基于物联网的自动呼救精准定位头盔
阅读说明：本技术 基于物联网的自动呼救精准定位头盔 (Automatic help calling accurate positioning helmet based on Internet of things ) 是由 罗哲 李文 杨钰 王成明 宋婕 刘颖达 袁卓凡 刘凯 于 2020-12-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了基于物联网的自动呼救精准定位头盔,涉及物联网定位领域,具体为基于物联网的自动呼救精准定位头盔,包括头盔主体,所述头盔主体外壁的前端嵌入有显示屏,且显示屏的一侧安装有天线,所述头盔主体的内部设置有硬质泡沫,且硬质泡沫内壁的前后两端均嵌入有海绵裹布。该基于物联网的自动呼救精准定位头盔以STM32F103ZET6为控制器,采用A7模块,震动传感器,陀螺仪空间角度检测等模块来完成精准人员定位,实时语音通信,自动报警,发送位置信息至物联网云平台实时地图显示,手机实时观测的功能。使头盔可以在发生交通安全意外时,不止减少外界对头部的伤害还可以实施定位报警,网络云平台实时监测,进而减少搜救时间,获得更多的抢救时间。(The invention discloses an automatic help-calling accurate positioning helmet based on the Internet of things, relates to the field of positioning of the Internet of things, and particularly relates to an automatic help-calling accurate positioning helmet based on the Internet of things. This automatic accurate positioning helmet of calling for help based on thing networking uses STM32F103ZET6 as the controller, adopts A7 module, and the vibrations sensor, modules such as gyroscope space angle detection accomplish accurate personnel's location, and real-time voice communication, automatic alarm sends positional information to the real-time map display of thing networking cloud platform, the function that the cell-phone was surveyed in real time. When traffic safety accidents happen to the helmet, the helmet can not only reduce the damage to the head from the outside, but also implement positioning alarm, and the network cloud platform monitors in real time, so that the search and rescue time is reduced, and more rescue time is obtained.)
技术领域
本发明涉及物联网定位领域，具体为基于物联网的自动呼救精准定位头盔。
背景技术
目前，我国道路交通事故年死亡人数仍高居世界第二位，并且逐步向第一的泰国逼近。再者我国人口居世界第一，摩托车占有量也位于世界前列。根据相关部门统计的数字，全国平均每天发生的交通事故在5万起左右。每年因交通事故死亡的人数在10万人左右，也就是说每天平均要死亡300多人。据我国的卫生资料表明，在发生交通事故后，只有10％的人乘救护车到达医院接受了治疗。40％左右的人因位置不明确，报警不及时而浪费了救援的黄金时间，导致失去生命。
