本實(shí)用新型涉及安全領(lǐng)域，尤其涉及基于一種 PLC與 WIFI的大數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全帽系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科技的不斷進(jìn)步，為了減少建筑施工事故，降低建設(shè)資源浪費(fèi)和工地施工人員管理等問(wèn)題。人們開(kāi)始嘗試建立工地實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，以期控制風(fēng)險(xiǎn)，降低資源成本。因此使得大信息量的交互傳輸成為迫在眉睫的問(wèn)題。

目前有人發(fā)明了一種基于 PLC背板總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng) WIFI通信的智能模塊( 公開(kāi)號(hào) ：CN105072708A)。 在該系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了PLC與WIFI之間的信息交互，且該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，傳輸效率較高，給家庭用戶和普通工業(yè)應(yīng)用控制帶來(lái)了便利。但是，該系統(tǒng)難以在工地這種大數(shù)據(jù)量的信息，且擴(kuò)展配對(duì) WIFI數(shù)量不確定的情況下，很難進(jìn)行很好的適用。所以整個(gè)系統(tǒng)只適用家庭用戶和普通中小型工業(yè)應(yīng)用控制等數(shù)據(jù)量不是很大的環(huán)境中，而建筑施工環(huán)境下急需高速率、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸處理，來(lái)有效監(jiān)督建筑施工，控制風(fēng)險(xiǎn)降低成本的狀況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)缺陷問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了基于一種 PLC( 電力載波通信 )與 WIFI的大數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全帽系統(tǒng)。為大型高危項(xiàng)目的施工安全監(jiān)管提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

基于一種 PLC與 WIFI的大數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全帽系統(tǒng)，包括智能安全帽、WIFI路由器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)終端；所述智能安全帽包括攝像頭、PCB電路和蓄電池；所述PCB電路包括中央處理器、GPS定位器、WIFI功能電路、視頻采集器、音頻采集器、圖像處理器；所述智能安全帽的WIFI功能電路與協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過(guò)WIFI路由器進(jìn)行連接通訊；協(xié)議轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)終端通過(guò)PLC通訊。

進(jìn)一步的，智能安全帽包括攝像頭、PCB電路和蓄電池；智能安全帽本體的前端裝有攝像頭，智能安全帽本體的頂部安裝有PCB電路，PCB電路與攝像頭相連接，智能安全帽本體的后部有蓄電池，蓄電池與PCB電路相連接。

進(jìn)一步的，智能安全帽頂部的PCB電路弧形嵌入在安全帽頂部?jī)?nèi)壁。

進(jìn)一步的，智能安全帽頂部的PCB電路包括中央處理器、GPS定位器·、WIFI功能電路、視頻采集器、音頻采集器、圖像處理器；GPS定位器、WIFI功能電路、視頻采集器、音頻采集器、圖像處理電路與中央處理器通過(guò)電路連接并受其控制。

進(jìn)一步的，協(xié)議轉(zhuǎn)換器包括 WIFI 功能電路、MCU、PLC通訊電路；WIFI 功能電路與 MCU通過(guò) HDMI和 RS232 兩個(gè)接口相連；MCU與 PLC通訊電路通過(guò) SPI 口連接。

進(jìn)一步的，WIFI功能電路包括802.11 控制器、802.11 控制驅(qū)動(dòng)器、HDMI接口、RS232接口和系統(tǒng)設(shè)置電路；802.11 控制器通過(guò)HDMI接口、RS232接口將獲取的信息傳遞到中央處理器；802.11 控制驅(qū)動(dòng)器通過(guò)HDMI接口、RS232接口將從中央處理器獲得的信息傳送到WIFI路由器。

進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)終端包括 PLC通訊電路、服務(wù)器；PLC通訊電路與服務(wù)器通過(guò) SPI 口連接。

進(jìn)一步的，PLC通訊電路之間由電力線接口通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接；所述PLC通訊電路包括電力線接口、調(diào)制解調(diào)及微控制器；調(diào)制解調(diào)與微控制器、電力線接口通過(guò)基礎(chǔ)電路交互數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型具有積極的效果 ：(1) 本實(shí)用新型將WIFI 和 PLC 結(jié)合在一 起，取長(zhǎng)補(bǔ)短，形成了一套新的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)將信號(hào)覆蓋最大化，減少盲區(qū)，并使現(xiàn)大數(shù)據(jù)量交互傳輸，為施工監(jiān)督平臺(tái)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。(2) 本實(shí)用新型充分利用了施工建筑早已布置的電線資源，不必增加新的布線。（3）本實(shí)用新型既具有 PLC 通信的便捷、成本低等優(yōu)點(diǎn)，又具有 WIFI 通信的無(wú)線互聯(lián)、易于遠(yuǎn)程傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。（4）本實(shí)用新型優(yōu)化了數(shù)據(jù)交互結(jié)構(gòu)，提高了信息的保真率和傳輸效率，能更好的應(yīng)用于大型工地施工場(chǎng)合。

附圖說(shuō)明

圖 1 為本實(shí)用新型中提供的基于一種 PLC( 電力載波通信 )與 WIFI的大數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全帽的總體結(jié)構(gòu)圖；

圖 2 為本實(shí)用新型中提供的基于一種 PLC( 電力載波通信 )與 WIFI的大數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全帽的 WIFI功能電路結(jié)構(gòu)圖；

圖 3 為本實(shí)用新型中提供基于一種 PLC( 電力載波通信 )與 WIFI的大數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全帽的 PLC結(jié)構(gòu)圖；

