具有用于连接状态和控制的感应传感器的坠落防护设备
阅读说明：本技术 具有用于连接状态和控制的感应传感器的坠落防护设备 (Fall protection device with inductive sensor for connection status and control ) 是由 安东尼·J·诺维茨基 罗纳德·D·杰斯密 贾德·J·佩纳 斯科特·E·布里格姆 杰佛瑞·T· 于 2019-02-06 设计创作，主要内容包括：本发明描述了用于监测和控制坠落防护设备的技术。例如,本公开的技术可以用于监测坠落防护设备的连接状态,例如坠落防护设备是否连接到支撑结构。本公开中描述的技术可以基于坠落防护设备内的感应传感器的电子电路的谐振频率的变化来确定该坠落防护设备是否连接到支撑结构。感应传感器可由成组的一个或多个线圈形成,其中第一组一个或多个线圈和第二组一个或多个线圈沿相反方向缠绕。(Techniques for monitoring and controlling fall protection devices are described. For example, the techniques of this disclosure can be used to monitor the attachment status of the fall protection device, such as whether the fall protection device is attached to the support structure. The techniques described in this disclosure can determine whether a fall protection device is connected to a support structure based on a change in a resonant frequency of an electronic circuit of an inductive sensor within the fall protection device. The inductive sensor may be formed by a set of one or more coils, wherein the first set of one or more coils and the second set of one or more coils are wound in opposite directions.)
技术领域
本公开涉及安全设备，并且尤其涉及坠落防护设备。
背景技术
坠落防护设备对于在潜在有危害或甚至致命的高度进行操作的工人来说是重要的安全设备。例如，为了帮助确保坠落事件中的安全性，工人通常穿戴安全束具，这些安全束具连接到具有坠落防护设备(诸如系索、能量吸收器、自缩救生绳(SRL)、下降器等)的支撑结构。当工人连接到支撑结构时，工人可能被称为“绑定”或“锚定”。为了在高处工作时保持安全工作状况，工人可以始终保持与支撑结构的至少一个连接。
坠落防护设备可以包括用于将工人连接到支撑结构(也称为锚固件)的各种部件。例如，扣钩和钩环可以具有可移动门，其允许工人连接到支撑结构和与支撑结构断开。作为另一个示例，梯式安全套筒可以具有可移动门，其允许工人连接到爬梯式坠落制停系统载体(例如，柔性缆线或刚性轨支撑结构，)和与其断开。
发明内容
一般来讲，本公开描述了坠落防护设备，该坠落防护设备具有用于监测和控制坠落防护设备的使用的感应传感器。例如，本公开描述了用于确认坠落防护装置联接到支撑结构以确保工人适当地绑定(例如，锚定)到该结构的感测技术的示例。本公开描述了使用感应感测技术，诸如检测坠落防护装置内的一个或多个感应传感器的电子电路的谐振频率的变化，以确定支撑结构是否在坠落防护装置的附接区域内。
在一个示例中，本公开描述了坠落防护装置，该坠落防护装置包括主体，该主体至少部分地限定用于将坠落防护装置附接到支撑结构的附接区域；可移动门，该可移动门连接到主体并且被构造为在打开位置和关闭位置之间移动。打开位置提供对坠落防护装置的附接区域的进入，并且关闭位置限制对附接区域的进入。坠落防护装置还包括主体内的感应传感器，以用于感测支撑结构是否在附接区域内。感应传感器包括布置在主体内的电路，使得当支撑结构在附接区域内时，相对于当支撑结构不在附接区域内时，感应传感器的电路的谐振频率改变。
在一个示例中，本公开描述了用于坠落防护检测的系统，该系统包括坠落防护装置，该坠落防护装置包括具有电子电路的感应传感器和耦接到感应传感器的一个或多个处理器。一个或多个处理器被配置为确定感应传感器的电子电路的谐振频率的变化，基于感应传感器的电子电路的谐振频率的变化来确定支撑结构是否在坠落防护装置的附接区域内，以及至少部分地基于确定支撑结构是否在坠落防护装置的附接区域内，生成指示该坠落防护装置是否锚定到支撑结构的信息。
在一个示例中，本公开描述了用于坠落防护检测的方法，该方法包括确定坠落防护装置的感应传感器的电子电路的谐振频率的变化，基于感应传感器的电子电路的谐振频率的变化来确定支撑结构是否在坠落防护装置的附接区域内，以及至少部分地基于确定支撑结构是否在坠落防护装置的附接区域内，生成指示该坠落防护装置是否锚定到支撑结构的信息。
附图和以下描述中示出了本公开的一个或多个示例的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，本公开的其他特征、目标和优点将显而易见。
附图说明
图1是示出根据本公开的各种技术的示例性系统的框图，其中具有嵌入式传感器和通信能力的个人防护设备(PPE)在多种工作环境内使用并且由个人防护设备管理系统管理。
图2是示出图1所示的个人防护设备管理系统的操作透视图的框图。
图3是示出根据本公开的方面的可用于监视和/或控制坠落防护设备的计算装置的一个示例的框图。
图4A和图4B是一起示出用于确定坠落防护装置是否锚定到支撑结构的示例性过程的流程图。
图5是示出用于确定坠落防护装置的感应传感器的基准谐振频率的示例性过程的流程图。
图6是示出用于确定平均谐振频率的示例性过程的流程图，该平均谐振频率用于确定图5的基准谐振频率。
图7是示出坠落防护装置的示例性感应传感器的概念图。
图8是示出坠落防护装置的多个感应传感器的示例的概念图。
图9是示出坠落防护装置的多个感应传感器的另一个示例的概念图。
图10示出了根据本公开的方面配置的钩环的示例。
图11示出了根据本公开的方面配置的载体套筒的示例。
图12示出了图11所示的梯式安全套筒的另一个视图。
图13是示出根据本公开的各个方面的与可穿戴数据集线器通信的坠落防护设备的示例的概念图。
图14示出了指示坠落防护装置的安全状态的状态机。
图15是示出用于确定坠落防护装置是否锚定到支撑结构的另一个示例的流程图。
具体实施方式
根据本公开的方面，坠落防护装置的制品可以被配置为合并一个或多个感应传感器，以用于感测坠落防护装置的操作。坠落防护装置通常可以指用于将用户(例如，工人)连接到支撑结构以便在坠落的情况下将用户固定到支撑结构(例如，将工人绑定或锚定到支撑结构)的装置。坠落防护设备的示例包括各种钩环(也称为“弹簧钩”或“扣钩”)、钩环铁、载体套筒、或能够将用户连接到支撑结构和与支撑结构断开的其他装置。可以适于结合本公开的某些技术的扣钩的特定示例是由3M Fall Protection Business制造的SaflokTM扣钩。可以适于结合本公开的某些技术的载体套筒的特定示例是由3M Fall ProtectionBusiness制造的Lad-SafTMX3可拆卸载体套筒。支撑结构可以包括锚、救生索或能够在坠落的情况下支撑用户的重量的另一种结构。
在一些示例中，感应传感器感测支撑结构是否设置在坠落防护设备的附接区域内，或者坠落防护设备的其它操作或特性。例如，感应传感器的电特性可指示工人是否锚定到支撑结构。如本文所述，坠落防护设备的附接区域通常可以指由包围支撑结构的坠落防护设备的一个或多个部件限定的区域。也就是说，当固定到支撑结构时，附接区域是设置有支撑结构的坠落防护设备的区域。相关于钩环作为示例，附接区域可以是由主体和钩环的门限定的钩环的内部区域。
为了适当地绑定，当工人使用时，坠落防护装置应当连接到支撑结构(通常为金属)。本公开描述了坠落防护装置的示例，该坠落防护装置被配置有用于确定支撑结构是否设置在坠落防护设备内的感应传感器，以及用于使用示例性感应传感器来确定是否存在金属支撑结构的示例性算法。
根据本公开的方面，坠落防护装置和/或与坠落防护装置通信的计算装置可以使用信息来确定布置在坠落防护设备内的感应传感器中的电特性变化，诸如谐振频率的变化，以确定坠落防护设备是否锚定到金属支撑结构。如更详细描述的，响应于金属设置在坠落防护设备的附接区域内，感应传感器中的一个或多个感应传感器的谐振频率可以偏移。
例如，当在附接区域中没有设置金属时，感应传感器的电路以特定的基准谐振频率谐振。具体地讲，感应传感器被配置有多个电线圈，使得当电流流过电路时，电路在坠落防护装置的附接区域内形成电磁场。因此，感应传感器可在坠落防护装置内定位和取向，以便当电流被驱动通过其相应的电路时在附接区域中产生电磁场。
因此，当金属设置在附接区域中时，电磁场可引起金属中的涡电流或者以坠落防护装置的感应传感器能够检测的方式与金属相互作用。例如，涡电流与感应传感器反应以形成一组耦接的电感器。电感器的耦接继而可改变坠落防护装置内的电子电路的所测量的谐振频率。然而，如果除金属或其它导电结构之外的某物设置在附接区域中，则可能不存在与电磁场的任何相互作用，并且因此不存在电感耦合，并且在感应传感器的电子电路的所测量的谐振频率中可能不存在变化，或者至少不存在大于阈值量的频率变化的变化。通过检测谐振频率的变化(例如，超过阈值量的频率变化，诸如5千赫(kHz))，坠落防护装置和/或与坠落防护装置通信的计算装置可确定支撑结构被锚定还是未被锚定。
使用感应传感器来确定坠落防护装置是否被锚定可出于各种原因而提供技术优势。例如，常规磁性传感器可仅检测含铁金属，但使用如本文所述的感应传感器可提供能够检测所有或几乎所有金属和其它导电结构的技术优点。感应传感器可为相对低功率、低成本和耐用的，以用于确定所述结构是否适于绑定。例如，即使坠落防护设备被覆盖(例如，用混凝土或冰覆盖)，感应传感器确定结构是否适于绑定的能力也可能不会受到影响。然而，如果机械传感器(而不是感应传感器)被覆盖并用于坠落防护装置中，则可能对坠落防护装置是否被锚定的适当感测产生影响。在一些示例中，所述技术使用机械传感器和感应传感器的组合来确定坠落防护装置是否被锚定。
此外，如更详细描述的，在一个或多个示例中，感应传感器可用于检测支撑结构的金属的类型。在各种情况下，检测金属的类型可能是有用的。例如，安全要求可以是坠落防护装置将锚定到钢，而不是锚定到铝。通过确定支撑结构的金属的类型，示例性技术可确认坠落防护装置是否锚定到正确类型的金属。
在一些环境中，外部远距磁场(例如，不是由流过电子电路的电流引起的那些磁场)可影响感应传感器的谐振频率，诸如通过影响感应传感器的电感。这些外部磁场可在确定一个或多个感应传感器的谐振频率是否改变时引起误差。在一个或多个示例中，感应传感器包括由相对于彼此沿相反方向卷绕的两组或更多组线圈(例如，第一组一个或多个线圈，以及第二组一个或多个线圈)形成的电感器。线圈的相反绕组导致由于外部磁场的存在而在线圈中的一个线圈中产生的任何电流基本上抵消由于相同的外部磁场而在线圈中的另一个线圈中产生的任何电流。因为由外部磁场引起的任何电流通常被消除，所以一个或多个感应传感器可以是免疫的或以其它方式减少外部磁场的影响，从而改善了支撑结构的检测以及对装置正确锚定的确认。
图1是示出包括用于管理个人防护设备的个人防护设备管理系统(PPEMS)6的示例计算系统2的框图。如本文所述，PPEMS允许授权用户实行预防性职业健康和安全措施，并且管理安全防护设备的检验和维护。通过与PPEMS 6进行交互，安全专业人员可例如管理区域检查、工人检查、工人健康和安全合规培训。
一般来讲，PPEMS 6提供数据采集、监测、活动日志记录、报告、预测分析以及警告生成。例如，PPEMS 6包括根据本文所述的各种示例的基础分析和安全事件预测引擎和警告系统。如下文进一步所述，PPEMS 6提供了一套集成的个人安全防护设备管理工具，并且实现本公开的各种技术。也就是说，PPEMS 6提供了集成的端对端系统，该系统用于管理在一个或多个物理环境10内的工人8使用的个人防护设备，例如安全设备，该物理环境可以是建筑工地、采矿或制造场所或任何物理环境。本公开的技术可在计算环境2的各种部分内实现。
如图1的示例所示，系统2表示计算环境，其中多个物理环境8A、8B(统称为环境8)内的计算装置经由一个或多个计算机网络4与PPEMS 6进行电子通信。物理环境8中的每个物理环境表示物理环境诸如工作环境，在该环境中，一个或多个个体诸如工人10在从事相应环境内的任务或活动的同时利用个人防护设备。
在该示例中，环境8A被大体示出为具有工人10，而环境8B以扩展形式示出以提供更详细的示例。在图1的示例中，多个工人10A-10N被示出为利用相应的坠落防护装置11A-11N(统称为坠落防护装置11)，其在该示例中被示为附接到安全支撑结构12的各种钩环、载体套筒和自缩救生绳(SRL)。
如本文进一步所描述，坠落防护装置11中的每个坠落防护装置包括嵌入式感应传感器或监测装置以及处理电子器件，它们被配置为在用户(例如，工人)在穿戴坠落防护设备时参与活动时实时地捕获数据。例如，如相对于图10所示的示例更详细地描述的，坠落防护装置11可以包括各种电子传感器，诸如被配置为感测与连接相关联的特性的一个或多个传感器(称为连接传感器)，以及用于测量坠落防护装置11的操作的一个或多个使用和环境传感器。此外，坠落防护装置11中的每个坠落防护装置可包括一个或多个输出装置，用于输出指示坠落防护装置11的操作的数据和/或生成通信并将其输出到相应工人10。例如，坠落防护装置11可包括一个或多个装置，以生成听觉反馈(例如，一个或多个扬声器)、视觉反馈(例如，一个或多个显示器、发光二极管(LED)等)或触觉反馈(例如，振动或提供其它触觉反馈的装置)。然而，并非在所有示例中都需要此类反馈。
一般来讲，环境8中的每个环境包括计算设施(例如，局域网)，坠落防护装置11能够通过该计算设施与PPEMS 6通信。例如，环境8可被配置有无线技术，诸如802.11无线网络、802.15ZigBee网络等。在图1的示例中，环境8B包括本地网络7，该本地网络提供基于分组的输送介质，以用于经由网络4与PPEMS 6通信。此外，环境8B包括多个无线接入点19A、19B，多个无线接入点19A、19B可在地理上分布在整个环境中，以在整个工作环境中提供对无线通信的支持。
坠落防护装置11中的每个坠落防护装置被配置为经由无线通信诸如经由802.11WiFi协议、蓝牙协议等传送数据诸如感测的运动、事件和条件。坠落防护装置11可例如与无线接入点19直接通信。作为另一个示例，每个工人10可配备有可佩戴通信集线器14A-14M中的相应一个可佩戴通信集线器，其实现并且有利于坠落防护装置11与PPEMS 6之间的通信。例如，用于相应工人10的坠落防护装置11以及其它PPE可经由蓝牙或其它短程协议与相应通信集线器14进行通信，并且通信集线器可经由通过无线接入点19处理的无线通信来与PPEM 6进行通信。虽然被示出为可佩戴装置，但是集线器14可被实现为部署在环境8B内的独立式装置。
在一些情况下，集线器14中的每个集线器可以作为用于中继与坠落防护装置11的通信的坠落防护装置11的无线装置操作，并且可能够在PPEMS 6丢失的情况下缓冲使用数据。此外，集线器14中的每个集线器能够经由PPEMS 6编程，使得本地警告规则可在不需要连接到云的情况下安装并执行。因此，集线器14中的每个集线器对来自坠落防护装置11和/或相应环境内的其它PPE的使用数据流提供中继，并且提供本地计算环境以用于在与PPEMS6失去通信的情况下基于事件流进行本地化警告。
如图1的示例中所示，环境诸如环境8B也可为在工作环境内提供准确的位置信息的一个或多个支持无线的信标诸如信标17A-17C。例如，信标17A-17C可以是GPS启用的，使得相应信标内的控制器可能够精确地确定相应信标的位置。基于与信标17中的一个或多个信标的无线通信，由工人10穿戴的坠落防护装置11的给定制品或通信集线器14被配置为确定工人在工作环境8B内的位置。以该方式，报告给PPEMS 6的事件数据可标记有位置信息以帮助由PPEMS实行的分析、报告和解析。
此外，环境诸如环境8B也可为一个或多个支持无线的感测站，诸如感测站21A、21B。每个感测站21包括一个或多个传感器和一个控制器，它们被配置为输出指示所感测的环境条件的数据。此外，感测站21可定位在环境8B的相应地理区域内，或者以其它方式与信标17进行交互以确定相应位置并且在向PPEMS 6报告环境数据时包括此类位置信息。