遏制道路交通事故高发、降低交通事故伤害仍然任重道远。交通事故发生后报警率低、不及时，无法准确确定事发位置，救援工作效率低、成本高等问题，而如果有一种物品可以从事故根源开始进行保护，并在后续反应中发挥作用，这样致死率和事故率便会大大减少，而市场上传统安全头盔仅具有保护作用，性能单一，无法提供良好防护。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了基于物联网的自动呼救精准定位头盔，解决了上述背景技术中提出交交通事故发生后报警率低、不及时，无法准确确定事发位置，救援工作效率低、成本高等问题，而如果有一种物品可以从事故根源开始进行保护，并在后续反应中发挥作用，这样致死率和事故率便会大大减少，而市场上传统安全头盔仅具有保护作用，性能单一，无法提供良好防护。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于物联网的自动呼救精准定位头盔，包括头盔主体，所述头盔主体外壁的前端嵌入有显示屏，且显示屏的一侧安装有天线，所述头盔主体的内部设置有硬质泡沫，且硬质泡沫内壁的前后两端均嵌入有海绵裹布，所述海绵裹布的内部设置有气囊，且气囊远离海绵裹布的一侧安装有隔板，所述隔板远离气囊的一侧安装有连接弹簧，所述头盔主体的内壁嵌入有PCB线路板，且PCB线路板的外壁连接有STM32F103ZET6主控制器，所述STM32F103ZET6主控制器的下方安装有线束螺纹接口，且线束螺纹接口的一侧安装有天线接口，所述PCB线路板的下方连接有插槽，且插槽的内部插入有SIM卡。
可选的，所述天线通过天线接口与PCB线路板之间为螺纹连接，且PCB线路板与插槽相连接，并且SIM卡贯穿于插槽的内部。
可选的，所述硬质泡沫与头盔主体相粘接。
可选的，所述海绵裹布包裹于气囊的外部，且海绵裹布和气囊之间均关于头盔主体的中轴线对称分布。
可选的，所述气囊与隔板相粘接，且连接弹簧沿隔板的外壁均匀分布，并且隔板通过连接弹簧与头盔主体构成弹性结构。
可选的，所述STM32F103ZET6主控制器的输出端分别连接有GPRS模块、GPS模块、报警模块、震动触发模块和陀螺仪触发模块，所述GPRS模块的输出端连接有云平台，且云平台的输出端连接有手机客户端。
可选的，所述PCB线路板与STM32F103ZET6主控制器相连接，且STM32F103ZET6主控制器通过API接口与GPRS模块和GPS模块实现数据交互，所述GPRS模块和GPS模块组成A7模块。
可选的，所述STM32F103ZET6主控制器通过API接口与报警模块和震动触发模块实现数据传输。
可选的，所述GPRS模块通过API接口与云平台实现数据传输，且云平台通过API接口与手机客户端实现数据传输。
本发明提供了基于物联网的自动呼救精准定位头盔，具备以下有益效果：
1、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔中，通过硬质泡沫能够有效的为头部提供防护，以及提供一定缓冲作用，能够有效的减轻头部受到的碰撞力度；海绵裹布和气囊能够有效的增强头部佩戴的舒适性，以及能够有效的缓冲头部受到的碰撞强度，从而能够有效的减轻头部受到的碰撞损伤；通过连接弹簧能够有效的为头部提供一定的缓冲间距，能够有效的为头部提供初步缓冲，能够高效的保护头部。
2、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔以STM32F103ZET6为控制器，采用A7模块，震动传感器，陀螺仪空间角度检测等模块来完成精准人员定位，实时语音通信，自动报警，发送位置信息至物联网云平台实时地图显示，手机实时观测的功能，使头盔可以在发生交通安全意外时，不止减少外界对头部的伤害还可以实施定位报警，网络云平台实时监测，进而减少搜救时间，获得更多的抢救时间。
3、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔中，陀螺仪触发模块安装在头盔主体内部可以检测头盔主体的偏移角度，在意外发生时，陀螺仪触发模块检测到人体角度偏移超过指定角度，便会触发震动触发模块的检测，当震动触发模块同时检测到大幅度震动时，A7模块就会自动发送呼救信息并且定位遇难人员所处的位置，同时发送位置信息至物联网云平台进行实时地图显示，提供手机实时观测以及语音通信等功能，方便救援人员及时救助遇难者；陀螺仪触发模块可以检测到自身旋转轴的旋转方向，并且进行数据传输，将方向数据传给控制系统，让设备实现的指定反应；将陀螺仪触发模块的临界报警角度设置为15°，也就是当头盔主体偏移角度超过15°时，报警触发的第一个条件已经满足，系统便会触发其他模块，以实现检测功能；SW-18020P震动触发模块，震动触发模块采用比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，输出形式是数字开关量输出0和1，使用宽电压LM393比价器，而且震动触发模块设有固定的螺栓孔，方便安装在头盔主体上面；在陀螺仪触发模块检测到角度已经偏移，陀螺仪触发模块的检测就会被触发，在头盔主体与地面发生猛烈撞击时，安装在头盔主体内部的震动触发模块检测到震动，就会打开了报警模块以实现报警功能，同理，要是震动触发模块未检测到震动，报警模块便不会被触发。
