北斗卫星导航系统在一体化智能安全头盔中的应用

曹宇; 唐小波; 宋育泽; 王宁; 鲁洪江

doi:10.12265/j.gnss.2021011402

北斗卫星导航系统在一体化智能安全头盔中的应用

doi: 10.12265/j.gnss.2021011402

曹宇^{1, 2},
唐小波^{1, 2, ,},
宋育泽^{1, 2},
王宁^{1, 2},
鲁洪江^{1, 2}

1.
上海海洋大学工程学院，上海 201306
2.
上海海洋可再生能源工程技术研究中心，上海 201306

详细信息

作者简介:
唐小波：（1994—），男，硕士研究生，主要研究方向为海洋新能源、机电一体化

通信作者:
唐小波 E-mail：1051524870@qq.com

中图分类号: P228.4
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出版历程
- 收稿日期: 2021-01-14
- 网络出版日期: 2021-07-05
- 刊出日期: 2021-06-30

Application of BDS in an integrated intelligent safety helmet

CAO Yu^{1, 2},
TANG Xiaobo^{1, 2
, ,},
SONG Yuze^{1, 2},
WANG Ning^{1, 2},
LU Hongjiang^{1, 2}

1.
College of Engineering Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China
2.
Shanghai Engineering Research Center of Marine Renewable Energy, Shanghai 201306, China

摘要

摘要: 随着自动化仪器越来越普及，工程现场应用的智能化安全头盔，已经为国内外用户所重视. 为加快一体化智能安全头盔的商业化生产步伐，本文作者设计了一套基于北斗卫星导航系统(BDS)一体化智能安全头盔的操作人员工作环境监测与安全评估系统. 通过获取一氧化碳(CO)浓度、温度、湿度等所处环境的实际情况，实现操作人员工作状况的目标定位和监测数据传输，实现控制台对操作人员工作环境实时安全评估、轨迹追踪及灾害预警功能.
- 安全头盔 /
- 北斗卫星导航系统(BDS) /
- 目标定位 /
- 数据传输 /
- 实时安全评估
Abstract: The demand for intelligent safety helmets is applied at engineering sites, and has been valued by domestic and international users as automated instruments become more and more popular. BeiDou satellite positioning system (BDS) development technology has become the new highland of science and technology innovation in today's world. In order to accelerate the pace of commercial production of integrated intelligent safety helmet, it is urgent to strengthen the long term monitoring of the environment the operator works. This paper designs a system based on BDS, which can provide operator's environment monitoring and assessment. By showing carbon dioxide (CO) concentration, temperature, humidity, and the actual situation of the environment in which the operator works, the targeting and the monitoring data transmission of the operator's working condition can be realized. Also, real-time safety assessment of the working environment under different working conditions, trajectory tracking and disaster warning functions can be accomplished.
- safety helmets /
- BeiDou satellite positioning system (BDS) /
- targeting /
- data transmission /
- real-time safety assessment

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图 1 一体化智能安全头盔结构图

注：1. 头盔主体；2. 透气孔；3. 加强筋；4. 帽檐；5. 电源模块；6. AR眼镜支架；7. 线路连接通道；8. 带子；9. AR眼镜；10. AR眼镜连接架；11. 应急灯；12. LED灯；13. 摄像头；14. 红外传感器，湿度传感器，CO浓度传感器等功能集成模块.

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图 2 一体化智能安全头盔控制流程图

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图 3 部分控制原理图

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图 4 系统结构图

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图 5 客户端功能图

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图 6 客户端与服务端体系结构图

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图 7 系统登录界面

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图 8 系统主界面

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表 1 BDS卫星RDSS短报文数据传输内容说明

名称	字节/byte	说明	备注
头盔状态	20	头盔状态	放大100倍
温度	15	环境温度	放大10倍
湿度	15	环境湿度	放大10倍
定位	30	定位数据	放大10倍
ID	20	头盔ID	放大100倍
指令	50	控制指令	放大100倍
CO浓度	20	环境CO浓度	放大10倍

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参考文献(12)

[1]	李东博, 王景光, 焦恒. 北斗智能交通综合服务系统应用[J]. 卫星应用, 2017(6): 45-50. DOI: 10.3969/j.issn.1674-9030.2017.06.013
[2]	崔秀芳, 石福孝, 李培培, 等. BDS在仿生机器鱼中的应用研究[J]. 全球定位系统, 2019, 44(6): 70-74.
[3]	郭英起, 张贺, 高延平, 等. 基于BDS海洋上冰山踪迹监测方案设计[J]. 全球定位系统, 2014, 39(6): 69-72.
[4]	唐金元. 北斗卫星导航区域系统发展应用综述[J]. 全球定位系统, 2013, 38(5): 47-52. DOI: 10.3969/j.issn.1008-9268.2013.05.010
[5]	高小娟. 基于北斗卫星的可靠远程通信系统设计[D]. 天津: 天津大学, 2015.
[6]	何大海, 侯倩. 推进军民融合加快北斗产业发展[J]. 卫星应用, 2018(7): 8-13. DOI: 10.3969/j.issn.1674-9030.2018.07.005
[7]	刘春宝. 2017年国外导航卫星发展综述[J]. 国际太空, 2018(2): 31-36. DOI: 10.3969/j.issn.1009-2366.2018.02.006
[8]	王永鼎, 程湘裕. 基于BDS的混合动力船舶节能研究[J]. 全球定位系统, 2020, 45(2): 112-118.
[9]	张丽珍, 杨加庆, 邵祺, 等. 基于北斗定位系统的虾塘投饵管控系统的设计和实现[J]. 全球定位系统, 2017, 42(2): 83-87.
[10]	杨元喜, 李金龙, 徐君毅, 等. 中国北斗卫星导航系统对全球PNT用户的贡献[J]. 科学通报, 2011, 56(21): 1734-1740.
[11]	范龙, 柴洪洲. 北斗二代卫星导航系统定位精度分析方法研究[J]. 海洋测绘, 2009, 29(1): 25-27, 45. DOI: 10.3969/j.issn.1671-3044.2009.01.008
[12]	王世明, 王家之, 李泽宇, 等. BDS在浮式自供电消波堤通信中的应用[J]. 全球定位系统, 2019, 44(2): 110-115.