因此，PPEMS 6可被配置为使所感测的环境条件与特定区域相关，并且因此可在处理从坠落防护装置11接收的事件数据时利用所捕获的环境数据。例如，PPEMS 6可利用环境数据以帮助生成用于坠落防护装置11的警告或其它指令，并且用于执行预测分析，诸如确定在某些环境条件(例如，风速、热、湿度、可见性)与异常工人行为或增加的安全事件之间的任何相关性。因此，PPEMS 6可利用当前环境条件来帮助预测和避免即将发生的安全事件。可由感测装置21感测的示例性环境条件包括但不限于：温度、湿度、气体的存在、压力、可见性、风速等。
在示例性具体实施中，环境诸如环境8B还可包括一个或多个安全站15，一个或多个安全站15遍布于整个环境中以提供用于进入PPEMs 6的观察站。安全站15可允许工人10中的一个工人检查坠落防护装置11和/或其它安全设备中的一者，验证安全设备适于环境8中的特定环境和/或交换数据。例如，安全站15可将警告规则、软件更新或固件更新传输到坠落防护装置11或其它设备。安全站15还可接收缓存在坠落防护装置11、集线器14和/或其它安全设备上的数据。也就是说，虽然坠落防护装置11(和/或数据集线器14)通常可将使用数据从坠落防护装置11的传感器传输到网络4，但是在一些情况下，坠落防护装置11(和/或数据集线器14)可不具有到网络4的连接性。在此类情况下，坠落防护装置11(和/或数据集线器14)可本地存储使用数据，并且在接近安全站15时将使用数据传输到安全站15。安全站15之后可上传来自坠落防护装置11的数据并且连接到网络4。
此外，环境8中的每个环境包括计算设施，这些计算设施为最终用户计算装置16提供操作环境以用于经由网络4与PPEMS 6进行交互。例如，环境8中的每个环境通常包括负责监督环境内的安全合规性的一个或多个安全管理人员。一般来讲，每个用户20与计算装置16进行交互以进入PPEMS 6。远程用户可使用计算装置18来经由网络4与PPEMS进行交互。出于举例的目的，最终用户计算装置16可以是膝上型电脑、台式计算机、诸如平板电脑或所谓的智能电话的移动装置等。
用户20、24与PPEMS 6交互以控制并且主动管理工人10使用的安全设备的许多方面，诸如进入和查看使用记录、分析和报告。例如，用户20、24可查看由PPEMS 6采集和存储的使用信息，其中使用信息可包括：指定某一持续时间(例如，一天，一周等等)内的开始时间和结束时间的数据、在特定事件(诸如，所检测到的坠落)期间收集的数据、从用户采集的感测数据、环境数据等等。此外，用户20、24可与PPEMS 6交互以实行资产跟踪，并且为个别安全设备件(例如，坠落防护设备11)安排维护事件，以确保符合任何过程或规定。PPEMS 6可允许用户20、24相对于维护规程创建并完成数字检查表并将这些规程的任何结果从计算装置16、18同步到PPEMS 6。
此外，在一些示例中，PPEMS 6集成了事件处理平台，该事件处理平台被配置为处理来自数字启用的PPE诸如坠落防护装置11的数千甚至数百万个并发事件流。PPEMS 6的基础分析引擎可以将历史数据和模型应用于入站流以计算断言，诸如基于工人10的条件或行为模式识别的异常或预测的安全事件发生。PPEMS 6可以提供实时警告和报告，以向工人10和/或用户20、24通知任何预测的事件、异常、趋势等等。
PPEMS 6的分析引擎可在一些示例中应用分析来识别感测的工人数据、环境条件、地理区域和其它因素之间的关系或相关性，并且分析对安全事件的影响。PPEMS 6可基于整个工人群体10中获得的数据来确定在某个地理区域内的哪些特定活动可能导致或预测导致异常高的安全事件发生。
以该方式，PPEMS 6通过基础分析引擎和通信系统集成了用于管理个人防护设备的综合工具，以提供数据获取、监视、活动存录、报告、行为分析和警告生成。此外，PPEMS 6在系统2的各种元件之间提供由这些元件操作和利用的通信系统。用户20、24可进入PPEMS以查看有关由PPEMS 6对从工人10获取的数据执行的任何分析的结果。在一些示例中，PPEMS 6可经由web服务器(例如，HTTP服务器)呈现基于web的界面，或者可为由用户20、24使用的计算装置16、18的装置(诸如，台式计算机、膝上型计算机、诸如智能电话和平板电脑的移动装置等)部署客户端应用程序。
在一些示例中，PPEMS 6可提供数据库查询引擎，用于直接查询PPEMS 6以查看所获取的安全信息、合规信息和分析引擎的任何结果，例如，通过仪表板、警告通知、报告等。也就是说，用户24、26或在计算装置16、18上执行的软件可向PPEMS 6提交查询，并且接收对应于这些查询的数据以便以一个或多个报告或仪表板的形式进行呈现。此类仪表板可提供关于系统2的各种见解，诸如整个工人群体中的基准(“正常”)操作，从事可能使工人暴露于风险的异常活动的任何异常工人的识别，环境2内任何地理区域的识别，对于该环境，已经或预测会发生显著异常(例如，高)安全事件，表现出相对于其他环境的安全事件的异常发生的环境2中任一个的识别，等等。
PPEMS 6可简化对于负责监视和确保实体或环境的安全合规的个人的工作流程。也就是说，本公开的技术可启用主动安全管理，并且允许组织相对于环境8内的某些区域、坠落防护装置11的特定制品或个别工人10采取预防或纠正措施，定义并且还可允许实体实现由基础分析引擎进行数据驱动的工作流过程。
作为一个示例，PPEMS 6的基础分析引擎可被配置为针对整个组织计算和呈现给定环境8内或跨多个环境的工人群体的客户定义的度量。例如，PPEMS 6可被配置为获取数据并且在整个工人群体中(例如，在环境8A、8B中的任一者或两者的工人10中)提供聚合性能度量和预测的行为分析。还有，用户20、24可设定用于任何安全事故发生的基准，并且PPEMS 6可相对于针对个体或定义的工人群体的基准跟踪实际性能度量。
作为另一个示例，如果存在条件的某些组合，PPEMS 6可进一步触发警告，例如以加速检查或维修安全设备，诸如坠落防护装置11中的一个坠落防护装置。以这种方式，PPEMS 6可标识度量不满足基准的坠落防护装置11的个别制品或工人10，并且提示用户进行干预和/或执行规程来相对于基准改进度量，从而确保遵守情况并且主动地管理工人10的安全。
PPEMS 6、集线器14、安全站15和/或计算装置16跟踪的一个条件是工人10是否与相应的坠落防护装置11适当地绑定(例如，跟踪坠落防护装置11是否被锚定)。例如，当支撑结构12为金属支撑结构，位于坠落防护装置11A的附接区域内，并且坠落防护装置11A的门关闭时，坠落防护装置11A被锚定，从而将坠落防护装置11A固定到金属支撑结构。如本文所述，本公开描述了用于基于来自相应坠落防护装置11内的传感器的测量来确定坠落防护装置是否被适当地锚定的示例性技术。
如本文所述，坠落防护装置11中的一个或多个坠落防护装置包括一个或多个感应传感器，该感应传感器包括具有基于感应传感器的电感和电容的谐振频率的相应电子电路。谐振频率通常描述感应传感器的电路的响应振幅处于相对最大值处的频率。换句话讲，当将具有输入振幅和谐振频率的信号施加到感应传感器时，输出振幅和输入振幅之间的比率最大化。如上所述，坠落防护装置11或其它计算装置可利用检测算法，如果金属结构诸如支撑结构12靠近感应传感器，则该检测算法检测感应传感器的电路的谐振频率的变化。
当电流被驱动通过感应传感器的电路时，感应传感器在附接区域内生成电磁场(例如，感应传感器以在附接区域内生成电磁场的方式定位和取向)。电磁场可使得涡电流在金属结构内生成，这继而使得支撑结构12与感应传感器电感耦合。电感耦合引起总电感(例如，来自感应传感器和与金属的耦接的电感)的有效变化，这继而使谐振频率(例如，所测量的谐振频率)偏移。
在本公开中，术语“基准谐振频率”是指当在感应传感器附近不存在金属结构时感应传感器的电子电路的谐振频率。在一个或多个示例中，PPEMS 6、集线器14、安全站15和/或计算装置16基于坠落防护装置11的一个或多个感应传感器的基准谐振频率的变化来确定坠落防护装置11是否锚定到适当的支撑结构，如支撑结构12。
在一些示例中，即使在没有金属结构靠近感应传感器时，温度或正常延长使用也可能改变感应传感器的基准谐振频率。否则，基准谐振频率的这种变化可能导致锚定的错误或不正确检测。本公开描述了用于针对基准谐振频率的变化进行重新校准以确保正确确定锚定的示例性技术。此外，在一些工作环境中，外部磁场或杂散磁场可耦接到感应传感器中并且导致基准谐振频率的变化。本公开描述了感应传感器的示例，该感应传感器消除或以其它方式压制外部磁场对基准谐振频率的影响，从而改善检测。
图2是提供PPEMS 6在作为基于云的平台进行托管时的操作透视图的框图，该基于云的平台能够支持具有整个工人10群体的多种不同的工作环境8，该整个工人群体具有各种支持通信的个人防护设备(PPE)，诸如坠落防护装置11、呼吸器13、安全帽或其它安全设备。在图2的示例中，PPEMS 6的部件根据实现本公开的技术的多个逻辑层进行布置。每个层可由包括硬件、软件或硬件和软件的组合的一个或多个模块实现。
在图2中，个人防护设备(PPE)62诸如坠落防护装置11、呼吸器13和/或其它设备直接或通过集线器14以及计算装置60作为客户端63操作，该客户端经由接口层64与PPEMS 6通信。计算装置60通常执行客户端软件应用程序，诸如桌面应用程序、移动应用程序和web应用程序。计算装置60可表示图1的计算装置16、18中的任一个。计算装置60的示例可包括但不限于便携式或移动计算装置(例如，智能手机、可佩戴计算装置、平板电脑)、膝上型计算机、台式计算机、智能电视平台以及服务器，这里仅举几个例子。
如本公开中进一步描述，PPE 62(直接或经由集线器14)与PPEMS 6进行通信，以提供从嵌入式传感器和其它监测电路获取的数据流，并且从PPEMS 6接收警告、配置和其它通信。在计算装置60上执行的客户端应用程序可与PPEMS 6进行通信，以发送和接收由服务68检索、存储、生成和/或以其他方式处理的信息。例如，客户端应用程序可请求和编辑安全事件信息，该安全事件信息包括存储在PPEMS 6处和/或由该PPEMS管理的分析数据。在一些示例中，客户端应用程序61可请求并且显示总安全事件信息，该总安全事件信息汇总或以其他方式聚集安全事件的多个单独实例以及从PPE 62获取和/或由PPEMS 6生成的对应数据。客户端应用程序可与PPEMS 6交互，以查询关于过去和预测的安全事件、工人10的行为趋势的分析信息，仅举几个例子。在一些示例中，客户端应用程序可输出从PPEMS 6接收的显示信息，以使此类信息对客户端63的用户可视化。如下文的进一步说明和描述，PPEMS 6可提供信息至客户端应用程序，客户端应用程序输出该信息用于显示在用户界面中。
在计算装置60上执行的客户端应用程序可被实现用于不同平台，但是包括类似或相同的功能。例如，客户端应用程序可以是编译成在桌面操作系统上运行的桌面应用程序诸如Microsoft Windows、Apple OS x或Linux，仅举几个例子。作为另一个示例，客户端应用程序可以是编译成在移动操作系统上运行的移动应用程序诸如Google Android、AppleiOS、Microsoft Windows mobile或BlackBerry OS，这里仅举几个例子。作为另一个示例，客户端应用程序可为web应用程序，诸如显示从PPEMS 6接收的web页面的web浏览器。
在web应用程序的示例中，PPEMS 6可接收来自web应用程序(例如，web浏览器)的请求、处理请求并往回向web应用程序发送一个或多个响应。以这种方式，网页的收集、客户端侧处理的web应用程序以及由PPEMS 6执行的服务器侧处理共同提供执行本公开的技术的功能。以这种方式，客户端应用程序根据本公开的技术使用PPEMS 6的各种服务，并且这些应用程序可在各种不同的计算环境(例如，仅举几个例子，PPE的嵌入式电路或处理器、桌面操作系统、移动操作系统或web浏览器)内操作。
如图2所示，PPEMS 6包括接口层64，该接口层64表示由PPEMS 6呈现和支持的应用程序编程接口(API)或协议接口集。接口层64最初从客户端63中的任一个接收消息，以便在PPEMS 6处进一步处理。因此，接口层64可提供在客户端63上执行的客户端应用程序可用的一个或多个接口。在一些示例中，接口可以是通过网络进入的应用程序编程接口(API)。接口层64可用一个或多个web服务器实现。一个或多个web服务器可接收传入请求，将来自请求的信息处理和/或转发到服务68，并且基于从服务68接收的信息来向初始发送请求的客户端应用程序提供一个或多个响应。在一些示例中，实现接口层64的一个或多个web服务器可包括运行环境以部署提供一个或多个接口的程序逻辑。如下文进一步描述的，每个服务可提供可经由接口层64进入的一组一个或多个接口。
在一些示例中，接口层64可提供使用HTTP方法与服务交互和操纵PPEMS 6的资源的代表性状态传输(RESTful)接口。在此类示例中，服务68可生成JavaScript ObjectNotation(JSON)消息，接口层64将该JSON消息发送回提交初始请求的客户端应用程序61。在一些示例中，接口层64使用简单对象访问协议(SOAP)提供web服务来处理来自客户端应用程序61的请求。在其它示例中，接口层64可使用远程过程调用(RPC)来处理来自客户端63的请求。在从客户端应用程序接收到使用一个或多个服务68的请求时，接口层64向包括服务68的应用层66发送信息。
如图2所示，PPEMS 6还包括应用层66，该应用层66表示用于实现PPEMS 6的大部分底层操作的服务的集合。应用层66接收从客户端应用程序61接收的请求中包括的信息，并且根据请求调用的服务68中的一个或多个进一步处理信息。应用层66可被实现为在一个或多个应用服务器(例如，物理或虚拟机)上执行的一个或多个离散软件服务。也就是说，应用服务器提供用于执行服务68的运行环境。在一些示例中，如上所述的功能接口层64和应用层66的功能可在同一服务器处实现。
应用层66可包括一个或多个独立的软件服务68，例如经由逻辑服务总线70通信的过程作为一个示例。服务总线70通常表示诸如通过发布/订阅通信模型允许不同的服务将消息发送到其他服务的逻辑互连或接口集。例如，服务68中的每个服务可基于针对相应服务设定的标准来订阅具体类型的消息。
当服务发布服务总线70上特定类型的消息时，订阅该类型消息的其他服务将接收消息。以这种方式，服务68中的每个服务可彼此传达信息。作为另一个示例，服务68可使用套接字或其它通信机制以点对点的方式通信。在其它示例中，可使用流水线系统架构来在软件系统服务处理数据消息时强制执行对数据消息的工作流和逻辑处理。在描述服务68中的每个服务的功能之前，本文简单地描述层。
PPEMS 6的数据层72表示数据储存库，该数据储存库使用一个或多个数据储存库74为PPEMS 6中的信息提供持久性。数据储存库通常可以是存储和/或管理数据的任何数据结构或软件。数据储存库的示例包括但不限于关系数据库、多维数据库、地图和散列表，仅举几个例子。可使用关系数据库管理系统(RDBMS)软件来实现数据层72以管理数据储存库74中的信息。RDBMS软件可管理一个或多个数据储存库74，使用结构化查询语言(SQL)可进入该数据储存库。一个或多个数据库中的信息可使用RDBMS软件来存储、检索和修改。在一些示例中，可使用对象数据库管理系统(ODBMS)、在线分析处理(OLAP)数据库或其它合适的数据管理系统来实现数据层72。
如图2所示，服务68A-68H(“服务68”)中的每个在PPEMS 6内以模块化形式实现。虽然针对每个服务被示出为单独的模块，但是在一些示例中，两个或更多个服务的功能性可组合到单个模块或部件中。服务68中的每个服务可以以软件、硬件或硬件和软件的组合来实现。此外，服务68可被实现为单独的装置、单独的虚拟机或容器、进程、线程或通常用于在一个或多个物理处理器上执行的软件指令。
在一些示例中，服务68中的一个或多个可各自提供通过接口层64暴露的一个或多个接口。因此，计算装置60的客户端应用程序可调用服务68中的一个或多个服务的一个或多个接口来执行本公开的技术。
在一些示例中，服务68可包括事件处理平台，该事件处理平台包括事件端点前端68A、事件选择器68B、事件处理器68C和高优先级(HP)事件处理器68D。事件端点前端68A作为用于接收和发送到PPE 62和集线器14的通信的前端接口操作。换句话说，事件端点前端68A作为部署在环境8内并由工人10使用的安全设备的前线接口操作。
在一些情况下，事件端点前端68A可实现为衍生的多个任务或作业，以从PPE 62接收携带由安全设备感测和捕获的数据的事件流69的各个入站通信。例如当接收事件流69时，事件端点前端68A可衍生使入站通信(称为一个事件)快速入队和关闭通信会话的任务，从而提供高速处理和可缩放性。例如，每个进入通信可携带表示感测的条件、运动、温度、动作或其他数据(通常称为事件)的最近捕获的数据。根据通信延迟和连续性，在事件端点前端68A与PPE之间交换的通信可以是实时的或伪实时的。
事件选择器68B在经由前端68A从PPE 62和/或集线器14接收的事件流69上操作，并且基于规则或分类来确定与传入事件相关联的优先级。基于优先级，事件选择器68B将这些事件入队以便由事件处理器68C或高优先级(HP)事件处理器68D进行后续处理。另外的计算资源和对象可专用于HP事件处理器68D，以便确保对关键事件的响应，这些关键事件诸如未正确使用PPE、使用了基于地理位置和条件不适当的过滤器和/或呼吸器、未能恰当地紧固坠落防护设备11等等。响应于处理高优先级事件，HP事件处理器68D可立即调用通知服务68E以生成警告、指令、警报或其它类似消息，以便输出到坠落防护装置11、集线器14和/或远程用户20、24。未被分类为高优先级的事件由事件处理器68C消耗并处理。
