本發(fā)明涉及防塵面罩，具體涉及一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦工疲勞狀態(tài)的智能防塵面罩。

背景技術(shù)：

1、礦工在地下工作時(shí)，長(zhǎng)期暴露在高溫、低氧、粉塵等惡劣環(huán)境中，這些因素使得礦工面臨著極大的身體負(fù)荷和健康風(fēng)險(xiǎn)。特別是疲勞狀態(tài)下，礦工的反應(yīng)能力、注意力和判斷力會(huì)顯著下降，極易發(fā)生事故和安全隱患。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦工的疲勞狀態(tài)并采取有效的預(yù)警措施，對(duì)于保障礦工的安全至關(guān)重要。

2、傳統(tǒng)的礦工安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多依賴于外部環(huán)境監(jiān)測(cè)(如氣體濃度、溫濕度等)或定期體檢等手段，但這些手段無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地反映礦工的身體狀態(tài)。近年來(lái)，隨著智能穿戴設(shè)備和傳感技術(shù)的發(fā)展，將智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與防護(hù)裝備(如面罩、防護(hù)服等)相結(jié)合，成為了提高礦工安全性的一種新興方案。

3、目前，市場(chǎng)上已經(jīng)有一些與智能防塵面罩相關(guān)的產(chǎn)品，但它們的功能主要集中在以下幾個(gè)方面：

4、1、智能防護(hù)面罩

5、一些智能防護(hù)面罩已經(jīng)配備了傳感器系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)礦工的呼吸和氣體濃度。這些產(chǎn)品通常會(huì)集成濾芯和傳感器，通過(guò)檢測(cè)礦井環(huán)境中的有害氣體(如甲烷、一氧化碳等)來(lái)確保礦工的安全。例如，一些帶有氣體傳感器的智能防護(hù)面罩，可以根據(jù)氣體濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)面罩內(nèi)的空氣流通，避免礦工吸入有害物質(zhì)。然而，這類面罩主要聚焦于環(huán)境監(jiān)測(cè)，并未直接解決礦工疲勞狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)問(wèn)題。

6、2、基于生理參數(shù)監(jiān)測(cè)的可穿戴設(shè)備

7、一些可穿戴設(shè)備(如智能手環(huán)、智能胸帶)已經(jīng)能夠監(jiān)測(cè)礦工的生理指標(biāo)(如心率、步伐、皮膚電反應(yīng)等)，并通過(guò)藍(lán)牙或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。這些設(shè)備利用生理數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估礦工的疲勞程度，并通過(guò)震動(dòng)或聲音等方式進(jìn)行警報(bào)。雖然這類設(shè)備在一定程度上能監(jiān)測(cè)礦工的疲勞狀態(tài)，但它們通常無(wú)法集成在面罩等防護(hù)裝備中，且監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度受限。

8、3、礦工健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

9、近年來(lái)，一些礦業(yè)公司開(kāi)始嘗試在礦井中部署完整的礦工健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)結(jié)合了環(huán)境監(jiān)測(cè)、行為監(jiān)測(cè)和生理數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)等技術(shù)。例如，一些企業(yè)通過(guò)在礦工的衣物或頭盔上安裝傳感器，實(shí)時(shí)追蹤礦工的體溫、心率和位置等信息，并通過(guò)云平臺(tái)分析礦工的疲勞程度。這些系統(tǒng)能有效監(jiān)測(cè)礦工的健康狀態(tài)，但并未將所有監(jiān)測(cè)功能集成于一個(gè)設(shè)備中，且通常不具備防塵功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦工疲勞狀態(tài)的智能防塵面罩，該防塵面罩顯著提高了礦工的安全性，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)反饋疲勞狀態(tài)，有效預(yù)防因疲勞引發(fā)的事故，保障礦工的生命安全。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦工疲勞狀態(tài)的智能防塵面罩，包括生理信號(hào)傳感器、眼部監(jiān)測(cè)傳感器、姿態(tài)傳感器、顯示與通信系統(tǒng)、通信模塊、電池及電源管理、空氣過(guò)濾系統(tǒng)以及控制模塊；

