專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及起重機(jī)的作業(yè)監(jiān)控，為ー種基于物聯(lián)網(wǎng)的起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起重機(jī)在冶金、機(jī)械、運(yùn)輸、電力、建筑、采礦、化エ、造船、港口等行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，起重機(jī)械違章操作和違規(guī)使用是事故主要原因，目前較多的企業(yè)對(duì)起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)控不到位，違章操作、違章超載等現(xiàn)象普遍存在，雖然有較多的對(duì)起重機(jī)本身運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，但對(duì)造成起重機(jī)最大的事故原因——違章作業(yè)的這一關(guān)鍵因素，以及起重機(jī)作業(yè)人員的身份識(shí)別及作業(yè)記錄監(jiān)控卻很少，另一方面是現(xiàn)有的 監(jiān)控方式大多是單臺(tái)起重機(jī)的監(jiān)控，沒(méi)有形成起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)管的網(wǎng)絡(luò)，難以解決起重機(jī)使用単位面臨的監(jiān)控范圍大，綜合管理困難的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)目前起重機(jī)安全作業(yè)管理的疏忽，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技木，提供一種起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)，避免起重機(jī)的違章作業(yè)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為基干物聯(lián)網(wǎng)的起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，包括至少ー個(gè)起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端，以及起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)，起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端由射頻識(shí)別卡、射頻讀卡器、エ業(yè)級(jí)PC、行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置和無(wú)線發(fā)射模塊組成，其中射頻識(shí)別卡預(yù)先寫(xiě)入作業(yè)人員信息，射頻讀卡器識(shí)別射頻識(shí)別卡內(nèi)的作業(yè)人員信息，并發(fā)送給エ業(yè)級(jí)PC，エ業(yè)級(jí)PC發(fā)送作業(yè)信息至行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置，行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置與起重機(jī)的行車(chē)開(kāi)關(guān)串聯(lián)，控制起重機(jī)啟停，同時(shí)エ業(yè)級(jí)PC連接無(wú)線發(fā)射模塊，將作業(yè)人員信息及記錄的作業(yè)信息發(fā)送給起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)，起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)由無(wú)線接收模塊和服務(wù)器組成，無(wú)線接收模塊接收無(wú)線發(fā)射模塊傳送的作業(yè)人員信息及作業(yè)信息并傳送給服務(wù)器，服務(wù)器用于查詢即時(shí)的作業(yè)信息及作業(yè)人員信息，完成起重機(jī)作業(yè)的監(jiān)控工作。射頻識(shí)別卡采用聚氯こ稀材料所做的外殼進(jìn)行封裝，選用多層線路板FR4印制板作為制作射頻天線的基板，板厚0. 4mm。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益的效果是I、實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)作業(yè)人員的身份識(shí)別和起重機(jī)作業(yè)的人機(jī)互認(rèn)。將作業(yè)人員信息寫(xiě)入射頻識(shí)別卡內(nèi)，作業(yè)人員信息包括作業(yè)人員編號(hào)、作業(yè)人員姓名、作業(yè)人員權(quán)限等，通過(guò)RFID技術(shù)，讀取射頻識(shí)別卡的內(nèi)容，根據(jù)射頻識(shí)別卡的內(nèi)容信息，看是否符合操作權(quán)限，決定是否響應(yīng)起重機(jī)的作業(yè)任務(wù)和動(dòng)作。2、本實(shí)用新型采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)管的網(wǎng)絡(luò)化。通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)了每臺(tái)起重機(jī)的作業(yè)監(jiān)控，同時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將作業(yè)信息發(fā)送終端服務(wù)器上，通過(guò)時(shí)間片輪轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)起重機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)管。
