多場(chǎng)景智能頭盔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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(武漢大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，武漢 430072)

0 引言

經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，“以人為本，安全生產(chǎn)”的理念深入人心。各行各業(yè)不僅需要全面規(guī)范安全生產(chǎn)秩序，利用新的科技手段加強(qiáng)工作人員的安全設(shè)備也是十分必要的。特別是油氣管線、建筑施工、消防、煤礦開采等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域，及時(shí)獲得人員現(xiàn)場(chǎng)工作畫面與環(huán)境數(shù)據(jù)，是預(yù)防事故發(fā)生、保障人員安全的重要環(huán)節(jié)。但當(dāng)前這些領(lǐng)域的安全信息化水平不高，如煤礦與地下管廊施工，通常采用有線監(jiān)控、人工巡檢、定點(diǎn)監(jiān)測(cè)等方式。作業(yè)人員無法及時(shí)了解周邊環(huán)境信息，監(jiān)管人員無法了解作業(yè)人員施工情況。這會(huì)對(duì)事故預(yù)防甚至后期救援帶來很大的麻煩。

為改善上述缺點(diǎn)，本文從人員必須使用的安全頭盔出發(fā)，設(shè)計(jì)了多場(chǎng)景智能頭盔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)不同場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)狀況，選擇合適的視頻數(shù)傳方式及監(jiān)測(cè)平臺(tái)，使得施工作業(yè)和監(jiān)管人員均能及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀態(tài)與畫面。為預(yù)防事故發(fā)生，安全生產(chǎn)提供了很好的保障。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

從功能的角度看，整個(gè)系統(tǒng)由3個(gè)部分組成：環(huán)境數(shù)據(jù)采集終端，無線視頻數(shù)傳單元，監(jiān)測(cè)平臺(tái)。環(huán)境數(shù)據(jù)采集終端通過扣具集成在頭盔上，搭載溫濕度及氣體傳感器收集環(huán)境數(shù)據(jù)。根據(jù)使用場(chǎng)景靈活選擇不同的數(shù)傳單元。監(jiān)測(cè)平臺(tái)分為PC端與移動(dòng)端，負(fù)責(zé)環(huán)境數(shù)據(jù)、畫面的顯示與存儲(chǔ)。整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在無運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的局域網(wǎng)使用場(chǎng)景，如隧道、煤礦等?？纱罱o線Mesh網(wǎng)絡(luò)提供無線通信保障。智能頭盔上的OpenWrt路由模塊接入無線局域網(wǎng)，與采集終端進(jìn)行串口通信獲得環(huán)境參數(shù)，并與頭盔上的USB攝像頭相連。同一局域網(wǎng)下的PC端監(jiān)測(cè)平臺(tái)訪問由主路由分配的相應(yīng)子IP及端口，即可獲得頭盔上的傳感器數(shù)據(jù)與攝像頭傳來的畫面圖像。

在有運(yùn)營(yíng)商4G網(wǎng)絡(luò)的廣域網(wǎng)使用場(chǎng)景，如消防檢查、建筑施工等。將OpenWrt路由模塊換為安卓手機(jī)。由本系統(tǒng)自研的HelmetLive APP經(jīng)藍(lán)牙接收傳感器數(shù)據(jù)，手機(jī)攝像頭獲取工作畫面，經(jīng)由4G廣域網(wǎng)訪問云直播服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)內(nèi)容進(jìn)行解析分發(fā)，環(huán)境參數(shù)同時(shí)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。監(jiān)測(cè)時(shí)可在移動(dòng)端或網(wǎng)頁(yè)端訪問相應(yīng)播放地址，供實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)畫面。

2 環(huán)境數(shù)據(jù)采集終端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 采集終端總體結(jié)構(gòu)