一般来讲，事件处理器68C或高优先级(HP)事件处理器68D对传入事件流进行操作以更新数据储存库74内的事件数据74A。一般来讲，事件数据74A可包括从PPE 62获得的使用数据的全部或其子集。例如，在一些情况下，事件数据74A可包括从PPE 62的电子传感器获得的整个数据样本流。在其它情况下，事件数据74A可包括此类数据的子集，例如，与特定时间段或PPE 62的活动相关联。
事件处理器68C、68D可创建、读取、更新和删除存储在事件数据74A中的事件信息。事件信息可作为包括信息的名称/值对的结构诸如以行/列格式指定的数据表存储在相应的数据库记录中。例如，名称(例如，列)可以是“工人ID”，并且值可以是员工标识号。事件记录可包括信息诸如但不限于：工人识别、PPE识别、获取一个或多个时间戳和指示一个或多个感测的参数的数据。
此外，事件选择器68B将传入事件流引导到流分析服务68F，该流分析服务68F表示被配置为对传入事件流执行深度处理以执行实时分析的分析引擎的示例。流分析服务68F可例如被配置为在接收到事件数据74A时实时处理和比较具有历史数据和模型74A的事件数据74A的多个流。以该方式，流分析服务68D可被配置为检测异常，变换传入事件数据值，在基于条件或工人行为检测到安全问题时触发警告。
历史数据和模型74B可包括例如指定安全规则、业务规则等。以这种方式，历史数据和模型74B可表征坠落防护装置11的用户的活动，例如遵守安全规则、业务规则等。此外，流分析服务68D可通过记录管理和报告服务68G生成用于通过通知服务68F或计算装置60与PPE 62进行通信的输出。
分析服务68F可以处理来自环境8内的工人10利用的启用的安全PPE 62的入站事件流、潜在的数百或数千个事件流，以应用历史数据和模型74B，以基于工人的条件或行为模式计算断言，诸如识别的异常或即将发生的安全事件的预测发生。分析服务68D可通过服务总线70来将断言发布到通知服务68F和/或记录管理以便输出到客户端63中的任一个。
以该方式，分析服务68F可被配置为主动安全管理系统，该主动安全管理系统预测即将发生的安全问题，并且提供实时警告和报告。此外，分析服务68F可以是决策支持系统，该决策支持系统提供用于处理事件数据的入站流的技术以生成对于企业、安全官员和其他远程用户的汇总或个性化工人和/或PPE基础上的统计、结论和/或建议形式的断言。例如，分析服务68F可应用历史数据和模型74B，以基于检测到的行为或活动模式、环境条件和地理位置来确定对于特定工人而言安全事件即将到来的可能性。
在一些示例中，分析服务68F可基于由PPEMS 6存储的处理信息生成用户界面，以向客户端63中的任一个提供可操作的信息。例如，分析服务68F可生成仪表板、警告通知、报告等以用于在客户端63中任一个处输出。此类信息可提供关于以下的各种见解：整个工人群体中的基准(“正常”)操作，识别任何可能使工人暴露于风险的异常活动的异常工人，环境内任何地理区域的识别，对于该环境，已经或预测会发生显著异常(例如，高)安全事件，表现出相对于其他环境的安全事件的异常发生的环境中任一个的识别，等等。
虽然可使用其他技术，但是在一个示例具体实施中，分析服务68F在对安全事件流进行操作时利用机器学习以便执行实时分析。也就是说，分析服务68F包括通过将机器学习应用于训练事件流数据和已知安全事件以检测模式而生成的可执行代码。可执行代码可采用软件指令或规则集的形式，并且通常被称为模型，该模型随后可应用于事件流69，用于检测类似的模式并且预测即将发生的事件。
在一些示例中，分析服务68F可生成对于特定的工人的单独的模型、特定的工人群体、特定环境或其组合。分析服务68F可基于从PPE 62接收的使用数据来更新模型。例如，分析服务68F可基于从PPE 62接收的数据来更新针对特定工人、特定工人群体、特定环境或其组合的模型。
替代地或附加地，分析服务68F可将所生成的代码和/或机器学习模型的全部或部分传达至集线器14(或PPE 62)以供在其上执行，以使得近乎实时地向PPE提供本地警告。可用于生成模型74B的示例性机器学习技术可包括各种学习方式诸如受监督的学习、无监督学习和半监督学习。算法的示例性类型包括贝叶斯算法、聚类算法、决策树算法、正则化算法、回归算法、基于实例的算法、人工神经网络算法、深度学习算法、降维算法等。具体算法的各种示例包括贝叶斯线性回归、提升决策树回归和神经网络回归、反向传播神经网络、Apriori算法、K均值聚类、k-最近邻(kNN)、学习矢量量化(LVQ)、自我-组织地图(SOM)、局部加权学习(LWL)、岭回归、最小绝对收缩和选择算子(LASSO)、弹性网络和最小角度回归(LARS)、主成分分析(PCA)和主成分回归(PCR)。
记录管理和报告服务68G处理并且响应经由接口层64从计算装置60接收的消息和查询。例如，记录管理和报告服务68G可接收来自客户端计算装置的请求，该请求针对与个别工人、工人的群体或样本集、环境8的地理区域或整个环境8、PPE 62的个体或组/类型相关的事件数据。作为响应，记录管理和报告服务68G基于请求来进入事件信息。在检索事件数据时，记录管理和报告服务68G构建对初始地请求信息的客户端应用程序的输出响应。
作为另外的示例，记录管理和报告服务68G可接收查找、分析和关联PPE事件信息的请求。例如，记录管理和报告服务68G可在历史时间帧内从客户端应用程序接收针对事件数据74A的查询请求，诸如用户可在一段时间内查看PPE事件信息并且/或者计算装置可在一段时间内分析PPE事件信息。
在示例具体实施中，服务68还可包括安全服务68H，该安全服务68H使用PPEMS 6对用户和请求进行认证和授权。具体地，安全服务68H可接收来自客户端应用程序和/或其他服务68的认证请求，以进入数据层72中的数据并且/或者执行应用层66中的处理。认证请求可包括凭据诸如用户名和密码。安全服务68H可查询安全数据74A以确定用户名和密码组合是否有效。配置数据74D可包括为授权凭证、策略和用于控制对PPEMS 6的进入的任何其他信息的形式的安全数据。如上所述，安全数据74A可包括授权凭据诸如针对PPEMS 6的授权用户的有效用户名和密码的组合。其他凭据可包括允许进入PPEMS 6的装置标识符或装置配置文件。
安全服务68H可针对在PPEMS 6处执行的操作提供审计和日志记录功能性。例如，安全服务68H可记录由服务68执行的操作和/或数据层72中由服务68进入的数据。安全服务68H可将审计信息诸如记录的操作、进入的数据和规则处理结果存储在审计数据74C中。在一些示例中，响应于满足一个或多个规则，安全服务68H可生成事件。安全服务68H可将指示这些事件的数据存储在审计数据74C中。
PPEMS 6可包括自检部件68I、自检标准74E和工作关系数据74F。自检标准74E可包括一个或多个自检标准。工作关系数据74F可包括对应于PPE、工人和工作环境的数据之间的映射。工作关系数据74F可以是用于存储、检索、更新和删除数据的任何合适的数据存储区。工作关系数据74F可存储工人10A的唯一标识符与数据集线器14A的唯一装置标识符之间的映射。工作关系数据存储区74F还可将工人映射到环境。在图2的示例中，自检部件68I可接收或以其他方式确定对于数据集线器14A、工人10A和/或与工人10A相关联或分配给该工人的PPE的来自工作关系数据74F的数据。基于该数据，自检部件68I可从自检标准74E中选择一个或多个自检标准。自检部件68I可将自检标准发送到数据集线器14A。
在一些示例中，事件处理器68C以及记录管理和报告服务68G可生成指示坠落防护装置11是否被适当地锚定的信息。例如，坠落防护装置11可被配置为传输最终由PPEMS 6接收的信息，该信息基于坠落防护装置11的感应传感器的谐振频率是否改变来指示坠落防护装置11是否被锚定。事件处理器68C可处理指示坠落防护装置11是否被锚定的数据，并且报告服务68G生成指示坠落防护装置11是否被锚定的报告。例如，报告服务68G可生成指示坠落防护装置11中的每一个坠落防护装置被锚定了多久、多久锚定一次、何时被锚定等的报告，其中此类信息是基于由坠落防护装置11的感应传感器的感测而生成的，包括感应传感器的电子电路的谐振频率是否改变的信息。在一些示例中，如果工人10不符合坠落防护装置11的适当锚定，则事件处理器68B和通知服务68E可一起生成警告。
图3示出了可以结合在坠落防护装置11的制品中的计算装置的示例。为方便起见，相对于坠落防护装置11A示出该示例。坠落防护装置11B-11N可与坠落防护装置11A基本上类似(包括相同)。
在所示的示例中，计算装置98包括处理器100、感应感测处理器101、存储器102、通信单元104、一个或多个连接传感器106、坠落防护单元108、一个或多个使用和环境传感器110以及输出单元112。应当理解，图3所示的计算装置98的架构和布置仅出于示例性目的而示出。在其它示例中，合并在坠落防护装置11A的制品中的计算装置98可以各种其它方式配置为与图3所示的那些相比具有附加的、更少的或替代的部件。例如，如下面更详细描述的，计算装置98可以被配置为仅包括部件的子集，诸如通信单元104和连接传感器106，并且可以将某些处理功能卸载到另一个装置，诸如集线器14中的一个。
作为一个示例，计算装置98包括确定传感器106的感应传感器的谐振频率的感应感测处理器101。在一些示例中，处理器100进一步处理指示谐振频率的信息。在一些示例中，作为两个非限制性示例，通信单元104输出指示谐振频率的信息以供其它处理器诸如集线器14或PPEMS 6的那些处理器处理。为了方便起见，相对于处理器100来描述示例，但应当理解，处理器100的操作可由其它处理器诸如集线器14或PPEMS 6的那些处理器来执行，或者由处理器100和其它处理器的组合来执行。
一般来讲，计算装置98包括多个传感器，该多个传感器捕获有关坠落防护装置11A的操作和/或其中使用坠落防护装置11A的环境的实时数据。此类数据在本文中称为使用数据。在一个示例中，处理器100被配置为实现功能性和/或处理用于在计算装置98内执行的指令。例如，处理器100可能够处理由存储器102存储的指令。处理器100可包括例如：微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的离散或集成逻辑电路。此外，在一些示例中，处理器100可以是模拟部件，诸如加法器、比较器、低通滤波器等。在本公开中，处理器100的操作可由DSP、ASIC、FPGA或由固定功能模拟电路(比如滤波器、比较器和加法器)执行。
存储器102可包括计算机可读存储介质或计算机可读存储装置。在一些示例中，存储器102可包括短期存储器或长期存储器中的一者或多者。存储器102可包括例如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、磁性硬盘、光盘、闪存存储器、或电可编程存储器(EPROM)或电可擦且可编程存储器(EEPROM)的形式。
在一些示例中，存储器102可存储操作系统(未示出)或控制计算装置98的部件的操作的其它应用程序。例如，操作系统可有利于将数据从电子传感器(例如，连接传感器106)传送到通信单元104。在一些示例中，存储器102用于存储用于由处理器100执行的程序指令。存储器102还可被配置为在操作期间将信息存储在计算装置98内。
计算装置98可使用通信单元104经由一个或多个有线或无线连接来与外部装置通信。通信单元104可包括设计用于信号调制的各种混合器、滤波器、放大器和其它部件，以及设计用于发射和接收数据的一个或多个天线和/或其它部件。通信单元104可使用任何一种或多种合适的数据通信技术来向其它计算装置发送数据和接收数据。此类通信技术的示例包括TCP/IP、以太网、Wi-Fi、蓝牙、4G、LTE(仅举几个示例)。在一些情况下，通信单元104根据蓝牙低能量(BLU)协议进行操作。
连接传感器106包括合并在坠落防护装置11A中并被配置为生成指示坠落防护装置11A的操作或坠落防护装置11A的特性的输出数据的各种传感器。例如，连接传感器106可捕获指示坠落防护装置11A的部件的相对位置的数据，或者感测指示支撑结构是否在坠落防护装置11A的附接区域内的电特性(例如，谐振频率)。示例性连接传感器106包括一个或多个开关、霍尔效应传感器、磁传感器、光学传感器、超声波传感器、光电传感器、旋转编码器、加速度计等。关于下面图7-图9的示例描述连接传感器106的特定示例。
如更详细地描述，连接传感器106包括用于确定坠落防护装置11A是否适当地锚定到支撑结构12的一个或多个感应传感器。为了适当地锚定，一些业务或安全要求可规定坠落防护装置11A应锚定到金属结构(例如，支撑结构12应为金属结构)。在一个或多个示例中，一个或多个感应传感器的电特性可指示金属支撑结构12是否在坠落防护装置11A内。
感应传感器针对某一谐振频率(称为基准谐振频率)进行调谐。基准谐振频率是当感应传感器未与坠落防护装置11A外部的金属结构电感耦合时感应传感器的谐振频率。当感应传感器靠近金属时，诸如当金属设置在坠落防护装置11A的附接区域内时，感应传感器的谐振频率可改变。在一些示例中，处理器100被配置为确定连接传感器106的一个或多个感应传感器的谐振频率是否从基准谐振频率发生变化。基于谐振频率是否存在变化，处理器100或一些其它处理器确定坠落防护装置11A是否锚定到支撑结构12。
如图所示，计算装置98包括感应感测处理器101。感应感测处理器101可以是处理器100的一部分，但是为了便于理解而单独示出。感应感测处理器101确定连接传感器106的感应传感器的相应谐振频率。感应感测处理器101的一个示例是来自Texas
在一些示例中，存储器102存储连接传感器106的感应传感器的基准谐振频率值。如更详细所述，基准谐振频率值可由于感应传感器的温度和老化而改变，并且因此，处理器100可更新基准谐振频率值并将新的基准谐振频率值存储在存储器102中。对于每个感应传感器，处理器100确定差值，其中每个差值指示由感应感测处理器101测量的所测量的谐振频率与其当前基准谐振频率值之间的差值。
处理器100利用感应传感器中的每个感应传感器的差值来确定谐振频率是否有足够的变化，以确定金属在坠落防护装置11A的附接区域内。作为一个示例，如果差值中的任一个差值大于频率变化阈值，则处理器100可确定金属设置在坠落防护装置11A的附接区域中。然而，由于感应传感器的位置和金属在附接区域内的位置，存在金属在附接区域内但差值都不大于频率变化阈值的可能性。为了解决此类可能性，在一些示例中，处理器100对差值中的一个或多个差值求和，并且将所求和的差值与频率变化阈值进行比较。如果所求和的差值大于频率变化阈值，则处理器100可确定金属设置在坠落防护装置11A内。
在一些示例中，为了进一步确保金属设置在坠落防护装置11A内，处理器100可以确定先前谐振频率(例如，先前测量的感应传感器的所测量的谐振频率)与当前基准谐振频率值之间的差值。处理器100可使用两组差值(例如，所测量的谐振频率与当前基准谐振频率值之间的差值以及先前的谐振频率与当前基准谐振频率值之间的差值)来确定金属是否设置在坠落防护装置11A的附接区域内。
在上述示例中，处理器100使用当前基准谐振频率。同样，基准谐振频率是当没有金属设置在附接区域内时感应传感器的谐振频率。由于温度、磨损等的变化，基准谐振频率可针对感应传感器而变化。本公开在下面进一步描述了用于确定当前基准谐振频率的示例。
处理器100可至少部分地基于确定支撑结构是否在附接区域内来生成指示坠落防护装置11A是否锚定到支撑结构的信息。例如，如果确定金属支撑结构在附接区域内，则处理器100可生成像这样指示的信号。然后，通信单元104和/或输出单元112可将信息输出到集线器14或决定工人10A是否安全地固定到支撑结构的一些其它装置。在一些示例中，处理器100可被配置为确定工人10A是否安全地固定到支撑结构，而无需输出指示金属支撑结构在附接区域内的所生成的信号。
在一些示例中，通信单元104和/或输出单元112可输出指示坠落防护装置11A是否锚定到坠落防护装置11中的另一个坠落防护装置的信息。作为示例，在两个或更多个坠落防护装置11的系统中，一个坠落防护装置(例如，坠落防护装置11A)用作其它坠落防护装置11和所有外部计算装置(例如，集线器14、PPEMS 6)之间的桥接件。这以无线方式完成。在一些示例中，坠落防护装置11可能已经彼此通信以保持同步状态表，因此坠落防护装置11中的每一个坠落防护装置完全了解其它坠落防护装置11的状态。因此，外部计算装置可仅与坠落防护装置11中的一个坠落防护装置通信以确定所有坠落防护装置11的完成状态。
