本发明涉及北斗定位预警，具体为一种带有危险预警结构的智能安全帽系统及装置。
背景技术：
1、智能安全帽是一种集成了多种先进技术的智能穿戴设备，主要用于提升工作场所的安全性和效率，在施工场地存在一些危险区域，而施工人员在工作过程中，容易出现误入危险区域的情况，因此需要使用到智能安全帽的定位功能，来对施工人员的实时位置进行监测，在出现误入危险区域前，提前进行危险预警，保护施工人员的安全。
2、现有的带有危险预警结构的智能安全帽系统存在的缺陷是：
3、1、专利文件jp2015212433a公开了工业安全帽，但是上述文件中的工业安全帽只能够被动地应对出现的危险，无法在进入到危险区域前或潜在危险到来前，提前进行预警的技术问题；
4、2、专利文件jp2015017353a公开了用于地震的安全用具及其操作方法，但是上述文件中每个传感器所传输的数据格式或语音之间存有区别，在数据传输过程中出现数据传输不稳定，而导致无法实时获取佩戴者的身体状态和所处环境状态的信息，因此在遇到危险时，无法及时地进行预警；
5、3、专利文件kr101412341b1公开了安全帽，但是上述文件中无法根据佩戴者头部的加速度变化和陀螺仪的转动变化，判断佩戴人员的身体状况，仅通过单一拍摄画面进行判断，容易出现误判的情况；
6、4、专利文件cn104082896b公开了一种智能监控安全帽，但是上述文件中对于获取的周围环境数据、工作数据和潜在危险的数据，无法实时地传递给佩戴者的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种带有危险预警结构的智能安全帽系统及装置，以解决上述背景技术中提出的技术问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有危险预警结构的智能安全帽系统，包括北斗定位系统和网关，所述北斗定位系统用于提供高精度的定位服务，所述网关用于在不同的通信协议、数据格式或语言之间进行通信互连；
3、所述北斗定位系统包括有北斗定位模块、北斗通信模块和云平台，且北斗定位模块通过电性连接有北斗通信模块，北斗通信模块通过电性连接有云平台；
4、所述云平台包括有实时定位模块、数据分析模块、危险定位数据库和危险预警模块，所述实时定位模块用于收集和处理与位置相关的数据，所述数据分析模块用于分析实时定位模块获取的数据，以发现潜在的危险，所述危险定位数据库用于存放存在危险区域的数据库，所述危险预警模块用于向佩戴者发送预警数据，所述实时定位模块通过电性连接数据分析模块，所述数据分析模块通过双向电性连接有危险定位数据库，所述数据分析模块通过电性连接有危险预警模块。
5、优选的，所述网关包括有主控模块、无线射频模块、信号输入模块、信号输出模块、报警模块和供电模块，主控模块用于系统数据的控制和管理，无线射频模块用于无线信号的接收和发送，信号输入模块用于接收外部输入信号，信号输出模块用于输出网关处理后的信号，报警模块用于在特定条件下触发报警信号，供电模块用于网关、北斗定位模块和北斗通信模块的电能供给，主控模块分别通过电性连接有无线射频模块、信号输入模块、信号输出模块、报警模块和北斗定位模块，无线射频模块通过双向电性连接有监控中心，且监控中心与云平台通过电性连接。
6、优选的，所述主控模块包括有心率传感器、温湿度传感器、压力传感器、气体传感器、摄像模块、脱帽传感器、加速度传感器和陀螺仪传感器，心率传感器用于监测佩戴者的心率，温湿度传感器用于监测佩戴者身处周边的温湿度情况，压力传感器用于监测环境的压力值，气体传感器用于监测空气中的气体成分和浓度，摄像模块用于拍摄佩戴者周围的环境情况，摄像模块(17)包括有拍摄正面画面和顶部画面的两个摄像机，脱帽传感器用于监测佩戴者是否佩戴智能安全帽。
7、优选的，所述加速度传感器用于监测智能安全帽的头部运动速度，陀螺仪传感器用于监测智能安全帽的头部运动和姿态，且加速度传感器和陀螺仪传感器均与北斗定位模块通过双向电性连接。
8、优选的，所述无线射频模块包括wi-fi无线传输模块和4g/5g无线传输模块，wi-fi无线传输模块用于无线局域网的连接和数据传输，4g/5g无线传输模块用于移动设备与移动网络之间的无线通信。
9、优选的，所述信号输入模块包括有麦克风和手势输入模块，且手势输入模块与摄像模块通过电性连接，信号输出模块包括有扬声器和智能ar眼镜，且智能ar眼镜与摄像模块通过电性连接，报警模块包括有声光报警器。
10、优选的，一种带有危险预警结构的智能安全帽装置，包括智能安全帽本体，智能安全帽本体顶部的中部安装有北斗定位模块，北斗定位模块内嵌合安装有北斗通信模块，智能安全帽本体的正面嵌合安装有摄像模块，智能安全帽本体内壁的前端分别嵌合安装有心率传感器和脱帽传感器，智能安全帽本体外壁的一侧分别嵌合安装有温湿度传感器、压力传感器和气体传感器，智能安全帽本体的顶部分别安装有加速度传感器和陀螺仪传感器，且加速度传感器和陀螺仪传感器安装于北斗定位模块的一侧。
