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        淺談多功能防護(hù)安全帽設(shè)計(jì)

        2013-12-04 08:37:58肖明東孫煒
        關(guān)鍵詞:安全帽通話錄音

        肖明東 孫煒

        摘要:目前電力工人現(xiàn)場(chǎng)工作攜帶工具較多,而通訊、照明度在工作中必不可少,安全施工更是工作中的重點(diǎn)。文章旨在研究、發(fā)明一種集成防護(hù)、照明、通訊功能的安全帽,既減輕施工中的不便利,又可以增強(qiáng)防護(hù)安全。

        關(guān)鍵詞:安全帽;2.4G語(yǔ)音多方通話;近電感應(yīng);LED照明

        中圖分類號(hào):TD793 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2013)32-0037-02

        1 概述

        1.1 電力安全生產(chǎn)現(xiàn)狀

        目前,電力施工人員在現(xiàn)場(chǎng)工作存在如下缺陷:

        1.1.1 使用手持式對(duì)講機(jī)或手機(jī),在施工過(guò)程中不便于接聽。

        1.1.2 從重量上和數(shù)量上以及工作的便利性方面來(lái)說(shuō),對(duì)講機(jī)和手機(jī)的攜帶不方便。

        1.1.3 遇夜間或在明亮度不足的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè),工作存在照明困難。

        1.1.4 沒(méi)有有點(diǎn)預(yù)警的個(gè)人防護(hù)產(chǎn)品功能。

        1.1.5 錄音筆的使用僅局限于班前班后會(huì),沒(méi)有施工全過(guò)程錄音功能。

        1.2 課題研究的意義

        實(shí)現(xiàn)了佩戴人員多向通話,現(xiàn)場(chǎng)工作連續(xù)、完整錄音;具備靈敏可靠的有電報(bào)警、來(lái)電告知功能,提高了電力工人防觸電預(yù)警能力;可提供明亮工作環(huán)境,且產(chǎn)品具有小型化、輕質(zhì)化以及便于攜帶的特點(diǎn),可充分滿足安全及防護(hù)要求。

        2 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)

        2.1 總體結(jié)構(gòu)

        多功能安全帽由安全帽、照明燈、近電報(bào)警器、無(wú)線主機(jī)、無(wú)線通話機(jī)組成,如圖1所示。

        2.2 各項(xiàng)功能設(shè)計(jì)

        通話系統(tǒng)采用2.4G無(wú)線技術(shù),其頻段處于2.405~2.485GHz(科學(xué)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè))之間,所以簡(jiǎn)稱為2.4G無(wú)線技術(shù)。這個(gè)頻段里是國(guó)際規(guī)定的免費(fèi)頻段,而且2.4G無(wú)線技術(shù)不同于之前的27MHz無(wú)線技術(shù),它的工作方式是全雙工模式傳輸,在抗干擾性能上要比27MHz有著絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。綜合2.4G、藍(lán)牙以及27MHz這三種常用的無(wú)線傳輸技術(shù),2.4G有著自己獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)所在。

        圖1

        自動(dòng)錄音功能、有聲自動(dòng)錄音,配備USB接口,可拷貝至硬盤保存,不間斷錄音時(shí)長(zhǎng)不少于8小時(shí)(根據(jù)存儲(chǔ)空間大小確定)。測(cè)試參數(shù)如下:

        存儲(chǔ)容量:2GB

        播放性能:線性PCM(WAV)44.1/48/96kHz 16

        信噪比:93dB以上(1kHz IHF-A)24bit 時(shí)

        頻率范圍:22.05kHz:20~10000Hz(0~2dB)

        圖2 照明系統(tǒng)

        多功能安全帽照明特性測(cè)試參數(shù):

        測(cè)試條件額定電壓/3.7V 工作電流<0.3A 額定容量2Ah

        工作電壓≥3.7V 點(diǎn)燈持續(xù)時(shí)間/h≥10

        照度/lx≥1800剛開燈、距燈1m處

        光源電流/mA≤200

        電源電壓3.7V

        近電報(bào)警使用近電報(bào)警專用模塊實(shí)現(xiàn)功能。五段式電壓等級(jí)選擇性有電報(bào)警裝置集成,可根據(jù)不同工作環(huán)境在220/380、10kV、35kV、110kV、220kV之間選擇。感應(yīng)距離設(shè)定為安全距離范圍內(nèi)。