坠落防护单元108可以包括硬件和软件的任何组合(例如，可由处理器100执行)以控制合并在坠落防护装置11A中的锁109的操作(例如，如下面参照图10-图12更详细地描述的)。如本文所述，锁可以包括能够阻止或防止坠落防护装置11A与支撑结构断开的任何装置。仅作为一个示例并且如相对于图12所示的示例更详细地描述的，锁109可包括螺线管，该螺线管延伸以防止坠落防护装置11A的一个或多个部件移动，以便阻止或防止坠落防护装置与支撑结构断开。由于另一个锁109保持坠落防护装置11A的可移动门关闭。坠落防护单元108可被配置为例如基于来自连接传感器106的数据来控制锁109和/或反馈部件113的操作。
使用和环境传感器110可以包括捕获指示使用坠落防护装置11A的方式或坠落防护装置11A设置在的环境的数据的各种传感器。例如，使用和环境传感器110可以包括加速计、位置传感器、测高仪等。在该示例中，加速度计可被配置为生成指示坠落防护装置11A相对于重力的加速度的数据。加速度计可被配置为单轴或多轴加速度计以确定加速度的大小和方向，例如，作为向量，并且可用于确定取向、坐标、加速度、振动、震动和/或坠落。位置传感器可被配置为生成指示坠落防护装置11A在环境8中的一个环境中的位置的数据。位置传感器可包括全球定位系统(GPS)接收器、执行三角测量(例如，使用信标和/或其它固定通信点)的部件、或用于确定坠落防护装置11A的相对位置的其它传感器。测高仪可被配置为生成指示坠落防护装置11A在固定水平上方的高度的数据。在一些示例中，测高仪可被配置为基于大气压的测量结果来确定坠落防护装置11A的高度(例如，高度越大，压力越低)。此外，状态和环境传感器110可包括被配置为测量风速、温度、湿度、颗粒含量、噪声水平、空气质量、或可其中使用坠落防护装置11A的环境的任何种类的其它特性的一个或多个传感器。
输出单元112可以被配置为输出指示坠落防护装置11A的操作的数据，例如，如由计算装置98的一个或多个传感器测量的。在一些示例中，输出单元112可直接输出来自计算装置98的传感器的数据。例如，输出单元112可生成包含来自计算装置98的一个或多个传感器的实时或近实时数据的一个或多个消息，以用于经由通信单元104传输到另一装置。然而，在一些情况下，通信单元104可能例如由于坠落防护装置11A所位于的环境/或网络中断而不能与此类装置通信。在此类情况下，输出单元112可将使用数据高速缓存到存储器102。也就是说，输出单元112(或传感器本身)可将使用数据存储到存储器102，这可允许在网络连接变得可用时将使用数据上传到另一装置。
输出单元112还可被配置为生成可由坠落防护装置11A的用户感知到的听觉、视觉、触觉或其它输出。例如，输出单元112可包括一个或多个用户接口装置，其包括例如各种灯、显示器、触觉反馈发生器、扬声器等等。在一个示例中，输出单元112可包括位于坠落防护装置11A上和/或包括在位于坠落防护装置11A的用户的视野中的远程装置(例如，指示器眼镜、护目镜等)中的一个或多个发光二极管(LED)。在另一个示例中，输出单元112可包括位于坠落防护装置11A上和/或包括在远程装置(例如，听筒、头戴式耳机等)中的一个或多个扬声器。在又一示例中，输出单元112可包括生成振动或其它触觉反馈并且包括在坠落防护装置11A或远程装置(例如，手镯、头盔、听筒等)上的触觉反馈发生器。在又一示例中，输出单元112可以生成电子消息以用于传输到另一个计算装置，诸如终端用户计算装置16、计算装置18、安全站15、集线器14(图1)或任何其他计算装置。
如上所述，处理器100生成指示坠落防护装置11A是否被锚定的信息。在一些示例中，处理器100可使输出单元112基于指示坠落防护装置11A是否被锚定的信息来向工人10A输出指示他/她是否被适当锚定的信息。
在操作中，坠落防护单元108(或能够与计算装置98通信的另一个计算装置)可以使用来自连接传感器106的数据来确定坠落防护装置11A是否连接到支撑结构。例如，坠落防护单元108可以从连接传感器106接收指示坠落防护装置11A的部件的状态或操作的数据。坠落防护单元108可以基于所接收的数据确定坠落防护装置11A的多个制品的连接状态。例如，坠落防护单元108可以基于指示坠落防护装置11A的部件已经移动以允许连接到支撑结构并且支撑结构设置在坠落防护装置11A的附接区域内的数据来确定坠落防护装置11A的特定制品连接到支撑结构。
在一些情况下，坠落防护单元108可以基于所确定的连接状态来控制锁109和/或反馈部件113的操作。例如，基于确定坠落防护装置11的坠落防护装置11A是连接到支撑结构的唯一坠落防护装置(例如，根据确定的连接状态)，坠落防护单元108可以致动锁109以便阻止或防止坠落防护装置11A与支撑结构断开。
在一些示例中，锁109可以是坠落防护装置11A的二级或三级锁。例如，某些安全标准或代码可能需要至少两个单独且有意的动作以使坠落防护装置11A的部件移动(例如，用于使门移动)，由此允许坠落防护装置11A连接到支撑结构或与支撑结构断开。如下面参考图10和图11更详细地描述的，每个单独和有意的动作可以与锁定机构相关联。根据本公开的方面，锁109可以防止操作一个或多个此类锁定机构，例如，打开以允许与支撑结构断开。
坠落防护单元108还可以释放锁109。例如，在致动锁109之后，坠落防护单元108可以继续监测坠落防护装置11A是否连接到支撑结构。在坠落防护装置11A的一个或多个其它制品连接到支撑结构的情况下，坠落防护单元108可以释放锁109，使得锁109不再阻止坠落防护装置11A与支撑结构断开。
在坠落防护单元108致动锁109的情况下，输出单元112可以生成指示锁109已被致动的信号。例如，如上所述，输出单元112可以生成指示锁109已被致动的声音、视觉和/或触觉输出。在一些示例中，输出单元112可以附加地或替代地生成指示锁109已被致动的电子消息，以用于传输到另一个计算装置，诸如终端用户计算装置16、计算装置18、安全站15、集线器14(图1)或任何其他计算装置。
在一些情况下，锁109可以包含手动超控。例如，用户可以手动执行一个或多个动作以将锁109从锁定位置释放到解锁位置。除了上述警告之外或代替上述警告，输出单元112可以生成指示锁109已被坠落防护装置11A的用户手动超控的信号。例如，输出单元112可以生成指示已经执行手动超控的电子消息、听觉输出、视觉输出和/或触觉输出。
在一些示例中，代替致动锁109(或者除了致动锁109之外)，坠落防护单元108可以基于所确定的连接状态来致动反馈部件113。例如，基于确定坠落防护装置11A的特定制品是连接到支撑结构的唯一坠落防护装置(例如，根据确定的连接状态)，坠落防护单元108可以生成警告数据并将警告数据传输到反馈部件113。在接收到警告数据时，坠落防护装置11A可以生成指示坠落防护装置11A是坠落防护装置的连接到至少一个支撑结构的唯一制品的警告。也就是说，在一些示例中，反馈部件113可以生成听觉警告(例如，经由一个或多个扬声器)、视觉警告(例如，经由一个或多个显示器、发光二极管(LED)等)、或者触觉警告(例如，经由坠落防护装置11A的振动或提供其它触觉反馈的部件)。在其他示例中，如上所指出，输出单元112可以生成指示连接状态的电子消息，例如，用于传输到诸如计算装置18(图1)的另一个装置。在一些示例中，根据本公开的方面，坠落防护单元108可以确定是否已经发生坠落。例如，坠落防护单元108可以从连接传感器106接收指示施加到坠落防护装置11A的负载的数据。响应于负载超过预定阈值，坠落防护单元108可以生成用于由输出单元112输出的听觉、视觉或触觉警告。在一些示例中，坠落防护单元108还可以确定施加负载的持续时间，例如，以便确定不仅用户已经坠落(从而生成负载)，而且还在坠落后暂停。
图4A和图4B是一起示出用于确定坠落防护装置是否锚定到金属结构的示例性过程的流程图。如上所述，计算装置98包括感应感测处理器101，该感应感测处理器被配置为确定连接传感器106的感应传感器的谐振频率。如果感应传感器的谐振频率改变，则该变化可指示在坠落防护装置11A的附接区域内存在金属结构。如果在附接区域内存在金属结构，则在一些示例中，处理器100可被配置为生成指示坠落防护装置11A被适当地绑定(例如，适当地锚定)的信息。在一些示例中，处理器100使用指示谐振频率改变并且坠落防护装置11A的可移动门关闭的信息来确定坠落防护装置11A被适当地锚定。
为方便起见，图4A和图4B的示例相对于处理器100进行描述。然而，在一些示例中，处理器100收集指示谐振频率的信息并将此类信息输出到集线器14、安全站15、计算装置16和/或PPEMS 6，并且集线器14、安全站15、计算装置16和/或PPEMS 6中的一者或多者确定坠落防护装置11A是否被适当地锚定。因此，相对于处理器100所述的示例性技术可由处理器100，集线器14、安全站15、计算装置16和/或PPEMS 6中的一者或多者或它们的组合来执行。
图4A和图4B的示例相对于传感器106中存在两个感应传感器进行描述。然而，在传感器106中可仅存在一个感应传感器或者三个或更多个感应传感器。示例性技术可以以基本上类似的方式操作，不同的是如果仅存在一个感应传感器，则下述求和操作中的一些求和操作不是必要的。
在图4A和图4B的示例中，第一感应传感器和第二感应传感器的操作被示出为彼此并行发生。然而，图4A和图4B的示例不应如此限制。第一感应传感器和第二感应传感器的示例性操作可基本上同时、在时间上重叠或顺序地发生。另外，利用先前存储的值(诸如在存储器102中)的上述示例性操作可检索出值并且并行地、在时间上重叠地或顺序地对值执行操作。
如图所示，感应感测处理器101确定第一感应传感器(120A)的当前谐振频率，并且确定第二感应传感器(120B)的当前谐振频率。在一个或多个示例中，感应感测处理器101被配置为周期性地确定感应传感器中的每个感应传感器的谐振频率(例如，每100毫秒(ms)-200毫秒(ms))。在一些示例中，相比于可移动门打开的情况，感应感测处理器101在可移动门关闭的情况下更频繁地确定感应传感器中的每个感应传感器的谐振频率，从而通过不确定门打开的谐振频率来节省功率。
确定谐振频率的一种示例性方式是使感应感测处理器101以不同频率输出具有输入振幅的脉冲，并且测量频率中的每个频率的输出振幅。感应感测处理器101可针对脉冲的频率中的每个频率确定输出振幅与输入振幅之间的比率。输出振幅与输入振幅的比率最大的频率可指示谐振频率，并且感应感测处理器101将指示谐振频率的信息输出到处理器100以用于进一步处理。
在图4A中，处理器100确定第一感应传感器(122A)的基准谐振频率的当前估计，以及第二感应传感器(122B)的基准谐振频率的当前估计。用于确定基准谐振频率的当前估计的技术的示例相对于图5和图6更详细地描述。
感应传感器的基准谐振频率是当在感应传感器附近没有金属时感应传感器的谐振频率。针对特定谐振频率(例如，4.5MHz)调谐感应传感器中的每个感应传感器，并且基准谐振频率的初始估计可为针对其调谐感应传感器的谐振频率。然而，由于老化和其它因素，基准谐振频率可改变。因此，在一些示例中，处理器100周期性地确定感应传感器的基准谐振频率。
处理器100使用基准谐振频率来确定当前谐振频率是否不同于基准谐振频率。例如，处理器100确定第一感应传感器(124A)的当前谐振频率与基准谐振频率的估计之间的差值。这样，处理器100确定指示第一感应传感器的谐振频率的变化的第一差值。处理器100确定第二感应传感器(124B)的当前谐振频率与基准谐振频率的估计之间的差值。这样，处理器100确定指示第二感应传感器的谐振频率的变化的第二差值。
在确定差值时，处理器100从由感应感测处理器测量的表示为“f”的当前谐振频率中减去表示为“u”的基准谐振频率的估计。换句话讲，处理器100确定第一感应传感器的(f–u)并确定第二感应传感器的(f–u)。操作顺序(例如，从f中减去u)在某些情况下可能是有用的。例如，如果金属设置在附接区域内，则在感应传感器被设计用于的谐振频率(例如，约4.5MHz)下，谐振频率应当增加。因此，如果金属设置在附接区域内，则(f–u)应当为正数。
作为另一个示例，假设基准谐振频率为100kHz或更低。在此类示例中，如果钢或铁在附接区域内，则谐振频率应当增加。如果铝在附接区域内，则谐振频率应当减小。因此，如果(f–u)为正数，则处理器100可确定钢或铁在附接区域内，但是如果(f–u)为负数，则处理器100可确定铝在附接区域内。谐振频率是向上还是向下偏移可能是磁导率、金属类型和谐振频率的因素。对于高谐振频率(例如，1MHz或更大)，磁导率可不影响谐振频率。但是对于低谐振频率(例如，100kHz或更低)，磁导率可影响谐振频率。在一些示例中，在较低基准谐振频率下，铁或钢导致谐振频率向上偏移，但是铝导致谐振频率向下偏移，并且偏移方向用于确定附接区域内的金属的类型。
如上所述，感应传感器被配置用于约1MHz或更大的谐振频率，诸如4.5MHz。选择此类高谐振频率的一个原因是来自金属(例如，通常适合作为坠落防护装置11的支撑结构的金属)的电感耦合可能仅导致谐振频率增加。如果以较低频率选择谐振频率，则来自金属的电感耦合可导致谐振频率由于金属的磁导率而增大或减小。例如，如果感应传感器被配置用于的谐振频率太低，则涡电流可能导致谐振频率增加，但由于金属的磁导率引起的耦合导致谐振频率减小，从而导致谐振频率没有或几乎没有总体变化。在这种情况下，尽管金属设置在附接区域内，但谐振频率可不存在变化，并且处理器100可不正确地确定在附接区域内不存在金属。通过为感应传感器选择足够高的谐振频率，磁导率的影响可被消除，并且当金属设置在附接区域内时，谐振频率不断地增加。
在一些示例中，金属的磁导率可用作用于确定附接区域内的金属类型的优点。例如，如果基准谐振频率被设定为相对较低(例如，100kHz)，则处理器100可判断偏移方向(例如，相对于基准谐振频率向上或向下)以确定金属的类型。
在图4A所示的示例中，处理器100对差值求和(例如，对第一差值和第二差值求和)以生成谐振频率值的第一和变化(126)。在仅存在一个感应传感器的示例中，处理器100可不执行此类求和，并且在此类示例中，谐振频率值的第一和变化等于第一差值。在存在三个或更多个感应传感器的示例中，处理器100可对所有感应传感器的差值求和以产生谐振频率值的第一和变化。
在一些示例中，处理器100依赖于谐振频率值的第一和变化来确定金属结构是否设置在坠落防护装置11A的附接区域内以确保适当的锚定。例如，处理器100确定谐振频率的第一和变化是否大于频率变化阈值(例如，5kHz)。如果谐振频率的第一和变化大于频率变化阈值，则处理器100确定金属设置在附接区域内，并且如果门关闭，则生成指示坠落防护装置11A被锚定的信息。如果谐振频率的第一和变化小于或等于频率变化阈值，则处理器100确定金属未设置在附接区域内，并且生成指示坠落防护装置11A未被锚定或绑定的信息。
频率变化阈值可基于基准谐振频率。例如，具有4.5MHz的基准谐振频率的电子电路可能需要5kHz的频率变化阈值以检测特定金属支撑结构并抑制环境噪声。然而，具有8MHz的基准谐振频率的电子电路可能需要10kHz的频率变化阈值来检测和抑制环境噪声。
然而，为了进一步确保确定坠落防护装置11A是否被锚定的准确性，处理器100可依赖于第一感应传感器和第二感应传感器的先前谐振频率测量。感应感测处理器101将所测量的谐振频率值存储在存储器102中。在一些示例中，处理器100确定第一感应传感器(128A)的先前谐振频率和第二感应传感器(128B)的先前谐振频率。作为一个示例，第一感应传感器和第二感应传感器的先前谐振频率可以是紧接的之前测量的谐振频率(例如，紧接在当前测量的谐振频率之前测量的谐振频率值)。
处理器100确定第一感应传感器的先前谐振频率与第一感应传感器的基准谐振频率的当前估计之间的差值(130A)。在该示例中，先前谐振频率是处理器100从存储器102检索出的值，该值先前由感应感测处理器101确定为第一感应传感器的谐振频率，但是基准谐振频率是基准谐振频率的当前估计，而不是先前估计。处理器100确定第二感应传感器的先前谐振频率与第二感应传感器的基准谐振频率的当前估计之间的差值(130B)。在该示例中，先前谐振频率是处理器100从存储器102检索出的值，该值先前由感应感测处理器101确定为第二感应传感器的谐振频率，但是基准谐振频率是基准谐振频率的当前估计，而不是先前估计。
在图4A所示的示例中，处理器100对差值求和以生成谐振频率值的第二和变化(132)。参见图4B，处理器100将谐振频率值的第一和变化和第二和变化与频率变化阈值进行比较(134)，并且基于该比较来确定金属支撑结构是否在坠落防护装置11A的附接区域内。
例如，处理器100确定谐振频率值的第一和变化和第二和变化是否均小于频率变化阈值(136)。如果谐振频率值的第一和变化和第二和变化均小于频率变化阈值(136的是)，则处理器100可确定坠落防护装置11A未被锚定并且生成指示坠落防护装置11A未被锚定的信息。在一些示例中，即使谐振频率值的第一和变化和第二和变化均小于频率变化阈值，处理器100也可确定坠落防护装置11A被锚定。例如，如下所述，如果处理器100先前已确定坠落防护装置11A被锚定，并且从那以后，处理器100尚未确定门打开，则即使谐振频率值的第一和变化和第二和变化均小于频率变化阈值，处理器100也可确定坠落防护装置11A被锚定。