11、优选的，所述智能安全帽本体的帽内部安装有主控模块，主控模块内嵌合安装有无线射频模块，智能安全帽本体帽檐底部的前端安装有麦克风，智能安全帽本体帽檐底部两侧靠近用户耳朵的位置安装有一组扬声器，智能安全帽本体帽檐底部的前端安装有智能ar眼镜，智能安全帽本体的背面安装有供电模块，供电模块的背面安装有充电接口，智能安全帽本体正面的两侧均安装有声光报警器。
12、优选的，该带有危险预警结构的智能安全帽的工作步骤如下：
13、s1、通过北斗定位模块获取佩戴者的实时位置，并将获取的位置数据通过北斗通信模块传输到云平台内，通过实时定位模块和数据分析模块，分析佩戴者的位置和移动方向与危险定位数据库中存在有危险地区的距离，进而分析出潜在的危险和问题，并更具分析结果判断是否通过危险预警模块向佩戴者发送预警数据；
14、s2、网关能够实时稳定地获取多个传感器所采集的数据，进而能够实时监测佩戴者的身体状态和所处环境状态，在监测到佩戴者的身体状态和所处环境状态出现明显波动时，主控模块能够通过无线射频模块对监测到的异常数据进行数据实时传输，同时通过报警模块触发报警信号，以起到危险预警的效果；
15、s3、通过加速度传感器和陀螺仪传感器的设置，能够进一步提高北斗定位模块获取实时定位数据的准确性，并且根据佩戴者头部的加速度变化和陀螺仪的转动变化，有利于通过数据分析模块评估佩戴人员的头部运动状态，检测到头部运动状态出现异常时，云平台能够调取监控中心内各传感器的数据，通过数据分析模块分析判断佩戴者的状态；
16、s4、通过智能ar眼镜、摄像模块和主控模块的设置，摄像模块包括有朝向正前方和顶部的两个摄像机，朝向正前方的摄像机能够配合主控模块采集佩戴者周围的环境数据，所采集的数据会在智能ar眼镜上进行实时显示，提高佩戴人员对周围环境和工作用的装置数据进行快速了解，朝向顶部的摄像机，能够对高空坠物起到预警作用，进而能够起到提高工作效率和预警的效果。
17、优选的，在所述s1中还包括如下步骤：
18、s11、在预警数据发送过程中，通过网关能够在传输层上实现网络互联，提高预警数据传输的稳定性；
19、在所述s2中还包括如下步骤：
20、s21、通过无线射频模块对主控模块获取数据进行传输，传输方法包括wi-fi无线传输和4g/5g无线传输；
21、在所述s4中还包括如下步骤：
22、s41、通过信号输出模块能够对获取的音频和视频数据，通过扬声器和智能ar眼镜进行实时显示，进而能够提高获取环境数据准确性；
23、s42、通过信号输入模块的设置，有利于佩戴者根据自身情况，选择使用麦克风和手势输入模块传达数据。
24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25、1.本发明通过北斗定位模块获取佩戴者的实时位置，并将获取的位置数据通过北斗通信模块传输到云平台内，实时定位模块能够对传输的数据进行收集，并将数据传输到数据分析模块，分析佩戴者的位置和移动方向与危险定位数据库中存在有危险地区的距离，进而分析出潜在的危险和问题，并更具分析结果判断是否通过危险预警模块向佩戴者发送预警数据，网关能够在传输层上实现网络互联，提高预警数据传输的稳定性，进而提高使用安全性；
26、2.本发明通过网关拥有在不同的通信协议、数据格式或语言之间进行通信互联的效果，网关能够实时稳定地获取多个传感器所采集的数据，进而能够实时监测佩戴者的身体状态和所处环境状态，在监测到佩戴者的身体状态和所处环境状态出现明显波动时，主控模块能够通过无线射频模块对监测到的异常数据进行数据实时传输，同时通过报警模块触发报警信号，以起到危险预警的效果，进而提高智能安全帽的使用安全性；
27、3.本发明通过加速度传感器和陀螺仪传感器的设置，能够进一步提高北斗定位模块获取实时定位数据的准确性，并且根据佩戴者头部的加速度变化和陀螺仪的转动变化，有利于通过数据分析模块评估佩戴人员的头部运动状态，检测到头部运动状态出现异常时，云平台能够调取监控中心内各传感器的数据，通过数据分析模块分析判断佩戴者的状态，进而提高危险预警的准确性；
28、4.本发明通过智能ar眼镜、摄像模块和主控模块的设置，摄像模块包括朝向正前方和顶部的两个摄像机，朝向正前方的摄像机能够配合主控模块采集佩戴者周围的环境数据，所采集的数据会在智能ar眼镜上进行实时显示，提高佩戴人员对周围环境和工作用的装置数据进行快速了解，朝向顶部的摄像机，能够对高空坠物起到预警作用，进而能够起到提高工作效率和预警的效果。