圖I為本實(shí)用新型的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例 進(jìn)一步的說(shuō)明本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的目的和效果將變得更加明顯。如圖I所示，本實(shí)用新型包括至少ー個(gè)起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端，以及起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)；其中起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端由射頻識(shí)別卡I、射頻讀卡器2、エ業(yè)級(jí)PC3、行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置4、無(wú)線發(fā)射模塊5組成。射頻識(shí)別卡I預(yù)先寫(xiě)入作業(yè)人員信息，包括作業(yè)人員編號(hào)、作業(yè)人員姓名、作業(yè)人員權(quán)限等信息，射頻讀卡器2通過(guò)RFID技術(shù)來(lái)識(shí)別射頻識(shí)別卡I內(nèi)的作業(yè)人員信息，射頻識(shí)別卡I包括各種頻段的識(shí)別卡，以超高頻915MHz為主，射頻讀卡器2通過(guò)RS232、RS485、USB、CAN等多種通訊方式將讀取的射頻識(shí)別卡I內(nèi)的作業(yè)人員信息發(fā)送給エ業(yè)級(jí)PC3，在エ業(yè)級(jí)PC3中完成身份識(shí)別，通過(guò)行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置4控制起重機(jī)啟動(dòng)或停止。行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置4包括繼電器及電平變換電路組成，該裝置與常規(guī)的行車(chē)開(kāi)關(guān)串聯(lián)，控制起重機(jī)的啟停，當(dāng)エ業(yè)級(jí)PC 3確認(rèn)作業(yè)人員的信息及權(quán)限與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的起重機(jī)操作相匹配吋，エ業(yè)級(jí)PC 3發(fā)出作業(yè)信息至行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置4，操作人員可以開(kāi)啟起重機(jī)電源進(jìn)行作業(yè)，當(dāng)信息不匹配吋，エ業(yè)級(jí)PC 3控制行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置4始終關(guān)閉起重機(jī)電源，起重機(jī)維持停止?fàn)顟B(tài)，作業(yè)人員無(wú)法開(kāi)啟起重機(jī)電源，因此無(wú)法完成起重機(jī)的操作，這樣就避免了沒(méi)有權(quán)限的人員隨意開(kāi)啟起重機(jī)，最大程度上避免了違章作業(yè)的發(fā)生。同時(shí)無(wú)線發(fā)射模塊將操作起重機(jī)的作業(yè)人員信息及作業(yè)記錄信息發(fā)送給起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)，一個(gè)起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端對(duì)應(yīng)一臺(tái)起重機(jī)，一套起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)可以管控多臺(tái)起重機(jī)。射頻識(shí)別卡(I)采用聚氯こ稀材料所做的外殼進(jìn)行封裝，選用多層線路板FR4印制板作為制作射頻天線的基板，板厚0. 4mm。起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)由無(wú)線接收模塊6和服務(wù)器7組成，無(wú)線接收模塊分時(shí)查詢不同起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端的無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并接受，同時(shí)接收無(wú)線發(fā)射模塊傳送的作業(yè)人員信息及作業(yè)記錄信息并傳送給服務(wù)器，服務(wù)器可以查詢即時(shí)的作業(yè)信息及人員信息，完成起重機(jī)作業(yè)的監(jiān)控工作。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)杜絕了無(wú)證上崗的問(wèn)題，避免了違章作業(yè)的發(fā)生，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能精煉，性能可靠，極具實(shí)用及推廣價(jià)值I、起重機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境干擾大。