如果处理器100确定谐振频率值的第一和变化和第二和变化均不小于频率变化阈值(136的否)，则谐振频率值的第一和变化和第二和变化中的一者或两者可大于频率变化阈值。处理器100可确定谐振频率值的第一和变化和第二和变化是否均大于或等于频率变化阈值(140)。
如果谐振频率值的第一和变化和第二和变化均大于或等于频率变化阈值(140的是)，则处理器100可确定坠落防护装置11A被锚定(142)。处理器100可生成指示坠落防护装置11A被锚定的信息。在一些示例中，当谐振频率值的第一和变化和第二和变化均大于或等于频率变化阈值时，处理器100可仅确定附接区域围绕支撑结构。在此类示例中，除非满足两个条件：(1)谐振频率值的第一和变化和第二和变化均大于或等于频率变化阈值，以及(2)可移动门关闭(例如，坠落防护装置11A的门处于关闭位置)，否则处理器100可不确定坠落防护装置11A被锚定。
如果谐振频率值的第一和变化和第二和变化均不大于或等于频率变化阈值(140的否)，则处理器100可确定坠落防护装置11A的状态没有变化(144)。如果处理器100先前已确定坠落防护装置11A被锚定，则处理器100可将坠落防护装置11A的状态保持为锚定的，并且如果处理器100先前已确定坠落防护装置11A未被锚定，则处理器100可将坠落防护装置11A的状态保持为未锚定的。
在一些示例中，对当前谐振频率和基准谐振频率的估计之间的差的差值求和可以是任选的。例如，处理器100可确定感应传感器中的任一个感应传感器的差值是否大于频率变化阈值，并且只有感应传感器中的任一个感应传感器的差值大于频率变化阈值，处理器100才确定坠落防护装置11A被锚定(或至少坠落防护装置11A的附接区域围绕支撑结构)。同样，此处的差值是指从感应传感器的当前谐振频率中减去其基准谐振频率的当前估计。
然而，如上文相对于图4A所述，对差值求和可能是有益的。在一些示例中，由于支撑结构在附接区域内的位置，支撑结构可与感应传感器中的一个感应传感器部分地耦接，并且与其它感应传感器部分地耦接。例如，由于支撑结构在附接区域内的位置，支撑结构可与第一感应传感器以使得其谐振频率增加2kHz的方式耦接，并且与第二感应传感器以使得其谐振频率增加4kHz的方式耦接。如果频率变化阈值为5kHz，则在这种情况下，如果处理器100将每个差值与阈值进行比较，则处理器100可不确定支撑结构在附接区域内，因为2kHz和4kHz均小于5kHz。如果使用该总和，则处理器100可正确地确定支撑结构在附接区域内，因为6kHz(2kHz+4kHz)大于5kHz。
另外，依靠谐振频率的第一和变化和谐振频率的第二和变化来确定坠落防护装置11A被锚定还是未被锚定可能是有益的。在一些示例中，感应感测处理器可以每100ms至500ms确定谐振频率。如果谐振频率的两次连续测量指示坠落防护装置11A被锚定还是未被锚定，则存在坠落防护装置11A真正锚定或未锚定的高度可能性。然而，如果谐振频率的两次连续测量不指示坠落防护装置11A被锚定还是未被锚定，则这两次测量中的一次测量可能是不正确的，并且为了安全起见，处理器100可能不会改变坠落防护装置11A的状态。
在一些示例中，可能不需要基准谐振频率测量，并且可基于感应传感器的电子电路的谐振频率的变化率来执行示例性技术。例如，处理器100或感应感测处理器101将测量的谐振频率值存储在存储器102中。处理器100可确定所测量的频率值随时间推移的频率变化(例如，频率梯度)。因为当电子电路存在支撑结构时谐振频率应当增加，所以高斜率正频率梯度可意味着坠落防护装置11A靠近支撑结构移动。同样，高斜率负频率梯度可意味着坠落防护装置11A远离支撑结构移动。
在这种情况下，阈值可在频率梯度上而不是在特定绝对频率上(例如，以X Hz/sec变化，而不是5kHz)。梯度阈值可被选择为足够高以不太可能由自然频率漂移或环境噪声(可能是像100kHz/s一样的情况)引起。此外，梯度阈值可不同以用于识别状态转换。作为一个示例，+80kHz/s的第一阈值可用于识别到达锚定件(例如，支撑结构到达坠落防护装置11A内)，并且-50kHz/s的第一阈值可用于识别偏离锚定件(例如，支撑结构离开坠落防护装置11A)。
在图4A和图4B所示的示例中，处理器100和/或感应感测处理器101确定感应传感器的电子电路的谐振频率的变化，并且基于谐振频率的变化确定支撑结构是否在附接区域内。在图4A和图4B所示的示例中，谐振频率的变化是以赫兹差值测量的变化，并且基于该差值是否足够，处理器100可生成指示坠落防护装置11A是否锚定到支撑结构的信息。
在图15所示的示例中，处理器100和/或感应感测处理器101可以确定感应传感器的电子电路的谐振频率的变化。然而，处理器100和/或感应感测处理器101可确定感应传感器的电子电路的谐振频率的变化率(400)。例如，处理器100可确定谐振频率变化有多快，以及谐振频率是增加(例如，正斜率)还是减小(例如，负斜率)。在该示例中，谐振频率的变化是指谐振频率的变化率。
在图15中，为了基于谐振频率的变化来确定支撑结构是否在附接区域内，处理器100可基于谐振频率的变化率来确定支撑结构是否在坠落防护装置11A的附接区域内(410)。例如，如果变化率为正并且大于第一阈值，则处理器100可确定支撑结构在附接区域内。如果变化率为负并且绝对值大于第二阈值，则处理器100可确定支撑结构不在附接区域内。第一阈值和第二阈值可为差值。
与上述类似，处理器100可生成指示坠落防护装置11A是否被锚定的信息(420)。例如，坠落防护装置11A可产生听觉、视觉或触觉反馈、所述的用于指示坠落防护装置11A是否被锚定的其它类型的信息或其它类型的反馈。
图5是示出用于确定坠落防护装置的感应传感器的基准谐振频率的示例性过程的流程图。在图4A和图4B的示例中，处理器100确定基准谐振频率的估计。图5示出了用于确定基准谐振频率的当前估计的技术的示例。相对于一个感应传感器描述图5的示例，但示例性技术也适用于其它感应传感器。
如上所述，感应感测处理器101周期性地确定感应传感器的谐振频率。图5所示的操作可响应于感应感测处理器101确定谐振频率而开始。
例如，处理器100确定坠落防护装置11A先前是否被确定为锚定的(例如，基于图4A和图4B的操作的结果)(146)。最初，诸如直到处理器100已作出坠落防护装置11A被锚定的确定为止，处理器100可被配置为确定坠落防护装置11A未被锚定。然而，即使假定坠落防护装置11A未被锚定，但坠落防护装置11A实际上是锚定的，如更详细地描述，示例性技术也可针对该不正确的初始状态进行校正。
如果处理器100先前已确定坠落防护装置11A被锚定(146的是)，则处理器100不将估计更新为基准谐振频率(148)。例如，如果确定坠落防护装置11A先前被确定为锚定的，则金属支撑结构在附接区域内。如上所述，基准谐振频率是当金属支撑结构不在附接区域内时感应传感器的频率。因此，如果金属支撑结构在附接区域内，则谐振频率的测量将不是基准谐振频率的测量。
如果处理器100先前已确定坠落防护装置11A未被锚定(146的否)，则感应感测处理器确定感应传感器的当前基准谐振频率(150)。如果坠落防护装置11A先前被确定为未被锚定，则金属结构可不在附接区域内，并且该测量可为基准谐振频率的实际测量。
在一些示例中，处理器100将测量的基准谐振频率设定为估计的基准谐振频率。然而，基准谐振频率从一个测量到另一个测量变化的程度存在可变性，或者测量中可能存在误差。因此，处理器100可应用平滑算法，使得基准谐振频率的估计不会显著偏移并且减小来自错误测量的影响。
例如，处理器100读取感应传感器的当前平均谐振频率(152)。当前平均谐振频率指示处理器100用来控制处理器100调整所测量的基准谐振频率的量的基准谐振频率值的运行平均值。存储器102可被配置为存储所测量的基准谐振频率的值。例如，当感应感测处理器确定谐振频率时，感应感测处理器可以将指示谐振频率的值存储在存储器102中。对于谐振频率值中的每个谐振频率值，处理器100可指示该值是否对应于基准谐振频率。例如，当确定坠落防护装置11A未被锚定(例如，146的否)时，对于由感应感测处理器进行的谐振频率测量，处理器100可以将这些谐振频率测量识别为基准谐振频率值。当确定坠落防护装置11A被锚定(例如，146的是)时，对于由感应感测处理器进行的谐振频率测量，处理器100可以将这些谐振频率测量识别为不是基准谐振频率值。
在一些示例中，处理器100基于实际测量的基准谐振频率而不是基于可能已执行的任何平滑来确定当前平均谐振频率。相对于图6更详细地描述用于确定当前平均谐振频率的技术的示例。
处理器100确定感应传感器的当前谐振频率与感应传感器的当前平均谐振频率之间的差值(154)。处理器100基于差值来确定基准谐振频率的当前估计。例如，处理器100可基于差值将指示当前谐振频率的值朝向感应传感器的当前平均谐振频率调整以确定所调整的值。处理器100将基准谐振频率的当前估计设定为等于所调整的值(158)。这种基准谐振频率的估计是处理器100在执行图4A和图4B的示例性操作时使用的估计。
作为示例，处理器100以速率限制的方式(例如，加上或减去差值的仅一部分，诸如5％)将所测量的基准谐振频率朝向当前平均谐振频率调整。例如，如果当前平均谐振频率与所测量的基准谐振频率之间的差值为“X”，并且当前平均谐振频率大于所测量的基准谐振频率，则处理器100将0.05*X与所测量的基准谐振频率值相加。处理器100将基准谐振频率的估计的值设定为等于(所测量的基准谐振频率+0/05*X)。通过缓慢增加基准谐振频率的估计，可改善整个系统的稳定性。例如，缓慢适应(例如，缓慢增加基准谐振频率的估计)可类似于低通滤波器，从而减小瞬态环境噪声的影响。
图6是示出用于确定平均谐振频率的示例性过程的流程图，该平均谐振频率用于确定图5的基准谐振频率。处理器100可确定是否存在足够的数据点(例如，来自感应感测处理器的存储在存储器102中的足够数量的基准谐振频率测量)(160)。该组数据点被称为谐振频率测量的窗口。作为一个示例，数据点的数量(例如，窗口的尺寸)为五。如果不存在足够数量的基准谐振频率测量(160的否)，则处理器100可不更新当前平均谐振频率的值(162)。
如果存在足够数量的基准谐振频率测量(160的是)，则处理器100从存储器102检索出基准谐振频率测量(164)。处理器100确定检索到的基准谐振频率测量的平均值(174)。如本公开中所使用的平均值的示例是指平均值、中值或众数，并且包括其中对值应用任何加权的示例。平均化是指用于对一组数字执行操作以输出单个数字的任何技术，并且此类操作的示例是平均值、众数和中值。
在一些示例中，处理器100可确定基准谐振频率测量中是否存在任何误差以及误差是否小于误差的阈值数量，而不是对检索到的基准谐振频率测量执行平均(170)。基准谐振频率测量中的误差可以是基准谐振频率值大于或小于最大值或最小值的情况。基准谐振频率测量中的误差可以是基准谐振频率值与其它基准谐振频率值偏离超过偏离阈值的情况。用于确定基准谐振频率测量中是否存在误差值的其它示例性方式是可能的。
如果不小于误差的阈值数量(170的否)，则处理器100可不更新当前平均谐振频率的值(162)。如果小于或等于误差的阈值数量(170的是)，则处理器100从检索到的基准谐振频率测量中移除误差值(172)，并且通过使用剩余基准谐振频率测量来确定平均值(174)。在一些示例中，处理器100替代错误基准谐振频率测量的值。例如，处理器100通过使用来自存储器102的附加基准谐振频率测量和剩余基准谐振频率测量来确定平均值。在一些示例中，处理器100从剩余基准谐振频率测量内插附加值，并且通过使用内插值和剩余基准谐振频率测量来确定平均值。用于替代错误值的值的其它方式是可能的。
在一些示例中，处理器100将所确定的平均值设定为当前平均谐振频率。然而，在一些示例中，处理器100基于所确定的平均谐振频率与谐振频率测量的窗口的谐振频率的先前平均值之间是否存在足够差值来确定是否将确定平均值设定为当前平均谐振值。
例如，处理器100确定指示所确定的平均谐振频率与谐振频率的先前平均值的差的差值，并且确定差值是否小于或等于平均频率变化阈值(176)。如果差值小于或等于平均频率变化阈值(176的是)，则处理器100将当前平均谐振频率的值设定为等于当前平均值(178)。如果差值不小于或等于平均频率变化阈值(176的否)，则处理器100将当前平均谐振频率的值设定为等于当前平均值和先前平均值的加权平均值(180)。例如，处理器100可确定所确定的平均谐振频率值与谐振频率的先前平均值之间的差值的分数(例如，差值的50％)。如果谐振频率的先前平均值大于所确定的平均谐振频率，则处理器100将分数值与所确定的平均谐振频率值相加，并且将所得值设定为当前平均谐振频率的值。如果谐振频率的先前平均值小于所确定的平均谐振频率，则处理器100从所确定的平均谐振频率值减去分数值，并且将所得值设定为当前平均谐振频率的值。
图7是示出坠落防护装置的示例性感应传感器的概念图。图7示出了感应传感器182，作为一个示例，该感应传感器包括具有电容器C1和C2的电子电路以及由线圈184A和184B形成的电感器。在图7中，电感器由线圈184A和184B形成，这些线圈经由跳线或通过其上形成有线圈184A和184B的印刷电路板(PCB)188耦接在一起。PCB 188的一个示例是FR4材料的薄片(例如，0.35mm厚±10％)，并且在一些示例中，用于FR4材料的薄片是柔性的以围绕坠落防护装置11A的碗状物弯曲。坠落防护装置11A的碗状物部分地围绕(例如，可不完全包封)坠落防护装置11A的附接区域。坠落防护装置11A的附接区域和坠落防护装置11A的碗状物在图10中更详细地示出和描述。
在图7的示例中，线圈184A和184B形成大致双纽线形状(例如，图“8”)。线圈184A和184B包括一个或多个线匝，并且在图7的示例中，线圈184A和184B各自包括四个线匝。线匝是穿过线圈184A或184B的一个环。
线圈184A终止于节点N1，并且线圈184B终止于节点N2。节点N1和N2可经由跳线连接来耦接以形成单个电感器。在一些示例中，线圈184A形成在PCB 188的第一侧上，并且线圈184B形成在PCB 188的相反的第二侧上。在此类示例中，N1和N2可与通过PCB 188形成的电镀通孔耦接以形成单个电感器。在一个示例中，由线圈184A和184B形成的电感器的电感为约1微亨(uH)，并且由宽度为约(例如，±10％)9mm，总长度为约(例如，±10％)50mm的铜形成。电感器的尺寸和电感作为一个示例提供，并且不应被认为是限制性的。一般来讲，电感器的尺寸可以是坠落防护装置11A的尺寸和形状、以及坠落防护装置11A内的可用空间和PCB 188的柔性的函数。因此，电感器的尺寸以及因此其电感是设计选择的问题，并且可与本公开中描述的示例不同。
感应传感器182的电子电路还包括与电感器并联连接的一个或多个电容器，从而形成所谓的“LC谐振电路”。如图所示，感应传感器182的电子电路包括与电感器并联连接的电容器C1和C2。感应传感器182的LC谐振电路的谐振频率基于电感器的电感以及C1和C2的电容。LC谐振电路的谐振频率的公式为1/(2*pi*sqrt(L*C))，其中pi为约3.1415，sqrt()为平方根运算，L为电感，并且C为总电容。
在一个示例中，感应传感器182的LC谐振电路的基准谐振频率为约4.5MHz。同样，基准谐振频率是指当金属支撑结构不靠近电子电路时电子电路的谐振频率。如果电感为1uH，则来自C1和C2的总电容为1240皮法(pF)以实现4.5MHz。例如，C1为约1000pF，并且C2为约240pF。作为另一个示例，如果电感为3.25uH并且总电容为390pF，则基准谐振频率为约4.5MHz。
尽管示出了两个电容器，但在一些示例中，可存在仅一个电容器，并且在一些示例中，可存在并联耦接的不止两个电容器。电容器的数量可以是电容器的尺寸和形状以及PCB188的柔性的函数。如果期望的谐振频率不同于4.5MHz，则可相应地调节电感和电容以实现期望的谐振频率。
当支撑结构在坠落防护装置11A的附接区域内时，感应传感器182的电子电路(例如，LC谐振电路)的谐振频率偏移。作为一个示例，当金属锚定件在坠落防护装置11A的附接区域内时，电子电路的谐振频率由于在支撑结构中产生的涡电流而向上偏移。例如，支撑结构中的涡电流导致电感器的有效电感减小，并且有效电感的减小导致电子电路的谐振频率向上偏移。在一个示例中，如果支撑结构靠近电子电路，则谐振频率向上偏移约5kHz或更多。如上所述，谐振频率的偏移可指示支撑结构是否在坠落防护装置11A的附接区域内。另外，谐振频率偏移的量可以是基准谐振频率的函数。
在一些示例中，支撑结构还可影响感应传感器182的电子电路的总电容。例如，线圈184A和184B的每个线匝在线圈184A和184B内产生电容。靠近感应传感器182的金属支撑结构可增大线圈184A和184B的线匝之间的电容，这也有助于使感应传感器182的电子电路的谐振频率偏移。
感应传感器182的电子电路相对于基准谐振频率的谐振频率(例如，当没有金属靠近电子电路时电子电路的谐振频率)是向上偏移(即，相加)或向下偏移(即，减去)基于基准谐振频率和金属的类型。例如，金属的电导率和磁导率影响谐振频率是向上偏移还是向下偏移。涡电流的振幅可基于金属的电导率，并且涡电流的振幅越高，电子电路的有效电感减小越多，从而导致谐振频率的增加。然而，金属的磁导率可导致有效电感增加，从而导致谐振频率减小。
