【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能穿戴设备，特别涉及基于生物传感和人体状态监控的安全穿戴设备和系统。
技术介绍
1、安全一直以来都是建筑施工过程中最为重要的问题之一，特别是在机电安装专业领域。机电安装施工通常发生在建筑结构内部和地下空间，包括但不限于机房、地铁隧道、实验室、隧道管廊等环境。这些特殊工作环境存在一系列潜在的危险因素，其中包括氧气含量低和通信受限，这对施工人员的安全构成了较大隐患。机电安装专业施工领域的作业环境复杂多变，安全问题尤为重要。
2、传统的安全保护措施往往依赖于工人的自我感知和判断，这种方式存在较大的局限性，不能实时、准确地监控和预警潜在的安全风险；
3、且低氧气含量是地下空间施工中常见的问题之一，在封闭的空间中，氧气含量可能会不足，从而导致工人缺氧、头晕甚至丧失意识，这种情况可能会在没有充分的预警机制的情况下发生，危及工人的生命安全；
4、同时，由于建筑结构的特殊性质，通信信号在地下空间的传输也常常受到限制，意味着在紧急情况下，工人可能无法及时与救援人员或监控中心取得联系，增加了事故的风险。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于生物传感和人体状态监控的安全穿戴设备和系统，通过实时、全面、智能的数据采集、分析和预警，以及高效稳定的数据传输和远程监管控制，为工人的健康和安全提供了有力的保障，同时提高了生产安全性和生产效率，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、
4、本专利技术提供另一种技术方案，基于生物传感和人体状态监控的安全系统，包括：
5、数据采集单元，用于实时获取穿戴安全穿戴设备的工人生物传感数据和人体状态信息数据，并实时采集工人所在环境的环境参数；
6、主站通信单元，用于构建每个安全穿戴设备和基站的信号交互通道，将采集到的工人生物传感数据、人体状态信息数据和环境参数传输至主站监管单元；
7、主站监管单元，用于基于信号交互通道获取数据采集单元传输的数据，对获取到的数据进行异常状态监测和预警，基于判断和预警结果对安全穿戴设备进行远程监管和控制。
8、进一步的，数据采集单元，包括：
9、人体参数获取模块，用于监测并采集穿戴安全穿戴设备的工人的生理参数；
10、施工环境获取模块，用于实时监测并采集穿戴安全穿戴设备的工人所处环境的环境参数；
11、异常情况预警模块，用于根据采集到的生理参数和环境参数判断工人及其所处环境是否存在异常，基于判断结果和从主站监管单元获取到的相关指令发出预警信号。
12、进一步的，异常情况预警模块，具体包括：
13、预设阈值判断机制，并将获取到的环境参数与正常环境参数阈值进行比对，确定工人所处环境是否正常；
14、将超出或低于正常参数阈值的环境参数确定工人所述的特殊工作环境，基于特殊工作环境对安全生理参数阈值进行调整；
15、将实时采集到的生理参数与预设的安全生理参数阈值进行比较，当实时采集到的生理参数超出阈值时发出预警；
16、提取超出阈值的生理参数的参数类型，基于参数类型结合环境异常参数确定工人的异常状态。
17、进一步的，基于参数类型结合环境异常参数确定工人的异常状态，具体包括：
18、构建线性回归模型，将获取到的工人生理参数输入至线性回归模型终进行计算，得到预测的工人生理参数；
19、比较实际测量到的工人生理参数和预测的工人生理参数，基于比较结果确定是否烧过预设差异阈值，若超过则认为存在异常情况；
20、一旦检测到异常状态，立即触发报警机制，记录异常状态的相关信息，包括时间、位置和异常类型。
21、进一步的，所述数据采集单元，还包括根据实际需求动态调整安全穿戴设备的采样频率，具体为：
22、在每一个监测周期内实时监测每种生理参数的参数类型对应的数据变化情况；
23、在所述监测周期结束时刻获取当前监测周期内的每种生理参数的参数类型的数据变化幅度量；
24、根据所述每种生理参数的参数类型的数据变化幅度量针对下一个监测周期设置目标生理参数类型的生理参数调取时间间隔。
25、进一步的，主站通信单元，包括：
26、基站构建模块，用于搭建通信基站，包括外部基站、固定基站和移动基站；
27、交互通道构建模块，用于建立外部基站与固定基站、固定基站与移动基站以及移动基站与安全穿戴设备的信号交互通道；
28、交互通道监管模块，用于实时监控信号交互通道之间通信连接的状态数据，确定信号交互通道的数据传输效率。
29、进一步的，主站监管单元，包括：
30、数据获取模块，用于基于信号交互通道接收来自数据采集单元的工人生理参数、环境参数和定位数据；
31、数据处理模块，用于对接收到的工人生理参数、环境参数和定位数据进行标准化处理，得到标准生理参数数据、标准环境参数数据和标准定位数据；