起重機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)比較復(fù)雜，從大型的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)到現(xiàn)代化港ロ、建筑エ地、鐵路樞紐都有起重機(jī)在作業(yè)，起重機(jī)的作業(yè)環(huán)境較為惡劣，系統(tǒng)受環(huán)境干擾較大，較多的是粉塵和鋼鐵屏蔽的影響。針對(duì)這些問(wèn)題，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中，射頻識(shí)別卡采用聚氯こ稀材料所做的外殼進(jìn)行封裝，這樣射頻識(shí)別卡的高頻損耗小、機(jī)械強(qiáng)度高、抗腐蝕性能好、防水性、密封性較好。同時(shí)本設(shè)計(jì)中選用特制的FR4印制板作為制作射頻天線的基板，板厚0. 4mm，天線偶極子的圖形是用傳統(tǒng)的腐蝕方法做出，并且芯片和天線可方便的焊接。這種方法生產(chǎn)エ藝簡(jiǎn)單，可靠性和一致性好，成本較低。[0018]2、多臺(tái)起重機(jī)集中控制及監(jiān)管困難。一般生產(chǎn)車(chē)間或作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在多臺(tái)起重機(jī)，對(duì)多臺(tái)起重機(jī)實(shí)施集中監(jiān)管是比較困難，多臺(tái)射頻讀卡器的信息需要由一臺(tái)服務(wù)器來(lái)統(tǒng)ー管理。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)每臺(tái)起重機(jī)械按照起重機(jī)的設(shè)備檔案號(hào)進(jìn)行編號(hào)，根據(jù)編號(hào)對(duì)每臺(tái)起重機(jī)的識(shí)別卡進(jìn)行了唯一性區(qū)分。系統(tǒng)在工作的過(guò)程中，服務(wù)器通過(guò)輪詢法對(duì)多臺(tái)起重機(jī)進(jìn)行管理，服務(wù)器每隔3s中向管理的起重機(jī)進(jìn)行呼叫，滿足呼叫條件的起重機(jī)射頻讀卡器的無(wú)線發(fā)射模塊響應(yīng)，發(fā)送讀卡信息，不滿足呼叫條件的起重機(jī)的射頻讀卡器的無(wú)線發(fā)射模塊則不響應(yīng)?？紤]到無(wú)線發(fā)射模塊的功率性能，服務(wù)器可以對(duì)2000m內(nèi)的起重機(jī)實(shí)施監(jiān)管，考慮無(wú)線模塊的響應(yīng)時(shí)間(<10ms)，服務(wù)器可以滿足對(duì)范圍內(nèi)300臺(tái)起重機(jī)的統(tǒng)ー管理，實(shí)際上作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的起重機(jī)數(shù)量遠(yuǎn)低于該數(shù)目，滿足了多臺(tái)起重機(jī)監(jiān)管的功能。服務(wù)器將所有設(shè)備的基本信息和歷次使用、檢驗(yàn)信息全部記錄，設(shè)備使用單位以 及各級(jí)監(jiān)管和檢驗(yàn)人員可以隨時(shí)隨地根據(jù)不同的需要對(duì)設(shè)備情況進(jìn)行查詢。3、起重機(jī)的作業(yè)人員資質(zhì)管理困難，違規(guī)作業(yè)現(xiàn)象較多，事故隱患嚴(yán)重。起重機(jī)作業(yè)事故很大部分是因?yàn)檫`章作業(yè)引起，很多沒(méi)有起重機(jī)作業(yè)人員資質(zhì)的人員操作起重機(jī)，由于這些人沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的操作和安全培訓(xùn)，很容易造成事故，事故的隱患非常嚴(yán)重。建立起重機(jī)事故監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)，減少和清除各種不安全因素，將隱患消除在萌芽狀態(tài)，是減少起重機(jī)事故以及事故造成的損失的有效手段之一。系統(tǒng)將先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到特種設(shè)備的管理中，減少和解決企業(yè)的安全隱患，做到防患于未然。首先，起重機(jī)管理人員已經(jīng)習(xí)慣的灰色地帶經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)整理將全部透明；其次，對(duì)不具備資質(zhì)的操作人員將被曝光；最后，所有的起重機(jī)使用過(guò)程數(shù)據(jù)將通過(guò)數(shù)據(jù)分析得到再現(xiàn)，從而使相關(guān)人員習(xí)慣于被監(jiān)瞀的工作狀態(tài)；而以前是相反的，即幾乎所有的相關(guān)人員的工作內(nèi)容包括司機(jī)、拆裝エ、指揮人員(信號(hào)エ)的維護(hù)、使用、拆裝工作是不被監(jiān)瞀的。如果RFID物聯(lián)網(wǎng)起重機(jī)監(jiān)控和監(jiān)管部門(mén)的作業(yè)人員資格管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)RFID電子標(biāo)簽的應(yīng)用，做到對(duì)操作人身份的電子識(shí)別，很好的解決技術(shù)監(jiān)瞀局部門(mén)操作人員持證上崗的管理困擾。同時(shí)由于該系統(tǒng)準(zhǔn)確真實(shí)地記錄了其運(yùn)行情況，為監(jiān)瞀部門(mén)提供了加大管理力度、嚴(yán)格執(zhí)法的依據(jù)。進(jìn)而瞀促操作和指揮人員提高安全意識(shí)減少或杜絕安全事故隱患。另外其及時(shí)報(bào)警功能也能及時(shí)提醒操作人員預(yù)防突發(fā)的安全隱患。
