一、 作品信息

作品名称： 智盾星轨安全帽

参赛单位： 福建电力职业技术学院

指导教师： 林娟 、叶彤

团队成员： 傅艳兰、杨红飞、严锦煜

获奖信息： 第四届象新力杯－开放创新赛道自由选题类－一等奖

二、 作品介绍

在矿山、市政抢修、电力施工等复杂作业场景中，传统安全帽功能单一，仅能提供被动防坠落物保护，而定位、气体监测、照明等安全辅助功能不得不依赖独立的手持设备，形成了“一帽+多工具”的分散作业模式。这不仅增加了作业人员的负重与操作负担，更可能因工具切换疏漏而埋下安全隐患。

针对这一“防护与效率矛盾”，福建电力职业技术学院团队设计研发了“智盾星轨安全帽”。该作品以ESP32-S3为核心控制单元，集成了北斗定位模块、一氧化碳气体检测传感器、环境光感应自动补光照明系统、语音报警喇叭等单元，将传统被动防护升级为主动感知与智能辅助的一体化安全终端，为电力、建筑、采矿等行业从业人员提供了更全面的安全保障。

三、 核心创新

1.多传感器融合的一体化主动防护设计

作品突破了传统安全帽仅依靠物理防护的局限，将北斗高精度定位模块、一氧化碳浓度检测传感器、双模式照明系统（主灯根据环境光线自动调节亮度，辅灯常亮提供基础照明）以及语音报警喇叭高度集成于安全帽本体。这一一体化设计彻底摒弃了“安全帽+手持设备”的分散模式，大幅减轻了作业人员的负重和操作负担，实现了“一帽覆盖、无需切换”的便捷作业体验。

2.智能感知与自适应环境调节能力

系统内置环境光传感器，能够实时感知作业环境的光线强弱，主照明灯亮度随之自动调节——在昏暗的隧道、矿井或夜间作业时自动增亮，在强光环境下自动降低亮度以节能。同时，一氧化碳检测模块持续监测作业环境中的有害气体浓度，一旦达到预设阈值即发出声光报警，将“事后被动响应”转变为“事中主动预警”，为作业人员争取宝贵的撤离时间。

3.高可靠性与广泛环境适应性

针对电力、矿山、石油化工等场景中普遍存在的潮湿、粉尘、低温等极端条件，智能安全帽在设计上采用了防水、防尘、耐低温的防护工艺，确保在恶劣气候和复杂环境下设备的稳定运行。此外，设备支持外接电源供电，可通过移动电源或作业车辆电源长时间续电，避免了因内置电池耗尽导致的安全功能失效。这一可靠性设计使得“智盾星轨安全帽”不仅适用于常规工地，更可胜任高海拔、极寒地区、水下作业等严苛场景，有效拓展了智能安全装备的应用边界。

四、 应用前景

随着建筑、电力、采矿、石油化工等行业对从业人员安全要求的持续提升，传统安全帽已难以满足日益增长的智能化安全管理需求。“智盾星轨安全帽”凭借其集成化感知、主动预警和环境自适应能力，可广泛应用于电力线路检修、地下管廊施工、矿山井下作业、油气田巡检、市政抢险救援等场景。对于企业而言，该产品不仅能够实时监测作业人员的位置与环境状态，还支持多设备联动与远程管理，有助于构建“人－帽－云”三位一体的数字化安全管控体系。未来，团队计划进一步融合心率监测、跌倒监测、语音对讲等功能，并接入企业安全管理平台，推动智能安全帽从单兵终端向班组协同工具升级，为各行业安全生产管理提供更具前瞻性的技术支撑。