在高谐振频率(诸如4.5MHz或更高)下，金属的磁导率的影响被最小化。因此，在电子电路的基准谐振频率为约4.5MHz的示例中，可不存在来自支撑结构的磁导率的影响，并且谐振频率可响应于支撑结构靠近感应传感器182而仅向上偏移。
在一些示例中，将电子电路形成为具有较低基准谐振频率可用于确定金属的类型。作为一个示例，电子电路的基准谐振频率小于100kHz，这低于钢的磁导率的典型下降。在此类示例中，如果支撑结构是钢支撑结构并且靠近感应传感器182，则电子电路的谐振频率可从100kHz的基准谐振频率向下偏移。然而，如果支撑结构是铝支撑结构并且靠近感应传感器182，则电子电路的谐振频率可从100kHz的基准谐振频率向上偏移。因此，基于谐振频率是向上偏移还是向下偏移，处理器100可确定金属的类型(例如，支撑结构是钢还是铝)。
双纽线形式的线圈184A和184B可提供对外部磁场的免疫，该外部磁场可扰乱感应传感器182的操作。例如，在图7中，线圈184A和184B相对于彼此沿相反方向缠绕。因此，远距磁场(例如，不由感应传感器182产生的磁场)可大致相等地耦接到线圈184A和184B中的每个线圈中。由于线圈184A和184B相对于彼此沿相反方向缠绕，因此由线圈184A中的外部磁场产生的信号趋于消除在线圈184B中产生的信号。
例如，图7示出了通过线圈184A和184B的电流路径186，其中电流路径186是电流如何流过感应传感器182的示例。电流的流动可以是确定感应传感器182的电子电路的谐振频率的一部分。如图所示，电流路径186从电感器的左侧开始，通过线圈184A的顶部，并且然后通过电流路径186的电流逆时针流过线圈184B，直到到达节点N2为止。电流路径186从节点N2前进到节点N1，并且通过电流路径186的电流顺时针流过线圈18A，然后在电感器左侧的底部处离开。在该示例中，因为电流顺时针流过线圈184A并且逆时针流过线圈184B，所以线圈184A和184B可被视为相对于彼此沿相反方向缠绕。
流过电流路径186的电流使得在坠落防护装置11A的附接区域中形成电磁场。然后响应于金属结构在附接区域中而在金属支撑结构中形成涡电流。涡电流随后引起与电感器的耦接并降低有效总电感。因此，感应传感器182可以以使得电磁场在附接区域内生成的方式来定位和取向。
虽然在线圈184A和184B形成大致双纽线形状的情况下描述了示例，但是本公开中描述的技术不限于此。在一些示例中，代替使用线圈184A和184B，感应传感器182的电子电路的电感器可形成有一个线圈。在一些示例中，感应传感器182的电子电路的电感器可形成有不止两组线圈(例如，不止线圈184A和184B)。另外，该形式不一定是双纽线。例如，线圈184A和184B可形成为不以形成图“8”的方式布置的椭圆形。
在图7中，线圈184A和184B的线匝中的每个线匝被示出为形成在PCB 188的表面上。在一些示例中，线圈184A和184B可被布置在三维空间中，使得线圈184A和184B从PCB188竖直地延伸出。此外，如上所述，尽管线圈184A和184B被示出为在PCB 188的同一侧上，但示例性技术不限于此。例如，线圈184A可位于PCB 188的第一侧上，并且线圈184B可位于PCB 188的第二侧上。通过在不同侧上具有线圈184A和184B，线圈184A和184B中的每个线圈可包括更多线匝，并且因此相对于线圈184A和184B在同一侧上的示例具有更高电感。较高的电感导致电子电路的较高品质(Q)因数(在所有其它方面都相等)和较高的有效并联电阻。具有较高的Q因数和较高的有效并联电阻可能是有益的，因为用于感应感测的一些集成电路具有最小并联电阻要求，而且具有较高的Q给出更尖锐的谐振峰值，从而导致更准确地检测谐振频率。
并联电阻(Rp)是电路在谐振时的阻抗，并且是纯实数(复分量＝0)。在理想情况下，其为无穷大，但由于实际电感器和电容器中的能量损失，其为有限值。例如，实际并联LC电路(例如，图7所示的电子电路)将具有一些损耗(诸如电容器的电介质的损耗和电感器串联电阻的损耗，以及当电感器的磁场耦接到其它有损耗材料中时可能出现的损耗)，这可以被建模为与理想(即，无损耗)LC电路并联的电阻。在谐振时，L和C的电抗彼此抵消，仅留下并联电阻Rp。损耗机构在谐振时仍然起作用(仍然被建模为Rp)，因为电流仍然在产生损耗的反应性组分中流动。
高Rp是期望的，因为与DC电路中的欧姆损耗一样，高Rp将针对通过电路的给定电流在电路两端产生较高的电压。Rp还与电路的Q相关。高Q是期望的，因为它意味着高Rp，并且还因为谐振更“尖峰”并因此更容易识别。例如，感应感测处理器101可以更准确地确定谐振频率，因为在高Q的情况下，显示谐振频率的峰值的顶部高于相对平坦的峰值。
如上所述，感应传感器182位于坠落防护装置11A内(例如，在坠落防护装置11A的碗状物内)。在一些情况下，坠落防护装置11A的金属材料(例如，碳钢或铝)可类似于支撑结构如何影响电感(例如，通过产生涡电流)来影响感应传感器182的电感。因此，坠落防护装置11A的金属材料可以引起谐振频率的偏移，并且使处理器100确定支撑结构在附接区域内。例如，在没有屏蔽材料的情况下，由于坠落防护装置11A内的金属，谐振频率(假设4.5MHz基准谐振频率)可偏移110kHz。
在一些示例中，坠落防护装置11A包括屏蔽材料，诸如铁氧体材料，但是可以使用其它材料，其被放置成包围感应传感器182(例如，在其侧面)并且使感应传感器182与坠落防护装置11A内的金属电解耦。例如，屏蔽材料阻挡由流过感应传感器182的电流产生的磁场在坠落防护装置11A的金属中感应出涡电流。
屏蔽材料的厚度可影响谐振频率偏移(例如，改变)的量，因为屏蔽材料的厚度确定磁屏蔽的磁阻，还有磁屏蔽的磁阻，并且屏蔽材料的磁导率也影响感应传感器182的电感。屏蔽材料越薄，影响感应传感器182的电感的磁导材料的体积越小。因此，屏蔽材料应为实际用于设计需要的薄材料。
对于0.2mm的铁氧体厚度，谐振频率从基准频率的变化可为约40kHz，并且对于0.05mm的铁氧体厚度，谐振频率从基准谐振频率的变化可为约6kHz。屏蔽材料的示例包括编号为EM15TF-007或Larid MULL6060-300的3M通量场定向材料(FDM)，两者均具有0.05mm的厚度并且表现出良好的结果。此外，具有屏蔽材料可为有益的，因为当坠落防护装置挠曲或横向压缩时，感应传感器182的电子电路的谐振频率可不偏移或者偏移可大大减小。应当理解，包括示例性屏蔽材料是作为一个示例提供的，并且不应被认为是所有示例的要求。
在一些示例中，坠落防护装置11A包括类似于感应传感器182的多个感应传感器。例如，支撑结构可以在坠落防护装置11A的附接区域内，但是感应传感器182的谐振频率不会改变，因为支撑结构没有充分靠近感应传感器182。通过在坠落防护装置11A中包括类似于感应传感器182的多个感应传感器，感测到支撑结构在附接区域内的总体灵敏度增加。在存在多个感应传感器的示例中，感应感测处理器可顺序地确定感应传感器中的每个感应传感器的谐振频率，以防止感应传感器之间的相互作用，诸如磁场相互作用。
图8是示出坠落防护装置的多个感应传感器的示例的概念图。如图8所示，坠落防护装置11A包括与感应传感器182基本上类似(包括相同)的感应传感器182A和182B。例如，感应传感器182A包括与线圈184A和184B基本上类似(包括相同)的线圈190A和190B。类似地，感应传感器182B包括与线圈184A和184B基本上类似(包括相同)的线圈192A和192B。坠落防护装置11A可包括多于两个感应传感器。
通过具有多个感应传感器，感应传感器中的一个或多个感应传感器的谐振频率可基于支撑结构在附接区域内的位置而偏移。例如，如果支撑结构靠近感应传感器182A，则感应传感器182A的电子电路的谐振频率可偏移超过感应传感器182B的电子电路的谐振频率，反之亦然。如上文相对于图4A和图4B所述，处理器100可确定两个感应传感器182A和182B的谐振频率偏移的量，对这些量一起求和，并且基于求和值确定支撑结构是否在附接区域内。如上所述，相对于图15，处理器可确定感应传感器182A和182B的谐振频率的变化率，并且基于谐振频率的变化率来确定支撑结构是否在附接区域内。
如图8所示，感应传感器182A和感应传感器182B由距离“d”分开。作为一个示例，距离d约小于10mm，诸如为3mm。然而，由于感应传感器182A和182B之间存在间距，因此可降低确定支撑结构是否在附接区域内的总体灵敏度。例如，如果支撑结构主要位于感应传感器182A和182B之间，则感应传感器182A和182B的电子电路的谐振频率可能不会充分改变，这可能导致处理器100确定支撑结构不在附接区域内。为了消除间隙，相邻的感应传感器可彼此重叠，如图9所示。
图9是示出坠落防护装置的多个感应传感器的另一个示例的概念图。如图9所示，感应传感器182A与感应传感器182B部分重叠，以虚线示出。例如，感应传感器182A可形成在PCB 188的第一较高层上，并且感应传感器182B可形成在PCB 188的第二较低层上(例如，PCB 188的相对于感应传感器182A所处位置的另一侧)，并且部分地在感应传感器182A下方。在一些示例中，PCB 188可包括四个层，其中线圈190A和190B在不同层上，并且192A和192B在不同层上，并且感应传感器182A和182B在不同层上。
然而，在图9的示例中，感应传感器182A和182B可能彼此磁耦合。为了防止此类耦合，可选择重叠量以使耦接最小化。例如，基于几何配置，从感应传感器182A到感应传感器182B的磁耦合可具有介于+1和-1之间的系数。该系数指示传感器182A和182B之间的耦合量。在一些示例中，几何配置被选择为使得磁耦合系数大约为零以最小化磁耦合。选择几何配置以使得磁耦合系数为零的一种方式是反复试验(例如，通过测试两个示例性PCB 188，激励一个PCB，并且测量另一个PCB上的磁耦合)。例如，多个PCB 188可形成有具有不同重叠量的感应传感器182A和182B。导致最小磁耦合系数的PCB可被选择为放置在坠落防护装置11A内的PCB 188，以用于确定支撑结构是否在附接区域内。
图7-图9示出了感应传感器182的示例。在一些示例中，除了感应传感器182之外，坠落防护装置11可以包括附加线圈。例如，坠落防护装置11包括柔性PCB上的多个感应传感器182。此外，坠落防护装置11可以包括附加组的一个或多个线圈。此类附加线圈的一个示例是缠绕在弯曲铁氧体芯上的磁体线，其中曲线遵循感应传感器182的曲线。线圈的轴线大致垂直于感应传感器182的轴线。此类附加线圈的使用可用于检测环状支撑结构诸如D形环。
图10示出了根据本公开的方面配置的扣钩220的示例。虽然图10所示的示例包括扣钩，但应当理解，本文描述的技术可以应用于各种其它装置以用于将用户固定到锚，诸如钩环。例如，钩环可以与扣钩220类似地构造，但可以依赖于旋转或自锁门机构而不是图10所示的平面锁定机构。
图10的示例性扣钩220包括可移动门222和主体224，该主体通常限定附接区域226，当扣钩220连接到支撑结构时，支撑结构设置在该附接区域内。扣钩220包括碗状物228，该碗状物包括扣钩220的围绕附接区域226内的支撑结构弯曲并且可打开以接收该支撑结构的部分。扣钩220还包括传感器230A和230B(统称为传感器230)，其被示出为位于碗状物228、计算装置234和锁238内。扣钩220可以经由附接点240附接到例如能量吸收系索、自缩救生绳或其它装置。
可移动门222在打开位置与关闭位置之间移动。图10的示例示出了处于关闭位置的可移动门222，使得可移动门222接触主体224并创建限定附接区域226的连续环。在打开位置中，可移动门222朝向附接区域226向内枢转并允许支撑结构移动到附接区域226中。
一个或多个传感器230(其可以是图7-图9的感应传感器182的示例)可被配置为感测材料(诸如支撑结构)是否设置在附接区域226内。在所示的示例中，当金属结构在由附接区域226内的传感器182产生的电磁场内时，传感器230的谐振频率改变。如本文所述，感应传感器230可被定位和取向(例如，如图10的示例所示)成使电磁场在附接区域226内生成。一个或多个传感器230的示例在图7-图9中示出。
如图所示，传感器230A包括一组线圈231A和一组线圈231B。传感器230B包括一组线圈231C和一组线圈231B。线圈231A和231C可类似于线圈184A，并且一组线圈231B和231D可类似于线圈184B。当电流流过传感器230A和230B的电子电路时，电子电路可在附接区域226内生成电磁场，如虚线225A和225B所示。虚线中的箭头被示出以示出方向，并且不应被认为是限制性的。电磁场(也称为“通量”)从线圈231B延伸到线圈231A，并且类似地从线圈231C延伸到231D。图10示出了完整场的一部分，并且该场足够大以涵盖附接区域226。
在一些示例中，电磁场可在传感器230A和230B之间交替。例如，传感器230A可生成电磁场，然后传感器230B可生成电磁场。因此，在一些示例中，线225A和225B两者不必同时存在，并且可交替。
在一些示例中，除了感应传感器230之外，扣钩220可包括附加线圈，诸如缠绕在弯曲铁氧体芯上的磁体线。缠绕线圈的曲线可以是通过碗状物228的相同曲线(例如，该曲线遵循传感器230的曲线)。线圈的轴线大致垂直于感应传感器182的轴线。此类附加线圈的使用可用于检测环状支撑结构诸如D形环。
尽管未示出，但扣钩220包括可被配置为生成指示门222的移动的数据的一个或多个门移动传感器。例如，门移动传感器可被配置为生成指示门222已经从关闭位置移动到打开位置或反之亦然的信号。在一些示例中，门移动传感器可输出离散信号(例如，指示门222是处于打开位置还是关闭位置的信号)。在其它示例中，门移动传感器可输出指示门222的相对位置的数据。门移动传感器可包括能够基于门222的位置或移动来生成输出的任何传感器，诸如一个或多个开关、旋转编码器、加速度计等。
计算装置234可以包括负责处理和/或传输由一个或多个传感器230和门移动传感器生成的数据的计算部件。计算装置234还可以包括电源，诸如电池。在一些示例中，计算装置234可以被配置为包括图3所示的计算装置98的部件。在其它示例中，计算装置234可以包括计算装置98的子集。例如，计算装置234可以仅包括一个或多个处理器以及用于将数据从一个或多个传感器230和门移动传感器传输到另一个计算装置的通信单元。
尽管未示出，但扣钩220可包括主锁定机构，该主锁定机构被配置为防止门222移动到打开位置。例如，主锁定机构包括与门222接合以防止门222朝向附接区域226枢转的部件。当用户操作主锁定机构时，主锁定机构的部件从门222脱离以允许门朝向附接区域226移动。
在一些示例中，锁238可以被配置为基于扣钩220的连接状态阻止或防止门222从关闭位置移动到打开位置，由此阻止或防止扣钩220与支撑结构断开。例如，计算装置234(和/或与扣钩220通信的另一计算装置)可基于一个或多个传感器230的电特性来确定扣钩220是否连接到支撑结构。即，计算装置234可(例如，从感应感测处理器)接收指示一个或多个传感器230的谐振频率的数据，计算装置234可从该一个或多个传感器确定支撑结构是否存在于附接区域226内。例如，计算装置234执行上文相对于图4A和图4B和/或图15所述的示例性操作以确定支撑结构是否在附接区域226内。计算装置234可以基于此类数据确定连接状态。例如，计算装置234可以确定扣钩220在存在支撑结构并且门222关闭时连接。
计算装置234还可以或替代地使用来自门移动传感器的数据来确定连接状态。例如，计算装置234可以基于多个有序操作确定扣钩220已经连接到支撑结构。在该示例中，计算装置234可以从门移动传感器接收指示门222已经移动到打开位置的数据。计算装置234可以从一个或多个传感器230接收指示支撑结构设置在附接区域226内的数据。然后，计算装置234可以从门移动传感器接收指示门222已经移动到关闭位置并且确定扣钩220已经连接到支撑结构的数据。
在一个示例中，计算装置234周期性地激活一个或多个传感器230以确定金属结构是否设置在附接区域226内。在一个示例中，计算装置234可基于来自门移动传感器的数据来操作一个或多个传感器230。例如，在从门移动传感器接收到门222已经移动到打开位置的数据后，计算装置234可确定一个或多个传感器230的谐振频率，以便确定金属支撑结构是否在附接区域226内。
在确定扣钩220已连接到支撑结构之后，计算装置234(或与扣钩220通信的另一计算装置)可以监测由相同用户使用的坠落防护设备的一个或多个其它制品的状态(这里称为一组坠落防护设备)。例如，计算装置234可以识别坠落防护设备的其它制品何时连接到一个或多个支撑结构以及与一个或多个支撑结构断开，例如，当工人在整个工地移动时。计算装置234可以确定扣钩220何时是连接到支撑结构的组中的坠落防护设备的唯一制品。基于该确定，计算装置234可以激活锁238，以便基于扣钩220的连接状态阻止或防止门222从关闭位置移动到打开位置，由此阻止或防止扣钩220与支撑结构断开。