圖 4 為本實(shí)用新型中提供基于一種 PLC( 電力載波通信 )與 WIFI的大數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全帽的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖 1，一種基于一種 PLC與 WIFI的大數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的安全帽系統(tǒng)，包括智能安全帽、WIFI路由器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)終端；所述智能安全帽包括攝像頭、PCB和蓄電池；所述PCB包括中央處理器、GPS定位器、WIFI功能電路、視頻采集器、音頻采集器、圖像處理器；所述智能安全帽的WIFI功能電路與協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過(guò)WIFI路由器進(jìn)行連接通訊；協(xié)議轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)終端通過(guò)PLC通訊。智能安全帽包括攝像頭、PCB電路和蓄電池；智能安全帽的PCB包括中央處理器、GPS定位器·、WIFI功能電路、視頻采集器、音頻采集器、圖像處理器。將視頻采集器、音頻采集器獲得的數(shù)據(jù)信息，通過(guò) HDMI傳輸?shù)街醒胩幚砥鳎珿PS定位器獲得的定位信息通過(guò) RS232 傳輸?shù)街醒胩幚砥?，中央處理器?duì)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，將視頻信息通過(guò) HDMI傳輸?shù)綀D像處理電路，進(jìn)行圖像處理，再通過(guò) HDMI傳回中央處理器，由中央處理器將處理后的信息傳到 WIFI功能電路，由 WIFI功能電路進(jìn)行協(xié)議編碼傳輸出去。 WIFI傳輸標(biāo)準(zhǔn)為 IEEE802.11b/g/n 的無(wú)線路由。協(xié)議轉(zhuǎn)換器由 WIFI 功能電路、 MCU、PLC組成；WIFI 功能電路與 MCU通過(guò) HDMI和 RS232 兩個(gè)接口相連；對(duì)視頻音頻信息通過(guò) HDMI傳輸，對(duì)于 GPS信息通過(guò) RS232 傳輸。MCU與 PLC通訊電路通過(guò) SPI（串行外設(shè)接口）口連接。數(shù)據(jù)終端由 PLC通訊電路、服務(wù)器組成；PLC通訊電路與服務(wù)器通過(guò) SPI 口連接。

智能安全帽將監(jiān)控到的數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)置的 WIFI功能電路將各種數(shù)據(jù)通過(guò)路由器傳輸給協(xié)議轉(zhuǎn)換器，協(xié)議轉(zhuǎn)換器將 WIFI 信息處理轉(zhuǎn)化為 PLC 并耦合到電力線中，通過(guò)電網(wǎng)將大量數(shù)據(jù)傳輸入服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)已做處理的數(shù)據(jù)層層解碼，將數(shù)據(jù)存入對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。從而達(dá)到為施工監(jiān)控系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的目的。

請(qǐng)參閱圖 2，本實(shí)用新型中 WIFI 功能電路由 802.11 控制器、802.11 控制驅(qū)動(dòng)器、HDMI接口、RS232接口和系統(tǒng)設(shè)置電路構(gòu)成。802.11 控制器捕獲到 WIFI 信號(hào)，將其傳遞給 802.11 控制驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行加工處理將信息轉(zhuǎn)化為 WIFI傳輸信號(hào)。

請(qǐng)參閱圖 3，本實(shí)用新型中的 PLC通訊電路由電力線接口、調(diào)制解調(diào)及微控制器組成。電力線接口為網(wǎng)絡(luò)接口，通過(guò) 220V 電力線接到電網(wǎng)中；調(diào)制解調(diào)用于將傳輸?shù)男畔⑴c PLC通訊電路進(jìn)行耦合；微控制器對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行必要的編碼解碼；

請(qǐng)參閱圖 4，本實(shí)用新型的工作流程主要分為兩個(gè)部分，協(xié)議轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)終端部分。在協(xié)議轉(zhuǎn)換器中，程序首先對(duì) MCU 自身資源、WIFI 功能電路和 PLC通訊電路進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入大循環(huán)中，等待接收 WIFI 傳輸過(guò)來(lái)的大量數(shù)據(jù)并判斷地址信息是否匹配。 如果判斷為錯(cuò)誤地址，則重新進(jìn)入循環(huán)等待下一個(gè)命令的到來(lái)。如果判斷為正確命令，則有響應(yīng)的處理子程序進(jìn)行處理，將信息進(jìn)行分類后把 WIFI 準(zhǔn)用協(xié)議信息轉(zhuǎn)化為 PLC通訊電路并將其耦合到電網(wǎng)中。在數(shù)據(jù)終端中，程序首先對(duì) PLC通訊電路進(jìn)行初始化，將其配置為接收狀態(tài)，等待接收 PLC通訊電路，檢測(cè)信號(hào)的載波頻率幀數(shù)據(jù)地址，判斷是否與自身地址相匹配。如果相匹配，則繼續(xù)接收信息并將經(jīng)過(guò)處理存入相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。 反之，則重新進(jìn)入下一次循環(huán)等待接收下一幀PLC。

本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能 ：1、通過(guò)智能安全帽采集信息，并通過(guò) WIFI與 PLC將大數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器中。2、采用 WIFI通信技術(shù)，覆蓋范圍靈活減少盲區(qū)、傳輸速度快、成本低。3、采用電力載波通信技術(shù)，信號(hào)傳輸信道為電力線，傳輸速度快、不需要布線且安裝方便。4、數(shù)據(jù)的保真度高，信息損失小。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)。