采集終端以STM32F103為控制核心，具有處理能力強(qiáng)大、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于復(fù)雜環(huán)境工作需要。其內(nèi)部搭載2個(gè)12位的AD轉(zhuǎn)換器[1]。它有18個(gè)通道，可測(cè)量16個(gè)外部和2個(gè)內(nèi)部信號(hào)源，其轉(zhuǎn)換速度最大可達(dá)到1 μs，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)探多數(shù)據(jù)的采樣及轉(zhuǎn)換。傳感器方面，該終端搭載了DHT11溫濕度傳感器、MQ-4甲烷傳感器、MQ-7一氧化碳傳感器、MQ-135煙霧濃度傳感器；其它方面包括OLED顯示模塊與HC-05藍(lán)牙模塊。傳感器負(fù)責(zé)收集環(huán)境參數(shù)，顯示模塊為人員提供環(huán)境狀態(tài)，藍(lán)牙模塊負(fù)責(zé)在4 G廣域網(wǎng)場(chǎng)景下與手機(jī)的信息交互。在環(huán)境指標(biāo)超限的情況下，還會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警。終端收集到傳感器數(shù)據(jù)后，通過相關(guān)串口傳輸出去，為使用方便，所有串口通信參數(shù)通過固件函數(shù)均設(shè)置為波特率9 600，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無校驗(yàn)位。其總體結(jié)構(gòu)與軟件流程如圖2所示。

圖2 采集終端結(jié)構(gòu)及軟件流程圖

2.2 溫濕度檢測(cè)

溫濕度是許多監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中需要獲取的重要參數(shù)，本文采用DHT11溫濕度傳感器，其中包含1個(gè)電阻式感濕元件和1個(gè)NTC測(cè)溫元件。輸出的為已校準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào)，采用單總線數(shù)據(jù)格式，可直接與STM32的I/O相連，串口一共向外發(fā)送5位16 進(jìn)制數(shù)據(jù)，分別為：溫度高8 位；溫度低8位；濕度高8 位；濕度低8位；校驗(yàn)8位。其測(cè)量指標(biāo)如下:濕度的測(cè)量范圍為20%～90%RH，精度為±5.0%RH；溫度的測(cè)量范圍為0～+50 ℃，精度為±1.0 ℃[2]。為減少干擾噪聲，每采集十組數(shù)據(jù)并取平均值。

2.3 甲烷檢測(cè)

甲烷是居民生活與工業(yè)領(lǐng)域中重要的能源和化工原料，也是煤礦坑道氣的主要成分。該氣體易燃易爆，對(duì)其進(jìn)行迅速準(zhǔn)確的探測(cè)，對(duì)安全生產(chǎn)與生活具有重要意義。本系統(tǒng)采用MQ-4、MQ-7、MQ-135分別檢測(cè)甲烷、一氧化碳、煙霧濃度，3種傳感器具有相似的原理與特點(diǎn)，本文著重介紹MQ-4的使用。

本系統(tǒng)采用MQ-4氣體傳感器檢測(cè)甲烷濃度，傳感器的氣敏材料為在空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫。當(dāng)傳感器檢測(cè)到空氣中存在甲烷時(shí)，電導(dǎo)率隨甲烷濃度的增加而增大。在溫度-40～70 ℃，相對(duì)濕度低于95%的工作環(huán)境下，MQ-4能較好的測(cè)量甲烷濃度[3]。該傳感器能夠輸出TTL電平及模擬量?jī)煞N信號(hào)。甲烷濃度越高，模擬量輸出電壓越高，范圍為0～5 V。TTL輸出低電平時(shí)為有效信號(hào)。因此，將STM32的IO口與MQ4的輸出端相連，通過STM32內(nèi)部的AD轉(zhuǎn)換器得到輸出的電壓值，利用MQ-4特性曲線計(jì)算出相應(yīng)甲烷濃度值[4]。在使用時(shí)，通過模擬量輸入通道采集到的原始數(shù)據(jù)，可能混雜了一些干擾噪聲，為了提高采集的準(zhǔn)確性和可靠性，需要對(duì)ADC 采樣的數(shù)據(jù)要進(jìn)行濾波處理。下位機(jī)采用算數(shù)平均值濾波法，通過20次ADC的連續(xù)掃描采集，并求平均值，可得到校正后的采樣數(shù)據(jù)[5]。

