[发明专利]一种基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统及方法

说明书

本发明公开一种基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统及方法，结合可编程RFID标签和各种传感器，构建一个实时采集安全帽周边环境信息的方法和系统。本发明采用一种嵌入式图像传感器，利用较少的能量和运算资源获取周围环境的灰度图像，将信息存储到可编程RFID标签的存储区域。可编程RFID标签和RFID阅读器保持交互，将获取的传感信息持续发送到RFID阅读器，并存入管理后台数据库。当管理后台检测到例如跌倒等异常情况时，启动图像传感器获取智能安全帽所处环境的灰度图像信息。本发明具有低成本、易于维护的优点，实时性强，同时具有很好的功能扩展性。

技术领域

本发明属于物联网技术应用领域，涉及智能安全帽的周边环境信息采集方法。

背景技术

随着计算机以及物联网技术的发展，RFID(Radio Frequency Identification)技术得到了持续的发展，不同的应用类型在不断地增加，目前在跌倒监测领域，RFID技术也获得了很多研究者的注意。根据世界卫生组织的数据，跌倒是全球第二大意外伤害和死亡原因。每年有3730多万人因跌倒而受伤，64.6万人因为跌倒直接或间接导致死亡。而工地施工时，跌倒带来的安全问题尤为严重，应该引起足够的重视。为了保证工人的安全，有必要及时发现跌倒事件。

另一方面，针对无源的无线传感器研究已经持续了很久，目前的无线传感器可以传输诸如光强、温度、压力等信息，甚至是需要更多能量的图像信息。在过去的研究中，人们从诸如WIFI和RFID阅读器信号中收集能量，用这些能量驱动图像传感器。嵌入式视觉应用的需求和数码摄影不同，数码摄像追求高像素，力求清晰度更高，而嵌入式视觉应用中，获取像素点后进行处理、灵活获取、随机像素访问等比单纯的像素数更加重要，过多的像素反而会带来问题，因为生成的大量数据会减慢帧速率，并且增大处理器的负担。大多数商用图像传感器不适合嵌入式视觉应用，主要是因为尺度和复杂度的问题：有源像素传感器和CCD通常都需要精确的快门操作，并且要使用图像传感器驱动时序的复杂接口。在编写特定应用程序时，需要将算法和图像传感器的算法同步。

发明内容

本发明针对工地环境实时监测，以及施工时可能出现的工人跌倒、滑落等安全问题，提供一种基于可编程无源RFID标签的智能安全帽周边环境信息采集系统及方法，在该系统和方法中，标签在和RFID阅读器保持通信的同时可以持续从信号中获取能量，收集附近的环境信息，比如温度、光强，以及头盔移动的加速度。当检测到佩戴头盔的工人发生跌倒等危险情况的时候，标签可以利用存储的能量，从图像感应器中获取周围环境的灰度图像，并将该图像信息发送给RFID阅读器。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统，其特征在于包括多种传感器、可编程无源RFID标签、RFID阅读器及管理后台，所述多种传感器及可编程无源RFID标签安装在智能安全帽中，所述多种传感器由所述可编程无源RFID标签提供能量；所述可编程无源RFID标签通过所述多种传感器获取智能安全帽所处环境数据及智能安全帽移动加速度数据，并将获取的数据进行存储及处理后通过无线射频信号发送给所述RFID阅读器，所述RFID阅读器将数据传输给所述管理后台进行数据管理；所述多种传感器包括图像传感器，当所述管理后台通过数据分析检测到异常情况发生，所述可编程无源RFID标签启动所述图像传感器获取智能安全帽所处环境的灰度图像信息。

一种如前述的基于RFID的智能安全帽周边环境信息采集系统的采集方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1:数据传输准备；

1）启动线程通信；

2）检测是否有Socket连接，如果有则接收保存文件，如果是配置文件则更新配置，若果不是则安装驱动；

3）启动数据读取线程，配置RFID阅读器，准备读写可编程无源RFID标签数据；

步骤2: RFID阅读器启动，发送询问信号给范围内的可编程无源RFID标签，可编程无源RFID标签获取充足能量后开始工作；