4、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔中，GPS模块能为用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能；GPRS模块和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜，而且信息传播速率快；A7模块主要包括GPRS和GPS两个模块，因此我们选用了A7模块。在触发报警模块后可以快速发送信息到预先保存的手机客户端，在OneNet系统中可以直观的看到驾驶员的精确位置，从而保证对目标地区搜索救援的全覆盖，可以极大的提高搜索进度，在第一时间救助遇害人员。
5、该基于物联网的自动呼救精准定位头盔中，根据获取的GPS信息实时精准定位，GSM以短信形式发送位置信息提醒事故发生，GPRS模块向物联网云平台OneNET传输位置信息，进行实时地图显示，快速获取周边环境、交通等信息，手机客户端连接OneNET实时监测。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明头盔主体的内部结构示意图；
图3为本发明PCB线路板的结构示意图；
图4为本发明电路系统结构示意图；
图5为本发明图2中A处局部放大结构示意图；
图6为本发明陀螺仪触发模块的电路结构示意图；
图7为本发明震动触发模块的电路结构示意图；
图8为本发明震A7模块的电路结构示意图。
图中：1、头盔主体；2、天线；3、显示屏；4、硬质泡沫；5、海绵裹布；6、气囊；7、隔板；8、连接弹簧；9、PCB线路板；10、STM32F103ZET6主控制器；11、天线接口；12、线束螺纹接口；13、插槽；14、SIM卡；15、GPRS模块；16、GPS模块；17、报警模块；18、云平台；19、手机客户端；20、震动触发模块；21、陀螺仪触发模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：基于物联网的自动呼救精准定位头盔，包括头盔主体1，头盔主体1外壁的前端嵌入有显示屏3，且显示屏3的一侧安装有天线2，头盔主体1的内部设置有硬质泡沫4，且硬质泡沫4内壁的前后两端均嵌入有海绵裹布5，海绵裹布5的内部设置有气囊6，且气囊6远离海绵裹布5的一侧安装有隔板7，隔板7远离气囊6的一侧安装有连接弹簧8，头盔主体1的内壁嵌入有PCB线路板9，且PCB线路板9的外壁连接有STM32F103ZET6主控制器10，STM32F103ZET6主控制器10的下方安装有线束螺纹接口12，且线束螺纹接口12的一侧安装有天线接口11，PCB线路板9的下方连接有插槽13，且插槽13的内部插入有SIM卡14。
发明中：天线2通过天线接口11与PCB线路板9之间为螺纹连接，且PCB线路板9与插槽13相连接，并且SIM卡14贯穿于插槽13的内部。
发明中：硬质泡沫4与头盔主体1相粘接；通过硬质泡沫4能够有效的为头部提供防护，以及提供一定缓冲作用，能够有效的减轻头部受到的碰撞力度。
发明中：海绵裹布5包裹于气囊6的外部，且海绵裹布5和气囊6之间均关于头盔主体1的中轴线对称分布；海绵裹布5和气囊6能够有效的增强头部佩戴的舒适性，以及能够有效的缓冲头部受到的碰撞强度，从而能够有效的减轻头部受到的碰撞损伤。
发明中：气囊6与隔板7相粘接，且连接弹簧8沿隔板7的外壁均匀分布，并且隔板7通过连接弹簧8与头盔主体1构成弹性结构；通过连接弹簧8能够有效的为头部提供一定的缓冲间距，能够有效的为头部提供初步缓冲，能够高效的保护头部。