4、所述生理信號(hào)傳感器、眼部監(jiān)測(cè)傳感器、姿態(tài)傳感器將采集得信息輸入控制模塊，控制模塊的信號(hào)輸出端連接顯示與通信系統(tǒng)；

5、所述控制模塊與通信模塊雙向通信，控制模塊發(fā)送數(shù)據(jù)給通信模塊，通信模塊將接收外部指令傳遞至控制模塊；

6、所述電池及電源管理為各模塊供電。

7、所述生理信號(hào)傳感器連接控制模塊，生理信號(hào)傳感器用于實(shí)時(shí)傳輸生理數(shù)據(jù)以分析疲勞狀態(tài)；

8、生理信號(hào)傳感器包括心率傳感器、呼吸傳感器；

9、生理信號(hào)傳感器安裝在嵌入面罩內(nèi)側(cè)，與面部區(qū)域接觸；

10、所述面部區(qū)域分為額頭接觸區(qū)和鼻翼/臉頰兩側(cè)，額頭接觸區(qū)用于監(jiān)測(cè)心率、體溫，采用集成柔性電極或光學(xué)傳感器；

11、鼻翼/臉頰兩側(cè)用于檢測(cè)呼吸頻率，采用氣流或壓差傳感器。

12、所述心率傳感器、呼吸傳感器采用光電容積脈搏波(ppg)傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)心率；ppg傳感器通過(guò)皮膚表面測(cè)量血流的微小變化，從而獲取心率信息，呼吸頻率通過(guò)氣流傳感器監(jiān)測(cè)胸部運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)；

13、ppg傳感器與ecg傳感器(心電圖傳感器)結(jié)合使用，以實(shí)時(shí)監(jiān)控心率變化。數(shù)據(jù)通過(guò)電流傳導(dǎo)到控制單元，進(jìn)行處理后輸出至顯示模塊。

14、所述眼部監(jiān)測(cè)傳感器連接控制模塊，眼部監(jiān)測(cè)傳感器用于監(jiān)測(cè)眨眼頻率、眼瞼閉合的視覺(jué)疲勞指標(biāo)；

15、眼部監(jiān)測(cè)傳感器為攝像頭或紅外傳感器；

16、眼部監(jiān)測(cè)傳感器位于面罩內(nèi)側(cè)頂部靠近眉骨區(qū)域，位于雙目正上方；微型紅外攝像頭或紅外傳感器，對(duì)準(zhǔn)雙眼監(jiān)測(cè)眨眼頻率和眼瞼閉合。

17、所述眼部傳感器使用紅外線眼動(dòng)儀開(kāi)閉檢測(cè)技術(shù)，眼部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)紅外光源照射眼部區(qū)域，檢測(cè)眼瞼運(yùn)動(dòng)或眼球活動(dòng)，攝像頭采集眼部圖像，通過(guò)圖像處理算法分析眼睛的開(kāi)閉情況；

18、使用紅外led(紅外發(fā)光二極管)和光電傳感器結(jié)合眼動(dòng)追蹤技術(shù)，通過(guò)計(jì)算眼睛的閉合度來(lái)監(jiān)測(cè)疲勞；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)由嵌入式處理器分析并與其他生理參數(shù)結(jié)合，判斷礦工是否有疲勞風(fēng)險(xiǎn)。

19、圖像處理算法具體為：

20、步驟1.基線校準(zhǔn)

21、睜眼基準(zhǔn)值iopen:用戶睜眼靜止時(shí)，采集10秒反射光強(qiáng)度均值；

22、閉眼基準(zhǔn)值iclose:用戶閉眼時(shí)反射光強(qiáng)度均值；

23、步驟2.實(shí)時(shí)閉合度計(jì)算

24、歸一化反射強(qiáng)度：

25、

26、步驟瞬時(shí)閉合度c(t):

27、

28、紅外led陣列：安裝于面罩內(nèi)側(cè)頂部(眉骨上方)，以特定角度(30°-45°)向雙眼投射紅外光(波長(zhǎng)850nm或940nm)。

