VCC電路圖；
[0038]圖9是本實用新型的電源模塊VEE電路圖；
[0039]圖10是本實用新型的電源模塊VDD電路圖；
[0040]圖11是本實用新型的電源模塊VREF電路圖；
[0041]圖12a是本實用新型的功能開關(guān)電路圖的控制方式切換電路圖；
[0042]圖12b是本實用新型的功能開關(guān)電路圖的語音提示報警模塊切換電路圖；
[0043]圖12c是本實用新型的功能開關(guān)電路圖的蜂鳴器報警模塊切換電路圖；
[0044]圖12d是本實用新型的功能開關(guān)電路圖的電場測量模塊切換電路圖；
[0045]圖12e是本實用新型的功能開關(guān)電路圖的第一超聲波測距模塊切換電路圖；
[0046]圖12f是本實用新型的功能開關(guān)電路圖的第二超聲波測距模塊切換電路圖。
[0047]圖13是本實用新型的模塊連接示意圖。
【具體實施方式】
[0048]如圖1?圖13所示，一種可用藍牙控制的多功能電力安全帽，包括安全帽本體I，安全帽本體上I設(shè)置有電源模塊、單片機模塊2、超聲波測距模塊3、電場測量模塊4、LED照明模塊5、蜂鳴器報警模塊6、語音提示報警模塊7、藍牙模塊8。所述單片機模塊2分別連接超聲波測距模塊3、電場測量模塊4、LED照明模塊5、蜂鳴器報警模塊6、語音提示報警模塊7、藍牙模塊8 0
[0049]功能結(jié)構(gòu)圖如圖13所示。一套功能開關(guān)安裝在安全帽本體I的外側(cè)，可在多功能安全帽本體手動對每個功能模塊進行獨立控制，還可以通過藍牙技術(shù)利用智能手環(huán)等藍牙設(shè)備對各項功能模塊進行遠方控制。多功能安全帽可以用來測量與障礙物或帶電設(shè)備的距離，通過蜂鳴器報警模塊6、語音提示報警模塊7，可以提前提示作業(yè)人員與障礙物保持距離，防止碰撞堅硬的物體。在一些電力作業(yè)過程中，比如帶電作業(yè)或檢修作業(yè)設(shè)置安全圍欄等，超聲波測距模塊3還可以精確測量與帶電設(shè)備的距離，測量結(jié)果通過藍牙發(fā)送給智能手環(huán)，告知作業(yè)人員與帶電設(shè)備的安全距離。多功能安全帽的電場測量模塊4可以實時檢測作業(yè)人員所處位置的電場強度，一旦作業(yè)人員誤入高場強區(qū)域(超過設(shè)定值時)，蜂鳴器報警模塊6、語音提示報警模塊7及時提醒報警，確保作業(yè)人員的安全。LED照明模塊5可以用來夜間照明或用于夜間作業(yè)。
[0050] 工作原理
[0051 ]所述單片機模塊2的型號為AVR的ATmegal6。多功能的安全帽具有第一超聲波測距模塊LI和第二超聲波測距模塊L2，分別安置在多功能安全帽的正上方和正前方?？赏瑫r對正前方和正上方的障礙物或帶電設(shè)備進行測距。如圖1所示。
[0052]第一超聲波測距模塊L1、第二超聲波測距模塊L2型號為KS103，探測范圍Icm到10m，包含實時溫度補償?shù)木嚯x探測，高精度探測，具有多量程的探測功能。短距探測量程由10cm,20cm,……、至470cm，滿足快速高精度的近距探測。短距探測量程主要用于近距離的障礙物探測，遠距離的探測量程主要用于帶電設(shè)備的安全距離測量。
[0053]第一超聲波測距模塊L1、第二超聲波測距模塊L2使用I2C接口與單片機模塊2進行通信，具體與單片機模塊2的連接圖如圖2所示。
[0054]所述的電場測量模塊4主要由球形電場傳感器，信號處理電路，二階帶通濾波電路組成，電平抬升電路組成。如圖3所示。球形電場傳感器輸出微弱的電壓信號vi，經(jīng)過信號處理放大之后，再經(jīng)過二階帶通濾波，最后經(jīng)過電平抬升電路，將輸出電壓送單片機模塊的ADO口，進行AD采樣。經(jīng)過單片機模塊2的計算轉(zhuǎn)換成電場強度。如圖3所示。信號處理電路包括第一級低通濾波電路，輸入緩存電路，儀表放大電路組成。R3，C8構(gòu)成RC低通濾波電路，對輸入信號進行第一級濾波，去除高頻干擾。0P37GP構(gòu)成電壓跟隨器，對輸入信號進行緩沖。INAl 28構(gòu)成儀表放大電路，對輸入信號進行儀表放大，可有效抑制共模噪聲。