在一些示例中，锁238可包括与门222直接接合以防止门222打开的锁定部件。例如，锁238可包括防止门222移动的机械屏障。在其它示例中，锁238可以被配置为与扣钩220的一个或多个其它锁定机构接合，诸如主锁定机构。例如，锁238可以包括防止(例如，限制)主锁定机构移动的机械屏障，由此防止门222移动。
尽管相对于图10描述的示例包括主锁定机构和锁238，但其它示例可以包括附加的锁定机构。例如，某些安全标准或代码可能需要至少两个单独且有意的动作以使门222打开，由此允许扣钩220连接到支撑结构或与支撑结构断开。每个单独且有意的动作可以与锁定机构相关联。用于扣钩220的示例性锁定机构可以包括闩锁、弹簧加载套环、杠杆、或需要用户部分操作的有意动作的其它部件的任何组合。根据本公开的方面，锁238可以是除了与两个单独且有意的动作相关联的锁定机构之外还包括的三级锁定机构。
计算装置234还可以释放锁238。例如，计算装置234可以继续监测该组中的坠落防护装置是否连接到支撑结构。在坠落防护装置的一个或多个其它制品连接到支撑结构的情况下，计算装置234可以释放锁238，使得锁238不再阻止扣钩220与支撑结构断开。附加地或替代地，锁238可以包括允许用户手动释放锁238的手动超控。
在计算装置234致动锁238的情况下，计算装置234可以生成指示锁238已被致动和/或锁238已被手动超控的信号。在一些示例中，计算装置234可以生成指示锁238已被激活和/或已经执行手动超控的电子消息、听觉输出、视觉输出和/或触觉输出。
应当理解，图10所示的扣钩220的架构和布置仅出于示例性目的而示出。在其它示例中，扣钩220可以各种其它方式配置为与图10所示的那些相比具有附加的、更少的或替代的部件。例如，如上所述，扣钩220可以被配置为仅包括部件的子集，诸如一个或多个传感器230、门移动传感器以及用于将数据传输到另一个计算装置的通信单元(诸如集线器14中的一个集线器)，以用于执行某些处理功能。
在另一个示例中，扣钩220可以包括用于指示扣钩220的连接状态的反馈部件。例如，反馈部件可以包括任何种类的扬声器、显示器、灯、触觉反馈部件等，以便在扣钩220是连接到支撑结构的唯一坠落防护制品时响应于确定扣钩220的门打开而生成听觉警告、视觉警告或触觉警告。在工人正在使用两个扣钩(例如，扣钩220中的两个扣钩)进行坠落防护的情况下，计算装置可以确定第一扣钩连接到支撑结构并且其门关闭，而第二扣钩不连接到支撑结构。如果计算装置确定第一扣钩的门打开，而第二扣钩不连接到支撑结构，则计算装置可使反馈部件指示连接状态，提供警告或输出工人可分辨的任何其它输出。另外的示例在图14和整个本说明书中有所描述。
在一些示例中，扣钩220可处于安全操作；然而，扣钩220可能丢失对其所附接的支撑结构的检测，但是扣钩220的门可能尚未打开。由于支撑结构和/或扣钩220上的物理性质或损害扣钩220对支撑结构的检测的其它物理材料，或者由于钩的后续移动使得支撑结构可能已经远离传感器的检测区域移动，因此可能发生扣钩220的检测的丢失。例如，性质或物理材料可以是铁锈、绝缘体或损害扣钩220对支撑结构的检测的其它材料。如果扣钩220对支撑结构的检测受损或完全未检测到，但扣钩220处于安全状态并且扣钩220的门尚未打开，则与扣钩220相关联的一个或多个处理器可确定扣钩220仍然处于安全操作，但是未检测到支撑结构。以这种方式，即使没有检测到扣钩220的支撑结构，但是扣钩220处于安全操作(因为扣钩220的门自进入安全操作以来未打开)，与智能钩220相关联的一个或多个处理器将不会确定扣钩220处于不安全操作。
在一些示例中，与扣钩220相关联的确定扣钩220的状态的一个或多个处理器可以确定状态转换条件在从一个状态转换到另一个状态之前已经发生了预定义的持续时间。例如，在一个或多个处理器确定扣钩220已经转换到状态转换条件的下一个状态转换之前，一个或多个处理器可能需要状态转换条件(例如，“锚定并且门打开”)为真、存在或以其它方式在预定义的持续时间内被检测到。
在其它示例中，在检测到状态转换条件后，与扣钩220相关联的一个或多个处理器可忽略在检测到状态转换条件之后的预定义持续时间内发生的其它检测到的状态转换条件。该技术可确保系统在检测到状态转换条件之后转换到下一个状态，而不是通过忽略在预定义的持续时间期间检测到并且否则将导致系统保持在当前状态的任何状态变化转换来保持处于当前状态。
在一些示例中，多个扣钩可以一起用于系统中。例如，扣钩220可在系统中用作第一扣钩和第二扣钩。在一些示例中，第一扣钩和第二扣钩中的每一者可被包括作为个人防护设备的制品的一部分。个人防护设备可由单个工人穿戴，并且在一些示例中，工人可用工人的第一只手操作第一扣钩，并且工人可用工人的第二只手操作第二扣钩。第一扣钩和第二扣钩中的每一者可通信地耦接到分别从第一智能钩和第二智能钩接收第一数据和第二数据的一个或多个处理器。一个或多个处理器可包括个人防护设备的制品的一部分、与工人相关联的移动计算装置、或与工人分开的远程计算装置、个人防护设备和/或智能钩。如本文所述，一个或多个处理器可至少部分地基于第一数据和第二数据来执行一个或多个操作，诸如但不限于生成警告、处理数据或将数据发送到其它计算装置。
在一些示例中，第一扣钩可以是包括具有电子电路的感应传感器的第一坠落防护装置，并且第二扣钩可以是包括具有电子电路的感应传感器的第二坠落防护装置。与第一坠落防护装置和第二坠落防护装置通信的一个或多个处理器可以确定第一坠落防护装置处于不安全操作并且第二坠落防护装置处于安全操作。一个或多个处理器可确定第二坠落防护装置的门打开。一个或多个处理器可至少部分地基于确定第二坠落防护装置的门打开，确定第二坠落防护装置处于次优操作。一个或多个处理器可响应于确定第二坠落防护装置处于次优操作，生成指示第二坠落防护装置的次优操作的信息，其中信息包括听觉、视觉或触觉信息中的至少一者。
在一些示例中，一个或多个处理器可确定第一坠落防护装置处于不安全操作并且第二坠落防护装置处于安全操作。一个或多个处理器可确定支撑结构不在第二坠落防护装置的附接区域内。一个或多个处理器可至少部分地基于确定支撑结构不在第二坠落防护装置的附接区域内来确定第二坠落防护装置处于不安全操作。在一些示例中，一个或多个处理器可响应于确定第二坠落防护装置处于不安全操作，生成指示第二坠落防护装置的不安全操作的信息，其中信息包括听觉、视觉或触觉信息中的至少一者。
在再一个示例中，扣钩220可以包括用于确定是否已发生坠落的一个或多个部件，诸如未示出的坠落传感器。例如，坠落传感器可包括用于确定坠落状况的开关、传感器等。在一个示例中，坠落传感器可以确定附接点240的偏转、移动或运动，线构件响应于负载而附接到该附接点。如果负载超过预定阈值，则坠落传感器(其可包括霍尔效应传感器、机械开关等)可以确定附接点240的相对移动或形状改变。
除了在附接点240(或位于扣钩220的下部附近的另一个部件)响应于给定负载而移动预定量的情况下生成信号之外，也可以经由传感器监测位置持续一定持续时间，以指示特定负载不仅已应用于连接器而且还应用了一定持续时间。基于此类数据，扣钩220(或计算装置98)可以确定用户已经坠落(由此生成负载)，但也在坠落后暂停。
基于来自坠落传感器的数据，扣钩220(或诸如计算装置98的另一个装置)可以生成一个或多个警告。例如，在确定已经发生坠落时，坠落传感器可以生成指示坠落已经发生的听觉、视觉或无线通信(例如，电子消息)。
图11示出了根据本公开的方面配置的载体套筒260的示例。图11的示例性载体套筒260包括可移动门262和门264，该门通常限定附接区域266，当载体套筒260连接到支撑结构(例如，延伸穿过附接区域266的垂直设置的缆线)时，支撑结构设置在该附接区域内。载体套筒260还包括感应传感器外壳268，其具有一个或多个感应传感器270、传感器272、计算装置274、主锁定机构276、辅助锁定机构278和锁280。
可移动门262在打开位置与关闭位置之间移动。图11的示例示出了处于关闭位置的可移动门262，使得可移动门262靠近门264定位，使得附接区域266是防止载体移入或移出附接区域266的封闭空间。在打开位置，可移动门262朝向门264枢转并且允许支撑结构移动到附接区域266中。
当金属设置在附接区域266内时，一个或多个传感器270的谐振频率可改变。例如，即使不与一个或多个传感器270接触，设置在附接区域266内的金属也可导致一个或多个传感器270的谐振频率改变，从而指示合适的支撑结构在附接区域266内。一个或多个传感器270可类似于图7-图9所示的传感器182。
传感器272可被配置为生成指示门262的移动的数据。例如，传感器272可被配置为生成指示门262已经从关闭位置移动到打开位置或反之亦然的信号。在一些示例中，传感器272可以输出离散信号(例如，指示门262是处于打开位置还是关闭位置的信号)。在其它示例中，传感器272可以输出指示门262的相对位置的数据。传感器272可包括能够基于门262的位置或移动来生成输出的任何传感器，诸如一个或多个开关、旋转编码器、加速度计等。
计算装置274可以包括负责处理和/或传输由一个或多个传感器270和传感器272生成的数据的计算部件。计算装置274还可以包括电源，诸如电池。在一些示例中，计算装置274可被配置为包括图3所示的计算装置98的部件。在其它示例中，计算装置274可以包括计算装置98的子集。例如，计算装置274可以仅包括一个或多个处理器以及用于将数据从一个或多个传感器270和传感器272传输到另一个计算装置的通信单元。
主锁定机构276被配置为防止门262移动到打开位置。例如，主锁定机构276包括与门262接合以防止门262移动到打开位置的部件。当用户操作主锁定机构276(例如，用户旋转或以其它方式移动主锁定机构276)时，主锁定机构276的部件从门262脱离。
辅助锁定机构278还被配置为防止门262移动到打开位置。例如，辅助锁定机构278包括弹簧部件，该弹簧部件防止门262移动到打开位置而无需载体套筒260的用户进行有意动作。当用户操作辅助锁定机构278(例如，用户按压辅助锁定机构278以偏置弹簧)时，门262移动以提供对附接区域266的进入。
在一些示例中，锁280可被配置为基于载体套筒260的连接状态阻止或防止门262从关闭位置移动到打开位置，由此阻止或防止载体套筒260与支撑结构断开。例如，计算装置274(和/或与载体套筒260通信的另一个计算装置)可以基于一个或多个传感器270的谐振频率确定载体套筒260是否连接到支撑结构。也就是说，计算装置274可执行上文相对于图4A和图4B和/或图15所述的示例性操作，其中一个或多个传感器270用于确定支撑结构是否存在于附接区域266内。计算装置274可以基于此类数据确定连接状态。例如，计算装置274可以确定载体套筒260在存在支撑结构时连接并且在不存在支撑结构时断开。
在一些示例中，计算装置274还可以或替代地使用来自传感器272的数据来确定连接状态。例如，计算装置172可以基于多个有序操作确定载体套筒260已经连接到支撑结构。在该示例中，计算装置274可以从传感器272接收指示门262已经移动到打开位置的数据。计算装置274可以从第一传感器168接收指示支撑结构设置在附接区域266内的数据。然后，计算装置274可以从传感器272接收指示门262已经移动到关闭位置并且确定载体套筒260已经连接到支撑结构的数据。
在确定载体套筒260已连接到支撑结构之后，计算装置274(或与载体套筒260通信的另一个计算装置)可以监测由相同用户使用的坠落防护装置11的一个或多个其它制品的状态(本文中称为一组坠落防护设备)。例如，计算装置274可以识别坠落防护装置11的其它制品(诸如一个或多个扣钩220(图10))何时连接到一个或多个支撑结构以及何时与一个或多个支撑结构断开，例如，当工人在整个工地移动时。计算装置274可以确定载体套筒260何时是连接到支撑结构的组中的坠落防护设备的唯一制品。基于该确定，计算装置274可以激活锁280，以便基于载体套筒260的连接状态阻止或防止门262从关闭位置移动到打开位置，由此阻止或防止载体套筒260与支撑结构断开。
在一些示例中，如以下相对于图12的示例所描述的，锁280可包括与门262直接接合以防止门262打开的锁定部件。例如，锁280可包括防止262移动的机械屏障。在其它示例中，锁280可以被配置为与载体套筒260的一个或多个其它锁定机构接合，诸如主锁定机构276或辅助锁定机构278。例如，锁280可以包括防止主锁定机构276移动或旋转的机械屏障，由此防止门262移动。
在一些示例中，计算装置274还可以释放锁280。例如，计算装置274可以继续监测该组中的坠落防护设备是否连接到支撑结构。在坠落防护设备的一个或多个其它制品连接到支撑结构的情况下，计算装置274可以释放锁280，使得锁280不再阻止载体套筒260与支撑结构断开。附加地或替代地，锁280可以包括允许用户手动释放锁280的手动超控。
在计算装置274致动锁280的情况下，计算装置274可以生成指示锁280已被致动和/或锁280已被手动超控的信号。在一些示例中，计算装置274可以生成指示锁280已被激活和/或已经执行手动超控的电子消息、听觉输出、视觉输出和/或触觉输出。
应当理解，图11所示的载体套筒260的架构和布置仅出于示例性目的而示出。在其它示例中，载体套筒260可以各种其它方式配置为与图11所示的那些相比具有附加的、更少的或替代的部件。例如，如上所述，载体套筒260可被配置为仅包括部件的子集，诸如一个或多个传感器270、传感器272以及用于将数据传输到另一个计算装置的通信单元(诸如集线器14中的一个集线器)，以用于执行某些处理功能。
在另一个示例中，载体套筒260可以包括用于指示载体套筒260的连接状态的反馈部件。例如，反馈部件可以包括任何种类的扬声器、显示器、灯、触觉反馈部件等，以便响应于确定载体套筒260是连接到支撑结构的坠落防护制品的唯一制品而生成听觉警告、视觉警告或触觉警告。
在再一个示例中，载体套筒260可以包括用于确定是否已发生坠落的一个或多个部件，诸如坠落传感器282。例如，根据本公开的方面，坠落传感器282可以包括用于确定坠落状况的开关、传感器等。在一个示例中，坠落传感器282可以确定响应于负载而将载体套筒260附接到用户的部件的偏转、移动或运动。如果负载超过预定阈值，则坠落传感器282(其可包括霍尔效应传感器、机械开关等)可以确定附接部件的相对移动或形状改变。在其它示例中，坠落传感器282可以定位在载体套筒260上的任何位置，其允许坠落传感器282确定对将载体套筒260附接到用户的部件的负载的改变。
除了在附件部件响应于给定负载移动预定量的情况下生成信号，也可以经由传感器监测位置持续一定持续时间，以指示特定负载不仅已应用于连接器而且还应用了一定持续时间。基于此类数据，载体套筒260(或计算装置98)可以确定用户已经坠落(由此生成负载)，但也在坠落后暂停。
基于来自坠落传感器282的数据，载体套筒260(或诸如计算装置98的另一个装置)可以生成一个或多个警告。例如，在确定已经发生坠落时，坠落传感器282可以生成指示坠落已经发生的听觉、视觉或无线通信(例如，电子消息)。
图12更详细地示出了示例性载体套筒260。例如，如上所述，锁280可以被配置为基于载体套筒260的连接状态阻止或防止门262从关闭位置移动到打开位置，由此阻止或防止载体套筒260与支撑结构断开。在图12的示例中，锁280包括螺线管282，该螺线管将销284从延伸位置286移动到缩回位置288，并且反之亦然。
例如，如上面参考图11所述，计算装置274可以确定载体套筒260何时是连接到支撑结构的组中的坠落防护设备的唯一制品。基于该确定，计算装置274可以激活锁280。在激活锁280后，销284可以从缩回位置288移动到延伸位置286。当处于延伸位置286时，销284可以防止门262从关闭位置移动到打开位置。在一些示例中，销284可以直接与门262接合以防止门262被打开。在其它示例中，销284可以与载体套筒260的另一个部件(诸如主锁定机构276或辅助锁定机构278)接合以防止门262被打开。
在一些示例中，计算装置274还可以释放锁280。例如，计算装置274可以继续监测该组中的坠落防护设备是否连接到支撑结构。在坠落防护设备的一个或多个其它制品连接到支撑结构的情况下，计算装置274可以通过向螺线管282发送信号以将销284从延伸位置286移动到缩回位置288来释放锁280。附加地或替代地，锁280可以包括允许用户手动地将销284从延伸位置286移动到缩回位置288的手动超控。
图13更详细地示出了集线器14中的一个集线器的示例。例如，集线器14包括一个或多个处理器300，可以存储使用数据304、连接数据306和警告数据308的存储器302，通信单元310，传感器312，用户接口314和远程接口316。应当理解，图13所示的集线器14的架构和布置仅出于示例性目的而示出。在其它示例中，集线器14可以各种其它方式配置为与图13所示的那些相比具有附加的、更少的或替代的部件。例如，集线器14还可以包括图13中未示出的一个或多个电池、充电部件等。此外，尽管在图13的示例中被示为可穿戴装置，但在其它示例中，集线器14可以被实现为部署在特定环境中的独立装置。