2.4 OLED顯示與藍(lán)牙模塊

采集終端集成在安全頭盔上，模塊的選用需要功能與便攜并存。顯示模塊采用0.96寸的OLED顯示屏，OLED采用主動(dòng)有機(jī)發(fā)光的原理，響應(yīng)速度快，可視角度達(dá)到170度。該模塊為全固態(tài)結(jié)構(gòu)，低溫特性好，能夠適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。配合蜂鳴器，可以在終端顯示傳感器數(shù)據(jù)，并在超標(biāo)情況下報(bào)警提示。藍(lán)牙模塊用于4 G廣域網(wǎng)場(chǎng)景，負(fù)責(zé)與安卓手機(jī)通訊。此設(shè)計(jì)選擇HC-05藍(lán)牙模塊，該模塊體積小、功耗低，廣泛的波特率范圍使其支持許多設(shè)備。使用時(shí)藍(lán)牙模塊與STM32控制單元進(jìn)行全雙工通信，如果沒有與安卓手機(jī)適配，則不會(huì)對(duì)外發(fā)送數(shù)據(jù)。

3 無線視頻數(shù)傳單元設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 OpenWrt路由模塊

在無運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的局域網(wǎng)使用場(chǎng)景，如隧道與地下管廊、煤礦等?？纱罱o線Mesh網(wǎng)絡(luò)提供通信保障。無線Mesh技術(shù)是具有動(dòng)態(tài)自我組配能力的新一代無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)WIFI不同的是，在Mesh網(wǎng)絡(luò)中任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)都能同時(shí)與其它多個(gè)節(jié)點(diǎn)直接通信，同時(shí)利用中間節(jié)點(diǎn)還可將不相連的路由器進(jìn)行級(jí)聯(lián)[6]。

本系統(tǒng)采用OpenWrt路由模塊提供穩(wěn)定的WIFI傳輸，采用高通AR9331芯片，預(yù)留USB及USART串口，能自適應(yīng)路由器等設(shè)備。該模塊預(yù)刷OpenWrt路由系統(tǒng)，OpenWrt是一個(gè)高度模塊化的嵌入式Linux系統(tǒng)，擁有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)組件與擴(kuò)展性，用戶可以方便快速地定制一個(gè)具有特定功能的嵌入式系統(tǒng)來制作固件。為滿足功能需要，向路由模塊中編譯了mjpg-streamer、ser2net和kmod-video-core3個(gè)組件，它們的功能為：視頻服務(wù)器、串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口、USB攝像頭驅(qū)動(dòng)。其中Mijg-streamer是一款開源視頻服務(wù)器軟件，在基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，能夠利用M-JPEG技術(shù)對(duì)USB攝像頭的畫面進(jìn)行逐幀壓縮，主要用于從單一輸入端獲取畫面并傳輸?shù)蕉鄠€(gè)輸出端[7]。

路由模塊上的串口需與STM32采集端通信，因此ser2net串口參數(shù)設(shè)置與STM32采集端相同。ser2net會(huì)將串口數(shù)據(jù)通過WIFI網(wǎng)口發(fā)送給監(jiān)測(cè)平臺(tái)。頭盔上的USB攝像頭和采集端的串口與路由模塊相連即可。由于需要接入主路由的無線局域網(wǎng)，因此在使用時(shí)需將Openwrt路由模塊設(shè)置為客戶端模式，此時(shí)路由模塊相當(dāng)于一個(gè)無線網(wǎng)卡，主路由會(huì)分配不同的IP地址來區(qū)分不同的采集端。系統(tǒng)中傳輸?shù)闹饕袃煞N類型數(shù)據(jù)：視頻數(shù)據(jù)和串口數(shù)據(jù)。視頻流數(shù)據(jù)要求較高的實(shí)時(shí)性，少量數(shù)據(jù)的丟失不會(huì)造成較大影響，故采用UDP傳輸協(xié)議；串口數(shù)據(jù)發(fā)送的是采集端的傳感器數(shù)據(jù)，要求較高的準(zhǔn)確性和可靠性，故采用TCP傳輸協(xié)議[8]。為了區(qū)分這兩種數(shù)據(jù)，在使用mjpg-streamer和ser2net時(shí)，還需要分別設(shè)置不同的端口。通過訪問同一IP下的相應(yīng)端口，監(jiān)測(cè)平臺(tái)就可獲得畫面與串口數(shù)據(jù)，如圖3所示。