29、光電傳感器：對(duì)稱分布在led兩側(cè)，接收從眼球和眼瞼反射的紅外光

30、所述姿態(tài)傳感器連接控制模塊，檢測(cè)頭部?jī)A斜、身體姿態(tài)異常(如跌倒)的動(dòng)作信號(hào)；

31、姿態(tài)傳感器為加速度計(jì)/陀螺儀；

32、姿態(tài)傳感器位于面罩頂部，姿態(tài)傳感器集成三軸加速度計(jì)、陀螺儀，檢測(cè)頭部?jī)A斜角度；

33、加速度計(jì)/陀螺儀用于檢測(cè)礦工頭部的姿勢(shì)和動(dòng)作，三軸加速度計(jì)測(cè)量頭部的運(yùn)動(dòng)變化，陀螺儀檢測(cè)頭部的旋轉(zhuǎn)角度，結(jié)合使用可以提供完整的姿態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

34、使用低功耗的加速度傳感器(mems加速度計(jì))與陀螺儀組合，實(shí)時(shí)檢測(cè)礦工的頭部動(dòng)作，判斷是否處于疲勞狀態(tài)(頻繁低頭、頭部運(yùn)動(dòng)緩慢等)。

35、基于mems加速度計(jì)與陀螺儀的疲勞狀態(tài)判定依據(jù)具體為：

36、步驟1.數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理

37、加速度計(jì)數(shù)據(jù)：測(cè)量頭部在三個(gè)軸向(x/y/z)的線性加速度，包括重力分量和運(yùn)動(dòng)加速度；

38、重力分離：通過(guò)高通濾波器分離動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)加速度，消除靜態(tài)重力干擾；

39、運(yùn)動(dòng)幅度計(jì)算：利用加速度矢量和公式量化頭部運(yùn)動(dòng)的劇烈程度；

40、陀螺儀數(shù)據(jù)：測(cè)量頭部繞三個(gè)軸向的角速度(俯仰、橫滾、偏航)；

41、角度積分：對(duì)角速度進(jìn)行時(shí)間積分，得到頭部姿態(tài)角(如俯仰角)，用于判斷低頭或抬頭幅度；

42、步驟2.疲勞動(dòng)作特征提取

43、頻繁低頭檢測(cè)判定依據(jù)：

44、俯仰角閾值：設(shè)定俯仰角(低頭角度)超過(guò)-20°(以水平為0°)為一次有效低頭動(dòng)作；

45、頻率閾值：若單位時(shí)間內(nèi)(如10分鐘)低頭次數(shù)≥5次，判定為“頻繁低頭”；

46、頭部運(yùn)動(dòng)緩慢檢測(cè)判定依據(jù)：

47、加速度幅度閾值：動(dòng)態(tài)加速度幅度<0.2g(g為重力加速度)時(shí)，視為頭部運(yùn)動(dòng)緩慢。

48、持續(xù)時(shí)間閾值：若緩慢狀態(tài)持續(xù)>30秒，判定為“運(yùn)動(dòng)遲緩”。

49、異?；蝿?dòng)檢測(cè)判定依據(jù)：

50、陀螺儀角速度方差：計(jì)算角速度的方差值，若方差>50deg2/s2，表示頭部存在不規(guī)則晃動(dòng)。

51、結(jié)合加速度計(jì)數(shù)據(jù)：若晃動(dòng)時(shí)加速度幅度>1.5g，判定為“異?；蝿?dòng)”。

52、步驟3.多維度數(shù)據(jù)融合與疲勞等級(jí)評(píng)估

53、權(quán)重分配：

54、頻繁低頭(權(quán)重40％)、運(yùn)動(dòng)緩慢(權(quán)重30％)、異常晃動(dòng)(權(quán)重30％)；

55、疲勞指數(shù)＝(低頻低頭得分×0.4)+(運(yùn)動(dòng)緩慢得分×0.3)+(異?；蝿?dòng)得分×0.3)；

56、分級(jí)報(bào)警：

57、輕度疲勞(指數(shù)≥60)：觸發(fā)聲音提示，建議短暫休息；

58、重度疲勞(指數(shù)≥85)：觸發(fā)強(qiáng)震動(dòng)報(bào)警，并上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控中心；

59、步驟4.抗干擾與自適應(yīng)優(yōu)化

60、動(dòng)態(tài)閾值調(diào)整：根據(jù)礦工個(gè)體差異(如身高、動(dòng)作習(xí)慣)，在初始使用時(shí)進(jìn)行10分鐘基線校準(zhǔn)，自動(dòng)調(diào)整俯仰角閾值和加速度幅度閾值；