1.一种带有危险预警结构的智能安全帽系统，其特征在于：包括北斗定位系统和网关，所述北斗定位系统用于提供高精度的定位服务，所述网关用于在不同的通信协议、数据格式或语言之间进行通信互连；
2.根据权利要求1所述的一种带有危险预警结构的智能安全帽系统，其特征在于：所述网关包括主控模块(8)、无线射频模块(9)、信号输入模块(10)、信号输出模块(11)、报警模块(31)和供电模块(12)，主控模块(8)用于系统数据的控制和管理，无线射频模块(9)用于无线信号的接收和发送，信号输入模块(10)用于接收外部输入信号，信号输出模块(11)用于输出网关处理后的信号，报警模块(31)用于在特定条件下触发报警信号，供电模块(12)用于网关、北斗定位模块(1)和北斗通信模块(2)的电能供给，主控模块(8)分别通过电性连接有无线射频模块(9)、信号输入模块(10)、信号输出模块(11)、报警模块(31)和北斗定位模块(1)，无线射频模块(9)通过双向电性连接有监控中心(33)，且监控中心(33)与云平台(3)通过电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种带有危险预警结构的智能安全帽系统，其特征在于：所述主控模块(8)包括心率传感器(13)、温湿度传感器(14)、压力传感器(15)、气体传感器(16)、摄像模块(17)、脱帽传感器(18)、加速度传感器(19)和陀螺仪传感器(20)，心率传感器(13)用于监测佩戴者的心率，温湿度传感器(14)用于监测佩戴者身处周边的温湿度情况，压力传感器(15)用于监测环境的压力值，气体传感器(16)用于监测空气中的气体成分和浓度，摄像模块(17)用于拍摄佩戴者周围的环境情况，摄像模块(17)包括有拍摄正面画面和顶部画面的两个摄像机，脱帽传感器(18)用于监测佩戴者是否佩戴智能安全帽。
4.根据权利要求3所述的一种带有危险预警结构的智能安全帽系统，其特征在于：所述加速度传感器(19)用于监测智能安全帽的头部运动速度，陀螺仪传感器(20)用于监测智能安全帽的头部运动和姿态，且加速度传感器(19)和陀螺仪传感器(20)均与北斗定位模块(1)通过双向电性连接。
5.根据权利要求2所述的一种带有危险预警结构的智能安全帽系统，其特征在于：所述无线射频模块(9)包括有wi-fi无线传输模块(21)和4g/5g无线传输模块(22)，wi-fi无线传输模块(21)用于无线局域网的连接和数据传输，4g/5g无线传输模块(22)用于移动设备与移动网络之间的无线通信。
6.根据权利要求2所述的一种带有危险预警结构的智能安全帽系统，其特征在于：所述信号输入模块(10)包括有麦克风(25)和手势输入模块(26)，且手势输入模块(26)与摄像模块(17)通过电性连接，信号输出模块(11)包括有扬声器(23)和智能ar眼镜(24)，且智能ar眼镜(24)与摄像模块(17)通过电性连接，报警模块(31)包括有声光报警器(32)。
7.一种带有危险预警结构的智能安全帽装置，适用于根据权利要求1-6任一项所述的一种带有危险预警结构的智能安全帽系统，其特征在于：包括智能安全帽本体(29)，智能安全帽本体(29)顶部的中部安装有北斗定位模块(1)，北斗定位模块(1)内嵌合安装有北斗通信模块(2)，智能安全帽本体(29)的正面嵌合安装有摄像模块(17)，智能安全帽本体(29)内壁的前端分别嵌合安装有心率传感器(13)和脱帽传感器(18)，智能安全帽本体(29)外壁的一侧分别嵌合安装有温湿度传感器(14)、压力传感器(15)和气体传感器(16)，智能安全帽本体(29)的顶部分别安装有加速度传感器(19)和陀螺仪传感器(20)，且加速度传感器(19)和陀螺仪传感器(20)安装于北斗定位模块(1)的一侧。
8.根据权利要求7所述的一种带有危险预警结构的智能安全帽装置，其特征在于：所述智能安全帽本体(29)的帽内部安装有主控模块(8)，主控模块(8)内嵌合安装有无线射频模块(9)，智能安全帽本体(29)帽檐底部的前端安装有麦克风(25)，智能安全帽本体(29)帽檐底部两侧靠近用户耳朵的位置安装有一组扬声器(23)，智能安全帽本体(29)帽檐底部的前端安装有智能ar眼镜(24)，智能安全帽本体(29)的背面安装有供电模块(12)，供电模块(12)的背面安装有充电接口(30)，智能安全帽本体(29)正面的两侧均安装有声光报警器(32)。
9.一种带有危险预警结构的智能安全帽的使用方法，适用于权利要求1-6任意一项所述的一种带有危险预警结构的智能安全帽系统，其特征在于：该带有危险预警结构的智能安全帽的工作步骤如下：
10.根据权利要求9所述的一种带有危险预警结构的智能安全帽的使用方法，其特征在于，在所述s1中还包括如下步骤：