32、异常监测模块，用于根据处理后的标准化数据调取工人相关的历史数据，结合历史数据分析工人的生命体征趋势，判断工人是否存在异常情况，并基于异常情况的异常程度生成相应的处理指令；
33、人员监管模块，用于对穿戴安全穿戴设备的工人的行为和工作状态进行监管；
34、设备监管模块，用于对安全穿戴设备的运行状态进行监管。
35、进一步的，人员监管模块判断工人是否存在异常情况，具体为：
36、通过实时监测穿戴安全穿戴设备的工人的生理参数和所处环境参数，评估工人的工作状态和健康状况；
37、基于所述工人的工作状态和健康状况获得工人的多个行为样本数据；
38、在每个行为样本数据中提取出工人的眨眼频率、动作停顿频率、心率加速变化频率和行为习惯权重；
39、对提取的多项参数进行辨识，获取辨识结果；
40、根据每个行为样本数据中的工人的眨眼频率、动作停顿频率、心率加速变化频率和行为习惯权重以及每项参数的辨识结果计算出工人在工作过程中的异常系数；
41、确认所述异常系数是否大于预设系数，若是，基于所述工人所佩戴的安全穿戴设备获得司机的定位数据，否则，确认工人未出现异常；
42、根据异常结果向所述工人所佩戴的安全穿戴设备发送提醒以及警告信息，引导工人采取对应措施。
43、进一步的，设备监管模块监管安全穿戴设备，具体为：
44、实时监测安全穿戴设备的电池本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于生物传感和人体状态监控的安全穿戴设备，包括智能设备，其特征在于：所述智能设备由安全手环、安全帽、安全腰带、安全鞋和安全背心构成，智能设备穿戴在工人头部、身体部位和脚部，用于实时监测工人的生命体征，包括心率、呼吸频率、氧气含量、身体姿态的关键参数，并在检测到异常情况时及时发出警报，记录施工环境数据，并与基站进行数据交互。
2.基于生物传感和人体状态监控的安全系统，应用在如权利要求1所述的基于生物传感和人体状态监控的安全穿戴设备中，其特征在于：包括：
3.如权利要求2所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：数据采集单元，包括：
4.如权利要求3所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：异常情况预警模块，具体包括：
5.如权利要求4所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：基于参数类型结合环境异常参数确定工人的异常状态，具体包括：
6.如权利要求5所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：所述数据采集单元，还包括根据实际需求动态调整安全穿戴设备的采样频率，具体为
7.如权利要求6所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：主站通信单元，包括：
8.如权利要求7所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：主站监管单元，包括：
9.如权利要求8所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：人员监管模块判断工人是否存在异常情况，具体为：
10.如权利要求9所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：设备监管模块监管安全穿戴设备，具体为：
...【技术特征摘要】
1.基于生物传感和人体状态监控的安全穿戴设备，包括智能设备，其特征在于：所述智能设备由安全手环、安全帽、安全腰带、安全鞋和安全背心构成，智能设备穿戴在工人头部、身体部位和脚部，用于实时监测工人的生命体征，包括心率、呼吸频率、氧气含量、身体姿态的关键参数，并在检测到异常情况时及时发出警报，记录施工环境数据，并与基站进行数据交互。
2.基于生物传感和人体状态监控的安全系统，应用在如权利要求1所述的基于生物传感和人体状态监控的安全穿戴设备中，其特征在于：包括：
3.如权利要求2所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：数据采集单元，包括：
4.如权利要求3所述的基于生物传感和人体状态监控的安全系统，其特征在于：异常情况预警模块，具体包括：
5.如权利要求4所述的基于生物...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢佳华，王凝，谷月，徐沈仁，凌瑞，刘发辉，成弋哲，封诗琪，
申请(专利权)人：上海市安装工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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