61、噪聲過(guò)濾：

62、采用滑動(dòng)窗口平均法(窗口長(zhǎng)度1秒)平滑加速度數(shù)據(jù)；

63、使用卡爾曼濾波器優(yōu)化陀螺儀角度積分，減少累積誤差；

64、步驟5.實(shí)時(shí)性與低功耗保障

65、采樣頻率：傳感器數(shù)據(jù)采樣率設(shè)為50hz，平衡精度與功耗；

66、休眠策略：若無(wú)顯著運(yùn)動(dòng)(加速度幅度<0.1g持續(xù)5秒)，傳感器進(jìn)入低功耗模式，僅維持基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)。

67、三軸加速度計(jì)、陀螺儀兩者集成于面罩頂部中央(靠近頭部重心)，通過(guò)剛性支架固定，與面罩主體結(jié)構(gòu)剛性連接，確保傳感器與頭部運(yùn)動(dòng)同步。傳感器模塊封裝在一個(gè)防塵防震的外殼內(nèi)，避免礦井粉塵侵入或機(jī)械沖擊干擾。安裝時(shí)貼近礦工頭部重心位置，以最大限度減少運(yùn)動(dòng)噪聲，提高姿態(tài)檢測(cè)精度。

68、所述控制模塊為微處理器/嵌入式系統(tǒng)；

69、控制模塊的輸入測(cè)用于接收所有傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行融合分析(結(jié)合心率與眼部數(shù)據(jù)判斷疲勞等級(jí))；

70、控制模塊的輸出側(cè)根據(jù)算法結(jié)果，向顯示系統(tǒng)、通信模塊、空氣過(guò)濾系統(tǒng)發(fā)送指令，控制模塊設(shè)置在面罩內(nèi)側(cè)中央的鼻梁后方；

71、控制模塊包括主控芯片和存儲(chǔ)單元，主控芯片為嵌入式微處理器(arm?cortex-m系列)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)融合與決策；

72、存儲(chǔ)單元緊鄰主控芯片，緩存?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)。

73、所述控制模塊負(fù)責(zé)接收來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，根據(jù)設(shè)定的算法判斷礦工的疲勞狀態(tài)，并通過(guò)顯示屏發(fā)出警示或通過(guò)無(wú)線通信發(fā)送警報(bào)，利用高效的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和決策?？刂颇K需具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、分析及反饋的功能，處理來(lái)自各傳感器的數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)響應(yīng)。

74、具體為：

75、步驟1.傳感器數(shù)據(jù)預(yù)處理

76、加速度計(jì)數(shù)據(jù)濾波：

77、采用滑動(dòng)窗口平均法平滑加速度數(shù)據(jù)，窗口長(zhǎng)度n＝10(對(duì)應(yīng)0.2秒，采樣率50hz)；

78、

79、陀螺儀角度積分：

80、對(duì)角速度ω進(jìn)行時(shí)間積分，計(jì)算俯仰角θ(低頭角度)：

81、θ[t]＝θ[t-1]+ωy[t]·δt

82、其中，ωy為俯仰軸向角速度，δt＝0.02s；

83、步驟2.特征提取與疲勞判定

84、頻繁低頭檢測(cè)判定公式：

85、俯仰角閾值：若θ<-20°，記為一次有效低頭動(dòng)作，

86、頻率閾值：若10分鐘內(nèi)低頭次數(shù)≥5，判定為疲勞；

87、頭部運(yùn)動(dòng)緩慢檢測(cè)

88、動(dòng)態(tài)加速度計(jì)算：

89、其中，gx，gy，gz為重力分量，通過(guò)高通濾波分離；

90、判定公式：若adynamic<0.2g持續(xù)>30秒，判定為運(yùn)動(dòng)遲緩；

91、異?；蝿?dòng)檢測(cè)

92、角速度方差計(jì)算：

93、(n＝50，窗口長(zhǎng)度1秒，為窗口內(nèi)角速度均值)