權(quán)利要求1.基干物聯(lián)網(wǎng)的起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是包括至少ー個(gè)起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端，以及起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)，起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端由射頻識(shí)別卡(I)、射頻讀卡器(2)、エ業(yè)級(jí)PC (3)、行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置(4)和無(wú)線發(fā)射模塊(5)組成，其中射頻識(shí)別卡(I)預(yù)先寫(xiě)入作業(yè)人員信息，射頻讀卡器(2)識(shí)別射頻識(shí)別卡(I)內(nèi)的作業(yè)人員信息，并發(fā)送給エ業(yè)級(jí)PC (3)，エ業(yè)級(jí)PC (3)發(fā)送作業(yè)信息至行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置(4)，行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置(4)與起重機(jī)的行車(chē)開(kāi)關(guān)串聯(lián)，控制起重機(jī)啟停，同時(shí)エ業(yè)級(jí)PC (3)連接無(wú)線發(fā)射模塊(5)，將作業(yè)人員信息及記錄的作業(yè)信息發(fā)送給起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)，起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)由無(wú)線接收模塊(6)和服務(wù)器(7)組成，無(wú)線接收模塊(6)接收無(wú)線發(fā)射模塊(5)傳送的作業(yè)人員信息及作業(yè)信息并傳送給服務(wù)器(7)，服務(wù)器(7)用于查詢即時(shí)的作業(yè)信息及作業(yè)人員信息，完成起重機(jī)作業(yè)的監(jiān)控工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基干物聯(lián)網(wǎng)的起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是射頻識(shí)別卡(I)采用聚氯こ稀材料所做的外殼進(jìn)行封裝，選用多層線路板FR4印制板作為制作射頻天線的基板，板厚0. 4mm。
專利摘要基于物聯(lián)網(wǎng)的起重機(jī)安全作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，包括至少一個(gè)起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端，以及起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)，起重機(jī)作業(yè)識(shí)別終端由射頻識(shí)別卡、射頻讀卡器、工業(yè)級(jí)PC、無(wú)線發(fā)射模塊、行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置組成，射頻識(shí)別卡預(yù)先寫(xiě)入作業(yè)人員信息的卡片，射頻讀卡器讀取射頻視頻卡內(nèi)的作業(yè)人員信息發(fā)送至工業(yè)級(jí)PC，工業(yè)級(jí)PC控制行車(chē)開(kāi)關(guān)控制裝置控制起重機(jī)的啟停，工業(yè)級(jí)PC通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊將作業(yè)人員信息及作業(yè)記錄信息發(fā)送給起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)，起重機(jī)作業(yè)管理系統(tǒng)由無(wú)線接收模塊和服務(wù)器組成，無(wú)線接收模塊接收無(wú)線發(fā)射模塊傳送的信息并傳送給服務(wù)器，服務(wù)器用于查詢即時(shí)的作業(yè)信息及人員信息，完成對(duì)起重機(jī)作業(yè)的監(jiān)控。
文檔編號(hào)B66C23/88GK202429930SQ20112050878
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者丁樹(shù)慶, 任詩(shī)波, 馮月貴, 周子龍, 慶光薇, 張軍, 梁秉, 王會(huì)方 申請(qǐng)人:南京市特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院