        3 電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算

        3.1 2.4G無(wú)線發(fā)射控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        2.4G無(wú)線核心芯片采用LT8900,LT8900是一款低成本、高集成度的2.4GHz的無(wú)線收發(fā)芯片,片上集成發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、頻率綜合器、GFSK調(diào)制解調(diào)器。發(fā)射機(jī)支持功率可調(diào),接收機(jī)采用數(shù)字?jǐn)U展通信機(jī)制,外圍搭配少數(shù)外圍被動(dòng)器件共同組成多方通話系統(tǒng)。

        3.2 錄音電路設(shè)計(jì)

        錄音使用一款名為NV020S的錄音控制芯片,它是一款高音質(zhì)、長(zhǎng)秒數(shù)的語(yǔ)音模塊,支持單片機(jī)串口控制。可根據(jù)外部存儲(chǔ)器錄音10~480分鐘。

        4 系統(tǒng)調(diào)試

        在器件焊接好后我們先進(jìn)行硬件調(diào)試和電源模塊調(diào)試:依據(jù)電源模塊電路圖把元器件焊接好之后,仔細(xì)檢查元器件是否焊接有誤、電路板是否存在虛焊或焊渣短路等現(xiàn)象,檢查無(wú)誤后,將各設(shè)備依次通電調(diào)試。

        4.1 2.4G無(wú)線通話的調(diào)試

        打開2.4G無(wú)線主機(jī)電源,打開3臺(tái)無(wú)線分機(jī)電源,使用麥克風(fēng)及耳機(jī)進(jìn)行通話試驗(yàn),主機(jī)與3臺(tái)無(wú)線分機(jī)可以互相通話,語(yǔ)音清晰,將3臺(tái)無(wú)線分機(jī)遠(yuǎn)離主機(jī)100~200m處進(jìn)行通話測(cè)試。調(diào)試到語(yǔ)音清晰即可。

        4.2 錄音功能的調(diào)試

        語(yǔ)音功能設(shè)計(jì)在無(wú)線通話主機(jī)中,打開2.4G無(wú)線主機(jī)電源,打開3臺(tái)無(wú)線分機(jī)電源,使用麥克風(fēng)及耳機(jī)進(jìn)行通話,測(cè)試通話10分鐘后,使用USB數(shù)據(jù)線連接主機(jī)到計(jì)算機(jī)上,檢查存儲(chǔ)器中有新錄制的語(yǔ)音文件,打開后檢查通話錄音內(nèi)容正常。

        4.3 照明功能的調(diào)試

        將內(nèi)置電池充滿電,打開照明開關(guān),檢查1m處燈光亮度是否正常,檢查燈體上下活動(dòng)可調(diào)節(jié)。

        4.4 近電報(bào)警功能的調(diào)試

        近電報(bào)警測(cè)試。打開近電報(bào)警開關(guān),檔位調(diào)整到220V,將近電報(bào)警接近220V交流電,近電報(bào)警應(yīng)有“滴滴滴”的報(bào)警聲,調(diào)至10kV、35kV、110kV各檔位,在電力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,超過(guò)安全距離可發(fā)生報(bào)警聲。

        5 結(jié)語(yǔ)

        該產(chǎn)品于2012年12月通過(guò)了基礎(chǔ)試驗(yàn),產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到試驗(yàn)要求,產(chǎn)品效果和功能作用均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。和目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的安全帽相比較,不論是功能作用等方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。本次開發(fā)的多功能安全帽是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一種新型功能產(chǎn)品,可有效提升工作效率,解放雙手,減輕工作組成員工作現(xiàn)場(chǎng)負(fù)擔(dān),并具備一定安全防護(hù)功能的多功能集成產(chǎn)品,是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的必選產(chǎn)品功能。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 張宏瑞.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.

        [2] 龍脈工作室.單片機(jī)C語(yǔ)言入門[M].北京:人民郵電出版社,2008.

        [3] 鄒逢興.集成模擬電子技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

        [4] 韓廣興,等.電子元器件與實(shí)用電路基礎(chǔ)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

        [5] 臧春華.電子線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2004.

        作者簡(jiǎn)介:肖明東(1984—),男,供職于國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司襄陽(yáng)供電公司,研究方向:技術(shù)研發(fā)及管理。

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