94、判定公式：若σ2>50deg2/s2且adynamic>1.5g，判定為異常晃動(dòng)；

95、步驟3.多傳感器數(shù)據(jù)融合與疲勞指數(shù)計(jì)算

96、權(quán)重分配：

97、生理信號(hào)(心率、呼吸頻率)：權(quán)重30％；

98、眼部監(jiān)測(cè)(眨眼頻率、瞳孔反應(yīng))：權(quán)重30％；

99、姿態(tài)數(shù)據(jù)(低頭、晃動(dòng))：權(quán)重40％；

100、疲勞指數(shù)公式：fatigue?index＝0.3·sphysio+0.3·seye+0.4·sposture

101、評(píng)分規(guī)則：

102、sphysio：心率超過(guò)基線值10％得20分，呼吸異常得10分，總分歸一化至0-100。

103、seye：眨眼頻率降低50％得30分，瞳孔擴(kuò)張異常得20分，總分歸一化。

104、sposture：頻繁低頭得40分，運(yùn)動(dòng)遲緩得30分，異?；蝿?dòng)得30分，總分歸一化；

105、分級(jí)報(bào)警策略：

106、輕度疲勞(指數(shù)60-84)：oled屏顯示黃色警示，蜂鳴器短鳴。

107、重度疲勞(指數(shù)≥85)：觸發(fā)紅色警示、持續(xù)蜂鳴，并通過(guò)wi-fi上傳緊急信號(hào)至監(jiān)控中心。

108、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理流程：

109、數(shù)據(jù)采集：以50hz頻率同步讀取所有傳感器數(shù)據(jù)；

110、預(yù)處理：濾波、重力分離、角度積分；

111、特征提取：計(jì)算頻率、幅度、方差等指標(biāo)；

112、疲勞評(píng)估：加權(quán)評(píng)分與指數(shù)計(jì)算；

113、反饋與通信：根據(jù)結(jié)果觸發(fā)本地警報(bào)或遠(yuǎn)程傳輸；

114、所述顯示與通信系統(tǒng)(微型透明oled顯示屏或振動(dòng)警報(bào)或led報(bào)警燈)由控制模塊驅(qū)動(dòng)，直接接收指令并顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)(“疲勞警告”)或觸發(fā)警報(bào)；

115、顯示與通信系統(tǒng)安裝在面罩外側(cè)前額區(qū)域，微型透明oled顯示屏(顯示疲勞等級(jí)、電量等)安裝在前額外側(cè)，佩戴者可見(jiàn)；

116、振動(dòng)馬達(dá)或led報(bào)警燈(通過(guò)觸覺(jué)/視覺(jué)提示疲勞狀態(tài))安裝在側(cè)方耳部附近。

117、顯示屏顯示實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)(心率、眼睛閉合情況等)，以及警示信息(疲勞報(bào)警)。需具備低功耗和高可視性的特點(diǎn)。

118、顯示屏嵌入面罩右側(cè)外沿(非主視野區(qū))，采用半透明設(shè)計(jì)，確保礦工可通過(guò)余光查看警示信息(如心率異常、疲勞報(bào)警)。

119、所述通信模塊(藍(lán)牙/wi-fi/)受控于控制模塊，將疲勞狀態(tài)、傳感器數(shù)據(jù)上傳至外部設(shè)備(監(jiān)控中心或手機(jī)app)；通信模塊安裝在面罩頂部，為wi-fi/藍(lán)牙/lora天線，向上延伸以增強(qiáng)信號(hào)穿透力。

120、當(dāng)檢測(cè)到中度疲勞時(shí)：空氣過(guò)濾系統(tǒng)自動(dòng)提升20％風(fēng)量(刺激面部感知),oled顯示黃色警示圖標(biāo)，蜂鳴器發(fā)出2khz間歇提醒音；

121、重度疲勞狀態(tài)下：觸發(fā)緊急制動(dòng)協(xié)議(通過(guò)通信模塊向調(diào)度中心發(fā)送gps坐標(biāo))，啟動(dòng)備用電源強(qiáng)制供電，激活面罩定位閃光標(biāo)識(shí)。