一般来讲，集线器14可启用和促进坠落防护装置11A和PPEM 6之间的通信。坠落防护装置11A的示例包括扣钩220或载体套筒260。为方便起见，图13示出坠落防护装置11A。其它示例性坠落防护装置11可以以基本上类似的方式操作。
用于相应工人的坠落防护装置11A以及其它PPE可以经由蓝牙或其它短程协议与集线器14通信，并且集线器14可以经由无线通信(诸如经由802.11WiFi协议等)与PPEM 6通信。在一些示例中，集线器14还可以基于连接数据306控制坠落防护装置11A的一个或多个部件(例如，诸如锁)，生成和/或输出警告，或执行各种其它功能。
在一个示例中，处理器300被配置为实现功能和/或处理用于在集线器14内执行的指令。例如，处理器300可能够处理由存储器302存储的指令。处理器300可包括例如微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的离散或集成逻辑电路。
存储器302可包括计算机可读存储介质或计算机可读存储装置。在一些示例中，存储器302可包括短期存储器或长期存储器中的一者或多者。存储器302可包括例如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、磁性硬盘、光盘、闪存存储器、或电可编程存储器(EPROM)或电可擦且可编程存储器(EEPROM)的形式。
在一些示例中，存储器302可存储操作系统(未示出)或控制集线器14的部件的操作的其它应用程序。例如，操作系统可有利于将数据从存储器302传送到通信单元310。在一些示例中，存储器302用于存储用于由处理器300执行的程序指令。存储器302还可被配置为在操作期间将信息存储在集线器14内。在图13所示的示例中，存储器302可以存储使用数据304、连接数据306和/或警告数据308，如下面更详细描述的。
集线器14可使用通信单元310经由一个或多个有线或无线连接来与外部装置通信。通信单元310可包括设计用于信号调制的各种混合器、滤波器、放大器和其它部件，以及设计用于发射和接收数据的一个或多个天线和/或其它部件。通信单元310可使用任何一种或多种合适的数据通信技术来向其它计算装置发送数据和接收数据。此类通信技术的示例可包括TCP/IP、以太网、Wi-Fi、蓝牙、4G、LTE(仅举几个示例)。例如，通信单元310可以经由蓝牙或其它短程协议与坠落防护装置11A或其它PPE通信，并且通信单元310可以经由无线通信(诸如经由802.11WiFi协议等)与PPEM 6通信。
传感器312可包括生成指示与集线器14相关联的工人10的活动的数据和/或指示集线器14所处环境的数据的一个或多个传感器。传感器312可包括例如一个或多个加速度计、检测存在于特定环境中的条件的一个或多个传感器(例如，用于测量温度、湿度、颗粒含量、噪声水平、空气质量或其中可使用坠落防护装置11A的环境的任何其它特征的传感器)、或多种其它传感器。
用户接口314可包括一个或多个用户接口装置，其包括例如各种灯、显示器、触觉反馈发生器、扬声器等。通常，用户接口314可以输出坠落防护装置11A和/或集线器14的状态，以及针对工人10的任何警告。在一个示例中，用户接口314可以包括照亮以向工人10提供信息的多个多色LED。在另一个示例中，用户接口314可以包括被配置为振动集线器14以向工人10提供触觉反馈的电动机。
远程接口316被配置为生成用于在客户端62(图2)处输出的数据。例如，远程接口316可以生成指示坠落防护装置11A和/或集线器14的状态的数据。例如，远程接口316可以生成指示坠落防护装置11A是否连接到集线器14的数据和/或关于坠落防护装置11A的部件的信息。也就是说，远程接口316可以生成指示例如以下的数据：坠落防护装置11A的剩余使用寿命、坠落防护装置11A的电池状态、坠落防护装置11A的连接状态、坠落防护装置11A是否是连接到支撑结构的唯一坠落防护设备、用户是否已经执行了坠落防护装置11A的锁的手动超控、是否需要维护或更换坠落防护装置11A等。远程接口316可以附加地或替代地生成指示由集线器14发出的任何警告的数据。
根据本公开的方面，集线器14可以存储来自坠落防护装置11A的传感器的使用数据304。使用数据304通常是指指示用户使用坠落防护装置11A的方式的数据，包括例如指示坠落防护装置11A的部件的相对位置的数据、指示支撑结构是否设置在坠落防护装置11A的附接区域内的数据、或坠落防护装置11A的其它操作或特性。
如本文所述，诸如坠落防护装置11A的传感器的谐振频率的电特性可以指示坠落防护设备11的操作，并且感应感测处理器确定谐振频率并且将指示谐振频率的数据实时地或接近实时地传输到集线器14。在一些示例中，集线器14可经由通信单元310将使用数据304立即中继到另一个计算装置，诸如PPEMS 6。在其它示例中，存储器302可在将数据上传到另一个装置之前存储使用数据304一段时间。例如，在一些情况下，通信单元310可能够与坠落防护装置11A通信，但是可不具有网络连接性，例如，由于坠落防护装置11A所位于的环境和/或网络中断。在此类情况下，集线器14可将使用数据304存储到存储器302，这可允许在网络连接变得可用时将使用数据上传到另一个装置。
根据本公开的方面，集线器14还存储连接数据306，其指示由工人10使用的坠落防护装置11A的连接状态。也就是说，连接数据306可以指示工人10正在使用的一组坠落防护装置中的坠落防护装置11A是否连接到支撑结构。在一些情况下，集线器14可以从坠落防护装置11A接收连接数据306，例如，由坠落防护装置11A确定。在其它示例中，集线器14可以从坠落防护装置11A的传感器接收数据，并且处理器300可以基于所接收的传感器数据确定连接数据306。
根据本公开的方面，集线器14可以基于连接数据306来控制坠落防护装置11A的操作。例如，集线器14可以基于连接数据306确定坠落防护装置11A已经连接到支撑结构。集线器14还可以确定坠落防护装置11A的一个或多个制品何时与支撑结构断开。集线器14可以确定坠落防护装置11A的特定制品何时是连接到支撑结构的组中的坠落防护装置11A的唯一制品。基于该确定，在一些示例中，集线器14可以发出听觉、视觉或触觉警告(例如，经由用户接口314)或传输电子消息(例如，经由远程接口316)，其指示坠落防护装置11A是连接到支撑结构的坠落防护设备的唯一制品。在其他示例中，集线器14可以激活坠落防护设备的锁以阻止或防止坠落防护设备与支撑结构断开。
集线器14可以存储警告数据308以用于生成由用户接口314和/或远程接口316输出的警告。例如，集线器14可从PPEMS 6、坠落防护装置11A、终端用户计算装置16、使用计算装置18的远程用户、安全站15或其它计算装置接收警告数据。在一些示例中，警告数据可基于坠落防护装置11A的操作。例如，集线器14可以接收警告数据308，其指示坠落防护装置11A是连接到支撑结构的坠落防护设备的唯一制品。作为另一个示例，集线器14可以接收指示锁的操作和/或已经手动超控锁的警告数据308。作为再一个示例，集线器14可以接收指示已经发生坠落的警告数据308。
集线器14可以解释所接收的警告数据308并在用户接口314或远程接口316处生成输出(例如，听觉、视觉或触觉输出)，以向工人10或远程方通知警告状况(例如，锁的操作或超控)、环境危险、坠落防护装置11A发生故障、坠落防护设备11的一个或多个部件需要修理或更换等。在一些情况下，集线器14还可解释警告数据308并且向坠落防护装置11A发出一个或多个命令，以修改坠落防护装置11A的操作或强制规则，以便使坠落防护装置11A的操作符合期望的/不太危险的行为。
一般来讲，虽然本文所述的某些技术或功能由某些部件(例如，PPEMS 6、坠落防护装置11或集线器14)执行，但是应当理解，本公开的技术不受这种方式限制。也就是说，本文所述的某些技术可由所描述系统的部件中的一个或多个来执行。例如，在一些情况下，坠落防护装置11可具有相对有限的传感器组和/或处理能力。在此类情况下，集线器14中的一个集线器和/或PPEMS 6可负责处理使用数据、确定连接状态等中的大部分或全部。在其它示例中，坠落防护装置11可具有附加的传感器、附加的处理能力和/或附加的存储器，从而允许坠落防护装置11执行附加技术。有关哪些部件负责执行技术的确定可基于例如处理成本、财务成本、功率消耗等。示例性技术可由一个或多个处理器执行，该一个或多个处理器可以是坠落防护装置11、集线器14、PPEMS 6、计算装置16和/或18和/或安全站15内的处理器。
图14示出了指示坠落防护装置的安全状态的状态机。为了方便起见，图14的示例用图10所示的示例性扣钩220来描述，但该示例适用于坠落防护装置11的其它示例。另外，从安全条件310开始描述示例性状态机。在安全条件310下，门移动传感器可被配置为生成指示门222处于关闭位置的数据。另外，在安全条件310下，计算装置234可能已经确定支撑结构在附接区域226内。例如，计算装置234可能已经确定感应传感器230的谐振频率的和变化增加了超过阈值量或者谐振频率的和变化的速率大于阈值速率(例如，如上文使用图4A和图4B和/或图15的操作所述)。因为计算装置234确定支撑结构设置在附接区域226内并且门222关闭，于是扣钩220应锚定到支撑结构，并且因此处于安全条件310(例如，工人10A安全地绑定到支撑结构)。作为响应，计算装置234可生成指示安全操作的信息，并且可能将此类信息输出到集线器14、安全站15、计算装置16和/或PPEMS 6。
信息的示例包括电子消息、听觉输出、视觉输出和/或触觉输出。在一些示例中，集线器14可被配置为生成并输出指示扣钩220的操作的信息。在图14中，对于各种操作，计算装置234被描述为生成指示扣钩220的操作的信息。然而，集线器14、安全站15、计算装置16或18、和/或PPEMS 6可生成并输出此类信息。
在生成指示安全操作的信息之后，计算装置234可确定支撑结构未设置在附接区域226内，但是门222没有打开。例如，计算装置234可执行图4A和图4B和/或图15所述的操作，并且确定支撑结构不再设置在附接区域226内。然而，计算装置234还可能已经确定门222从未打开。在这种情况下，因为支撑结构在门222没有打开的情况下不再存在于附接区域226内是非常不可能的，所以计算装置234可以重复生成指示安全操作的信息。如图14所示，一旦处于安全条件310，无论计算装置234是否确定支撑结构仍然存在或确定支撑结构不存在，计算装置234都确定扣钩220处于安全条件，只要门222保持关闭(310的“门关闭”)。
在生成指示安全操作的信息之后，计算装置234可以确定门222打开并且支撑结构设置在附接区域226内(310的“门打开并且锚定”)。例如，计算装置234执行图4A和图4B和/或图15的操作，并且确定支撑结构仍然在附接区域226内，而且还确定门222打开。在该示例中，计算装置234可以确定扣钩220处于次优条件320，并且生成指示扣钩220的次优操作的信息。
在次优条件320下，门222打开，但支撑结构仍在附接区域226内。只要门222打开并且只要支撑结构在附接区域226内(320的“门打开并且锚定”)，计算装置234就可以确定扣钩220处于次优条件320。因此，只要门222打开并且支撑结构在附接区域226内(320的“锚定并且门打开”)，计算装置234就可以重复生成指示次优操作(例如，扣钩220处于次优条件320)的信息。如果计算装置234确定门222关闭并且确定支撑结构在附接区域226内(320的“门关闭并且锚定”)，则计算装置234可以确定扣钩220处于安全条件320，并且生成指示扣钩220的安全操作的信息。
然而，如果计算装置234确定门222打开并且在附接区域226内不存在支撑结构(320的“无锚定”)，则计算装置234可以确定扣钩220处于不安全条件330。计算装置234可以生成指示扣钩220的不安全操作的信息。在不安全条件330下，门222打开，并且在附接区域226内不存在支撑结构。
一旦处于不安全条件330，计算装置234就可以确定扣钩220处于不安全条件330，只要计算装置234确定在附接区域226内不存在支撑结构(330的“无锚定”)或者门222关闭(330的“门关闭”)。因此，计算装置234可以重复生成指示不安全操作的信息，直到计算装置234确定次优操作或安全操作为止。
例如，如果计算装置234确定在附接区域226内存在支撑结构，并且确定门222打开(330的“锚定并且门打开”)，则计算装置234可以确定扣钩220处于次优条件320。计算装置234可以生成指示扣钩220的次优操作的信息。另外，如图14所示，如果计算装置234确定扣钩220处于安全条件310，但是随后确定门222打开并且在附接区域226内不存在支撑结构(310的“门打开并且无锚定”)，则计算装置234可以确定扣钩220处于不安全条件330。计算装置234然后可以生成指示扣钩220的不安全操作的信息。
尽管相对于计算装置234描述了上述示例性技术，但示例性技术可一起执行或与各种其它处理器(诸如集线器14、安全站15、计算装置16和/或PPEMS 6的那些处理器)组合执行。因此，上文针对图14所述的示例性技术可由一个或多个处理器执行，该一个或多个处理器的示例包括坠落防护装置11、集线器14、安全站15、计算装置16和/或PPEMS 6内的处理器。
应当认识到，根据示例，本文所述技术中的任一种的某些动作或事件可以不同的顺序执行，可一起添加、合并或省去(例如，不是所有所描述动作或事件对于技术的实践都是必需的)。此外，在某些示例中，动作或事件可例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器同时而不是顺序地执行。
在一个或多个示例中，所述的功能可以硬件、软件、固件或它们的任何组合来实现。如果以软件实现，那么这些功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质传输，并且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包括计算机可读存储介质，其对应于如数据存储介质的有形介质，或通信介质，其包括例如根据通信协议促进将计算机程序从一处传送到另一处的任何介质。以该方式，计算机可读介质通常可对应于(1)非暂态的有形计算机可读存储介质或(2)诸如信号或载波的通信介质。数据存储介质可为可由一个或多个计算机或一个或多个处理器进入以检索出用于实现本公开中所描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可包括计算机可读介质。
作为示例而非限制，此类计算机可读存储介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储装置、闪存或者可用来以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可由计算机进入的任何其他介质。而且，任何连接均被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或无线技术如红外线、无线电和微波从网站、服务器或其他远程源传输指令，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术如红外线、无线电和微波包括在介质的定义中。
然而，应当理解，计算机可读存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其他暂态介质，而是针对非暂态的有形存储介质。如本文所用，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光光盘、光学盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁的方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
指令可由一个或多个处理器诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它等效集成或离散逻辑电路以及这类部件的任意组合执行。因此，如本文所用，术语“处理器”可以是指适用于实施本文所述的技术的前述结构中的任一者或任何其他结构。另外，在一些方面，本文所述的功能性可在专用硬件和/或软件模块内提供。而且，这些技术可完全在一个或多个电路或逻辑单元中实现。
本公开的技术可在包括无线通信装置或无线手持机、微处理器、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)的各种各样的设备或装置中实现。各种部件、模块或单元在本公开中进行了描述以强调被配置为实行所公开的技术的装置的功能方面，但是不一定需要通过不同的硬件单元来实现。相反，如上所述，各种单元组合可在硬件单元中组合或者通过包括如上所述的一个或多个处理器的互操作硬件单元的集合，结合合适的软件和/或固件来提供。
已描述了各种示例。这些示例以及其他示例均在如下权利要求书的范围内。
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