存儲。而監管人員還可通過網頁對服務器進行訪問以查看每位工人的工作情況。

3實現原理

本系統主要分為兩部分，組成原理如圖1所示。3.1北斗定位技術。目前世界上比較成熟的可以做到精確定位的全球定位系統主要有四種：美國的GPS定位系統、俄羅斯的Glonass、歐盟的Galileo、中國的BDS[1-2]。本設計使用北斗定位模塊通過3.3V電源進行驅動，與CC2530之間采用UART異步通訊方式，將讀取到的短報文進行解析便可以獲得精確的位置信息。3.2Zigbee通訊網絡。本設計使用CC2530為主控芯片，具有良好的無線收發能力、成本低廉。以其組成的zigbee網絡更是具有功耗低、時延短、網絡容量大等特點[3-4]。而且zigbee無線網絡還提供了基于循環冗余校驗（CRC）的數據包完整性檢查功能，更是大大地提升了其系統的安全性。

4軟件設計

4.1系統設計。本系統網頁端與服務器之間采用C/S模式[5]，有利于實現PC端與Android的資源共享、能夠科學的專業的進行信息的快速處理并且能夠更好地保護原有的資源。本系統的網頁有以下特點：一是具有注冊團隊等功能，可以通過HTTP協議向服務器請求提交數據，服務器響應請求后將數據存入MySql數據庫可供安卓端或網頁端請求訪問。二是網頁具有百度地圖端，定時向服務器請求數據，服務器響應請求后，返回數據給網頁地圖，進而將數據直觀顯示在地圖上。工程隊注冊界面效果如圖2所示。Android端工作模式主要是客戶端-服務器模式（即Client/Server結構）。它可以充分地利用兩端的硬件環境的優勢，并將任務合理地分配到Client端和Server端來分別實現，可以極大地降低系統的通訊開銷。Android端地圖界面效果如圖3所示。4.2數據庫設計。采用MySQL數據庫作為數據的存儲數據庫。該數據庫是一種開源的關系型數據庫管理系統（RDBMS）[6]，有良好的可靠性和適用性、較快的存取速度，能有效地對數據進行及時保存和查詢。

5結束語

本系統的設計充分利用了無線射頻技術和無線傳輸技術的優點，不僅解決了工地監管人員對工作人員的監管問題，還利用溫濕度等模塊實時采集工人所處的工作環境信息，及時分析工人的工作環境是否安全。系統采用的CC2530具有功耗低、成本低、時效長的特點，能有效地保護工人的人身安全。

參考文獻

[1]徐岸,朱華.基于北斗衛星導航的城市停車優化系統設計研究.赤峰學院學報:自然科學版,2018,34(8):111-113

[2]付文慶.基于北斗定位和4G的空氣質量監測系統設計[碩士學位論文].北方工業大學,北京,2018

[3]王永強,王遠飛,陸欣.基于Zigbee技術的無線傳感器網絡的設計與實踐.數碼世界,2017,12(3):4

[4]劉瓊,周之光,朱志偉.基于CC2430的低功耗ZigBee無線傳感器網絡節點的設計.湖南工業職業技術學院學報,2009,9(5):15-16

[5]張捷.C/S結構的遠程計算機監控軟件開發應用.電子測試,2018(15):81-82

[6]林恒建.MySQL和Oracle數據庫系統比較教學.電子世界,2019(24):98-99

作者:王樂 盧社階 單位:1.湖北科技學院計算機科學與技術學院 2.湖北科技學院工程技術研究院