122、所述電池及電源管理的供電側(cè)，為所有電子模塊(傳感器、控制模塊、通信模塊、顯示系統(tǒng))提供電力；

123、所述電池及電源管理的管理側(cè)，用于監(jiān)控電池電量，通過(guò)控制模塊反饋低電量預(yù)警，并優(yōu)化能耗分配(調(diào)整傳感器采樣頻率)；

124、所述電池及電源管理安裝在面罩底部，為可拆卸電池倉(cāng)：左右對(duì)稱分布，平衡重量(如18650鋰電池組)；電源管理芯片集成于電池倉(cāng)內(nèi)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充放電狀態(tài)。

125、所述空氣過(guò)濾系統(tǒng)用于接收控制模塊指令(如根據(jù)呼吸頻率調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速)，空氣過(guò)濾系統(tǒng)安裝在面罩正面下部；

126、空氣過(guò)濾系統(tǒng)采用小型hepa(高效顆粒空氣)過(guò)濾器或活性炭過(guò)濾器，能夠有效過(guò)濾有害氣體和顆粒物。風(fēng)扇或空氣泵用于提供空氣流動(dòng)，確保過(guò)濾空氣進(jìn)入面罩并呼吸暢通。

127、hepa過(guò)濾器安裝于面罩前部進(jìn)氣口，活性炭層位于過(guò)濾器后端；微型離心風(fēng)扇嵌入面罩兩側(cè)，驅(qū)動(dòng)外部空氣經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入呼吸腔。

128、hepa過(guò)濾器上設(shè)置出氣閥，出氣閥為兩側(cè)單向排氣閥，排出二氧化碳并維持呼吸阻力平衡。

129、本發(fā)明的有益效果：

130、本發(fā)明通過(guò)多傳感器(如生理信號(hào)傳感器、眼部監(jiān)測(cè)傳感器、姿態(tài)傳感器)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)識(shí)別礦工的疲勞狀態(tài)并發(fā)出警示。相比傳統(tǒng)面罩或安全帽，不能有效識(shí)別疲勞狀態(tài)的局限，本發(fā)明顯著提高了礦工的安全性。智能面罩實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)反饋疲勞狀態(tài)，可以有效預(yù)防因疲勞引發(fā)的事故，保障礦工的生命安全。

131、本發(fā)明集成了多種傳感器，綜合監(jiān)測(cè)礦工的生理數(shù)據(jù)(如心率、呼吸頻率)、眼部閉合情況、頭部姿態(tài)等多方面指標(biāo)，通過(guò)數(shù)據(jù)融合分析來(lái)準(zhǔn)確評(píng)估礦工的疲勞狀態(tài)。不同傳感器數(shù)據(jù)的互補(bǔ)性和交叉驗(yàn)證使得疲勞監(jiān)測(cè)更加精準(zhǔn)和全面。通過(guò)多維度監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)融合，不僅提高了疲勞檢測(cè)的準(zhǔn)確性，還減少了漏檢和誤報(bào)的可能性。

132、本發(fā)明配備了無(wú)線通信模塊，可以實(shí)時(shí)將礦工的健康數(shù)據(jù)上傳至后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，使得外部管理人員可以隨時(shí)監(jiān)控礦工的健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的疲勞危險(xiǎn)。此外，智能面罩通過(guò)顯示屏可以直接向礦工反饋疲勞警示，提醒礦工及時(shí)休息。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了礦工疲勞狀態(tài)的實(shí)時(shí)反饋與遠(yuǎn)程監(jiān)控，不僅增強(qiáng)了礦工的自我保護(hù)意識(shí)，也為管理人員提供了更高效的應(yīng)急響應(yīng)手段。

133、本發(fā)明采用高效電池管理系統(tǒng)，優(yōu)化電池使用和電源分配，能夠確保傳感器、顯示器、通信系統(tǒng)等設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中的穩(wěn)定性。系統(tǒng)會(huì)監(jiān)控電池狀態(tài)，避免過(guò)度放電，從而延長(zhǎng)使用時(shí)間并確保設(shè)備不因電力問(wèn)題而失效。電池管理系統(tǒng)的優(yōu)化使得本發(fā)明能夠在長(zhǎng)時(shí)間使用中維持穩(wěn)定工作，保證了礦工的安全監(jiān)測(cè)不受電池續(xù)航問(wèn)題的影響。