圖3 OpenWrt路由模塊傳輸示意圖

3.2 HelmetLive APP

在有運(yùn)營(yíng)商4G網(wǎng)絡(luò)的廣域網(wǎng)使用場(chǎng)景，如消防巡檢現(xiàn)場(chǎng)等。無線視頻數(shù)傳單元為廣泛普及的安卓手機(jī)，手機(jī)中搭載了HelmetLive APP，該APP基于Android Studio開發(fā)，集成了騰訊視頻云RTMP SDK與百度定位SDK。APP由推流與直播兩個(gè)主要的Activity構(gòu)成。推流是通過輸出設(shè)備(如手機(jī)等)獲得視頻與音頻的采樣數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行編碼壓縮，封裝成一定格式后上傳到服務(wù)器中。直播是根據(jù)相關(guān)協(xié)議類型向服務(wù)器請(qǐng)求并接受流信息，根據(jù)不同封裝格式進(jìn)行解碼同步，將視頻與音頻呈現(xiàn)在觀眾面前。

推流采用RTMP發(fā)布協(xié)議，是為高層流媒體協(xié)議提供多路復(fù)用技術(shù)和打包服務(wù)的協(xié)議[9]。其主要特點(diǎn)是將視頻與音頻分割，以小數(shù)據(jù)包的形式進(jìn)行傳輸。

推流Activity功能有：視頻推流，藍(lán)牙通訊，定位，Json數(shù)據(jù)上傳；直播Activity功能有：視頻播放、Json數(shù)據(jù)解析。

為了開發(fā)者使用方便，騰訊對(duì)該SDK進(jìn)行了完善的封裝。通過相應(yīng)API及插件即可完成視頻音頻推流，為適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)狀況，提供了分辨率、采樣率等個(gè)性化選擇。

絕大多數(shù)安卓手機(jī)都內(nèi)置了GPS傳感器，但該傳感器在使用時(shí)搜索衛(wèi)星信號(hào)時(shí)間長(zhǎng)，在周圍建筑物復(fù)雜的情況下定位不準(zhǔn)，使用體驗(yàn)不夠好。因此為提供精準(zhǔn)的定位功能，使用了百度地圖智能定位服務(wù)，該定位服務(wù)將手機(jī)中的GPS與運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，能夠在1秒以內(nèi)實(shí)現(xiàn)首次定位。依托百度位置大數(shù)據(jù)和高精尖定位技術(shù)，還可以進(jìn)行快速有效的離線定位與室內(nèi)定位。

使用時(shí)將安卓手機(jī)放置在頭盔側(cè)，打開HelmetLive APP。采集終端通過藍(lán)牙模塊將傳感器數(shù)據(jù)傳輸給手機(jī)，APP則可獲取畫面、環(huán)境參數(shù)、位置信息。在連接運(yùn)營(yíng)商4 G網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，APP通過URL將視頻畫面推流至直播服務(wù)器，由直播服務(wù)器對(duì)內(nèi)容進(jìn)行分發(fā)；環(huán)境參數(shù)、位置信息由APP解析成Json字符串并上傳，存儲(chǔ)在云服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中以供調(diào)取。其基本流程如圖4所示。

圖4 HelmetLive推流流程圖

3.3 云服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫(kù)

為實(shí)現(xiàn)云直播與環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)上傳與獲取的功能，需要部署成熟的流媒體服務(wù)器架構(gòu)與數(shù)據(jù)庫(kù)，而在國(guó)內(nèi)已有諸多互聯(lián)網(wǎng)公司提供相關(guān)接入服務(wù)。這里本系統(tǒng)采用了騰訊的云直播服務(wù)實(shí)現(xiàn)終端畫面的解析分發(fā)，該直播服務(wù)依托騰訊云技術(shù)平臺(tái)，為使用者提供穩(wěn)定快速的直播接入和分發(fā)服務(wù)，滿足高并發(fā)和超低延時(shí)的應(yīng)用要求。