发明中：STM32F103ZET6主控制器10的输出端分别连接有GPRS模块15、GPS模块16、报警模块17、震动触发模块20和陀螺仪触发模块21，GPRS模块15的输出端连接有云平台18，且云平台18的输出端连接有手机客户端19；陀螺仪触发模块21安装在头盔主体1内部可以检测头盔主体1的偏移角度，在意外发生时，陀螺仪触发模块21检测到人体角度偏移超过指定角度，便会触发震动触发模块20的检测，当震动触发模块20同时检测到大幅度震动时，A7模块就会自动发送呼救信息并且定位遇难人员所处的位置，同时发送位置信息至物联网云平台18进行实时地图显示，提供手机实时观测以及语音通信等功能，方便救援人员及时救助遇难者；陀螺仪触发模块21可以检测到自身旋转轴的旋转方向，并且进行数据传输，将方向数据传给控制系统，让设备实现的指定反应；将陀螺仪触发模块21的临界报警角度设置为15°，也就是当头盔主体1偏移角度超过15°时，报警触发的第一个条件已经满足，系统便会触发其他模块，以实现检测功能；SW-18020P震动触发模块20，震动触发模块20采用比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，输出形式是数字开关量输出0和1，使用宽电压LM393比价器，而且震动触发模块20设有固定的螺栓孔，方便安装在头盔主体1上面；在陀螺仪触发模块21检测到角度已经偏移，陀螺仪触发模块21的检测就会被触发，在头盔主体1与地面发生猛烈撞击时，安装在头盔主体1内部的震动触发模块20检测到震动，就会打开了报警模块17以实现报警功能，同理，要是震动触发模块20未检测到震动，报警模块17便不会被触发。
发明中：PCB线路板9与STM32F103ZET6主控制器10相连接，且STM32F103ZET6主控制器10通过API接口与GPRS模块15和GPS模块16实现数据交互，GPRS模块和GPS模块16组成A7模块；GPS模块16能为用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能；GPRS模块15和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜，而且信息传播速率快；A7模块主要包括GPRS和GPS两个模块，因此我们选用了A7模块，在触发报警模块17后可以快速发送信息到预先保存的手机客户端19，在OneNet系统中可以直观的看到驾驶员的精确位置，从而保证对目标地区搜索救援的全覆盖，可以极大的提高搜索进度，在第一时间救助遇害人员。
发明中：STM32F103ZET6主控制器10通过API接口与报警模块17和震动触发模块20实现数据传输；。
发明中：GPRS模块15通过API接口与云平台18实现数据传输，且云平台18通过API接口与手机客户端19实现数据传输；根据获取的GPS信息实时精准定位，GSM以短信形式发送位置信息提醒事故发生，GPRS模块15向物联网云平台18OneNET传输位置信息，进行实时地图显示，快速获取周边环境、交通等信息，手机客户端19连接OneNET实时监测。
综上，该基于物联网的自动呼救精准定位头盔，使用时，首先，若state显示为err请重新启动，听到“滴”一声，表示姿态传感器初始化完成，等待响三声并且state显示为OK，表示初始化完成，即可等待触发头盔偏转一定角度即可触发，接着，将陀螺仪触发模块21的临界报警角度设置为15°，也就是当头盔主体1偏移角度超过15°时，报警触发的第一个条件已经满足，系统便会触发其他模块，以实现检测功能；
其次，在陀螺仪触发模块21检测到角度已经偏移，陀螺仪触发模块21的检测就会被触发，在头盔主体1与地面发生猛烈撞击时，安装在头盔主体1内部的震动触发模块20检测到震动，就会打开了报警模块17以实现报警功能，同理，要是震动触发模块20未检测到震动，报警模块17便不会被触发，接着，在陀螺仪触发模块21检测到角度已经偏移，陀螺仪触发模块21的检测就会被触发，在头盔主体1与地面发生猛烈撞击时，安装在头盔主体1内部的震动触发模块20检测到震动，就会打开了报警模块17以实现报警功能，同理，要是震动触发模块20未检测到震动，报警模块17便不会被触发；
然后，GPS模块16能为用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能，接着，GPRS模块15和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜，而且信息传播速率快，根据获取的GPS信息实时精准定位，GSM以短信形式发送位置信息提醒事故发生，GPRS模块15向物联网云平台18OneNET传输位置信息，进行实时地图显示，快速获取周边环境、交通等信息，手机客户端19连接OneNET实时监测。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。