[0055]本實用新型主要測量高壓工頻電場，考慮一定的裕度及參考類似產(chǎn)品的性能指標，故設(shè)置系統(tǒng)的工作頻率為1Hz到2000Hz。因此本實用新型選擇二階帶通濾波器對信號進行濾波處理。R5、C9組成低通網(wǎng)絡(luò)，R6、C10組成高通網(wǎng)絡(luò)，整個輸入端組成二階有源帶通濾波器。電場信號經(jīng)過濾波之后的最大幅值范圍在-5V到5V之間。
[0056]本實用新型所采用的單片機A/D的輸入范圍為O?5V。因此在AD采集前必須將雙極性的交流信號變成為單極性的交流信號，并且要將其電壓幅值變換到單片機A/D能夠承受的幅值范圍內(nèi)。因此電場信號需要經(jīng)過電平抬升電路。本實用新型采用同相加法器來實現(xiàn)電平抬升。通過調(diào)節(jié)儀表放大器的放大倍數(shù)，將電場信號的幅值限制在-2.5V到2.5V之間，再將電場信號疊加一個基準電壓VREF(2.5V)，將電場信號抬升至0-5V。
[0057]所述LED照明模塊5，主要由照明用的LED，三極管，繼電器、手動開關(guān)SI，741 s373鎖存器以及保護二級管組成。如圖4所示。LED照明模塊5由手動開關(guān)SI或繼電器控制，即照明模塊可在安全帽的本體控制，也可以通過藍牙模塊8控制。SI是雙觸點的開關(guān)，和所有的功能開關(guān)都安裝在安全帽本體I的外側(cè)。SI切換到觸點I時，照明回路通電，點亮LED; SI切換到觸點2時，照明回路斷開，LED熄滅。也可以通過繼電器控制LED。當單片機模塊2通過藍牙接收到遠方啟動照明LED時，單片機發(fā)出高電平，同時單片機控制鎖存器的LE，將控制信號輸出到鎖存器741s373的QO端并鎖存，三極管飽和導(dǎo)通，集電極變成低電平，繼電器線圈通電，觸點閉合，照明回路接通;單片機發(fā)出低電平，經(jīng)鎖存器輸出鎖存，三極管截止，繼電器線圈失電，觸點釋放，照明回路斷開。整個LED照明模塊5功能獨立，其照明電源直接由輸入電源鋰電池供電，控制信號經(jīng)過741s373鎖存，可以保證通過藍牙方式啟動LED照明模塊后，即使此時單片機模塊2被關(guān)閉或被復(fù)位，由于控制信號被鎖存器鎖存，此時LED照明仍然不受影響，可以保證LED照明功能獨立，繼電器開合的控制信號經(jīng)過鎖存器鎖存后，具有自保持功會K。
[0058]所述蜂鳴器報警模塊6主要用蜂鳴器BUZl與三極管Ql組成。如圖5所示。單片機通過定時器產(chǎn)生不同頻率的方波，由三極管進行放大驅(qū)動蜂鳴器發(fā)音。當作業(yè)人員所處位置電場強度超過閥值場強，或者超聲波測距模塊檢測到的距離小于閥值距離，單片機將產(chǎn)生一定頻率的方波驅(qū)動蜂鳴器發(fā)音，且產(chǎn)生聲音的頻率與電場強度成正比，與距離成反比，電場強度越高或者距離越小，產(chǎn)生的聲音頻率越快，可以達到較好的預(yù)警作用。
[0059]所述語音提示報警模塊7主要用ISD4004語音芯片，音頻放大器LM386，滑動電阻器RVl，揚聲器LSl，以及一些電阻和電容元件組成，如圖6所示。語音芯片主要用來播報距離和提示預(yù)警。單片機模塊2通過SPI通訊控制語音芯片的工作，語音芯片產(chǎn)生一個模擬聲頻信號，經(jīng)過濾直電容Cll的濾波和音頻放大器LM386的功率放大，驅(qū)動揚聲器發(fā)聲，從而實現(xiàn)距離播報和提示預(yù)警。其中RVl實現(xiàn)音量大小的調(diào)節(jié)。
[0060]所述藍牙模塊8為主從一體的HC-05藍牙串口模塊。HC-05可以同各種帶藍牙功能的主機、手機、藍牙終端等設(shè)備進行配對，兼容5V和3.3V的單片機系統(tǒng)。HC-05通過串口與單片機模塊相連，如圖7所示。其中Key端口和單片機模塊2的PD2相連，主要用于控制HC-05是否進入AT指令模式，通過AT指令可以修改藍牙模塊的波特率、密碼、名稱，以及主從模式等。
[0061]所述藍牙模塊8由SA開關(guān)進行控制，SA開關(guān)和所有的功能開關(guān)的電路圖如圖12a~圖12f所示。SA開關(guān)切到“遠方”位置時，此時藍牙模塊8激活，否則當SA開關(guān)切到“本體”位置，表示所有的功能模塊的控制只能通過安全帽本體I的功能開關(guān)進行，此時為了降低系統(tǒng)功耗，增