騰訊云直播支持推流和直播兩種功能，可以將正在推流畫面的用戶理解為一個(gè)頻道，它們只需在專門的管理控制臺(tái)注冊(cè)生成相應(yīng)的推流與直播URL，將相應(yīng)URL輸入到移動(dòng)端APP即可?？刂婆_(tái)除了創(chuàng)建頻道，還提供查詢、修改、流量監(jiān)控等功能。騰訊云直播除了推流和直播兩大核心功能以外，還提供內(nèi)容審核、丟失恢復(fù)以及CDN加速等優(yōu)化服務(wù)。

另外本系統(tǒng)在云端部署了Tomcat服務(wù)器，并在上面運(yùn)行JavaWeb程序。在用戶上傳環(huán)境參數(shù)與坐標(biāo)時(shí)，會(huì)解析上傳的Json字符串并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。如果用戶請(qǐng)求獲取環(huán)境參數(shù)，會(huì)從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取參數(shù)并解析，然后發(fā)送給用戶。

4 監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 PC端監(jiān)測(cè)平臺(tái)

PC端用于局域網(wǎng)監(jiān)測(cè)的使用場(chǎng)景，為用戶提供了良好的交互界面，負(fù)責(zé)環(huán)境數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)與曲線繪制，同時(shí)顯示OpenWrt路由模塊傳來的攝像頭畫面。

在Visual Studio2012的開發(fā)環(huán)境下，利用.NET Framework的Windows Forms模塊中的控件進(jìn)行窗體程序開發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)選用SQL Server2008版本。數(shù)據(jù)的顯示和接收如果采用單線程，容易造成軟件界面無法響應(yīng)，所以采用多線程設(shè)計(jì)，使程序執(zhí)行效率更高、反應(yīng)更快。線程功能方面：界面更新和操作響應(yīng)由主線程負(fù)責(zé)；視頻顯示線程負(fù)責(zé)接收視頻流并顯示畫面；串口數(shù)據(jù)處理線程負(fù)責(zé)接收OpenWrt傳來的環(huán)境參數(shù)，并實(shí)時(shí)展示在用戶面前[8]。從主路由獲得OpenWrt路由模塊分配的子IP，輸入視頻與串口通信端口，由HttpWebRequest類獲得畫面幀并在PictureBox控件中顯示視頻流。由Socket類與路由模塊建立TCP通信，獲得環(huán)境參數(shù)，利用chart控件在窗體程序中實(shí)時(shí)繪制相應(yīng)曲線，存入數(shù)據(jù)庫(kù)以供后續(xù)參考。其流程如圖5所示。

圖5 PC端監(jiān)測(cè)平臺(tái)流程圖

4.2 移動(dòng)端監(jiān)測(cè)平臺(tái)

HelmetLive APP在Android Studio的開發(fā)環(huán)境下，利用安卓5.0版本開發(fā)。移動(dòng)端監(jiān)測(cè)平臺(tái)用于廣域網(wǎng)的使用場(chǎng)景，整合在該應(yīng)用的直播Activity中。

開發(fā)APP時(shí)，將騰訊云直播SDK導(dǎo)入到工程中。其中布局文件中TXCloudVideoView控件負(fù)責(zé)在兩個(gè)Activity中展示攝像頭拍攝的影像；TXLivePusher對(duì)象在推流Activity中負(fù)責(zé)完成推流工作，TXLivePushConfig決定推流時(shí)的參數(shù)配置，如分辨率、畫面幀；TXLivePlayer對(duì)象在直播Activity中實(shí)現(xiàn)直播播放功能；TXLivePlayConfig則可設(shè)置播放模式、視頻碼率。為了更好實(shí)現(xiàn)低延時(shí)、清晰的直播體驗(yàn)，還可以通過設(shè)置監(jiān)聽控件來掌握網(wǎng)絡(luò)狀況、CPU占用率等信息。

直播采用FLV協(xié)議，只是在大塊的視頻幀和音視頻頭部加入一些標(biāo)記頭信息，在延遲表現(xiàn)和大規(guī)模并發(fā)方面都有很好的表現(xiàn)。播放地址從云直播管理平臺(tái)獲得，APP輸入后，并訪問云直播服務(wù)器即可播放正在進(jìn)行作業(yè)的人員現(xiàn)場(chǎng)畫面。其流程如圖6所示。

5 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果與分析

針對(duì)此監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)其采集端的靈敏度和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性進(jìn)行了測(cè)試。為簡(jiǎn)單模擬井道管廊等密閉的工作場(chǎng)景，采集端利用密封的鋁箔采樣袋作為測(cè)量環(huán)境[10]。將傳感器部分放入袋內(nèi)并封口，分批次向袋內(nèi)注入一定體積的空氣及甲烷。溫度部分為操作方便，用吹風(fēng)機(jī)對(duì)采樣袋緩加熱。

首先進(jìn)行局域網(wǎng)場(chǎng)景測(cè)試，開啟采集端并與OpenWrt路由模塊連接。設(shè)備初始化完成后，登錄主路由中查看路由模塊分配的子IP與網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。這里將視頻監(jiān)控端口設(shè)為8080，數(shù)據(jù)傳輸端口設(shè)為2001，輸入至PC端監(jiān)測(cè)平臺(tái)打開即可。如圖7所示，可以看出路由模塊被分配的子IP為192.168.99.181。監(jiān)控視頻清晰流暢，其傳輸幀率與分辨率為25FPS，640*480。采集端串口數(shù)據(jù)也顯示在下方并可以看到相關(guān)傳感器的檢測(cè)曲線。

4G廣域網(wǎng)場(chǎng)景測(cè)試，將路由模塊換為安卓手機(jī)，同樣開啟采集端，藍(lán)牙匹配成功。開啟APP的推流界面并輸入U(xiǎn)RL，即完成視頻推流和數(shù)據(jù)上傳。移動(dòng)端平臺(tái)用另外一臺(tái)安卓手機(jī)打開APP的播放界面并輸入播放URL便可收到畫面與環(huán)境參數(shù)，如圖8所示。從圖中可以看到推流Activity通過藍(lán)牙獲取到采集端數(shù)據(jù)，利用百度定位SDK獲得詳細(xì)的位置信息，推流幀數(shù)為19FPS。監(jiān)測(cè)直播Activity通過訪問后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)也可觀測(cè)到環(huán)境參數(shù)，播放幀數(shù)為14FPS，能夠很好地滿足用戶使用。如果網(wǎng)絡(luò)狀況好，畫面的幀數(shù)還能進(jìn)一步提高。

圖7 PC端監(jiān)測(cè)界面圖

圖8 移動(dòng)端推流與監(jiān)測(cè)界面圖

當(dāng)然，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上還有些許不足。比如，軟件界面設(shè)計(jì)上還能更易用直觀；將系統(tǒng)對(duì)外開放，以便其它開發(fā)者可以提出新的想法；進(jìn)一步改善頭盔的集成度與舒適度等。

6 結(jié)束語

本文針對(duì)重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域安全信息化不足的問題，設(shè)計(jì)了一種多場(chǎng)景智能頭盔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。著重介紹了系統(tǒng)的架構(gòu)與方案，通過功能分層，闡述了采集終端、數(shù)傳單元、監(jiān)測(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。采集終端以STM32為核心，集成在頭盔中提高了便攜性。環(huán)境參數(shù)與工作畫面根據(jù)使用場(chǎng)景的不同，通過OpenWrt路由模塊或安卓手機(jī)進(jìn)行無線傳輸。監(jiān)測(cè)平臺(tái)也充分考慮了實(shí)用性，提供了PC端和移動(dòng)端兩種方式。本系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單且界面友好，后期也有很好的擴(kuò)展性，運(yùn)行時(shí)易于人員維護(hù)及分析，降低了事故發(fā)生率。