專利名稱：一種基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程安全監(jiān)控技術領域，具體涉及一種基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備。
背景技術：
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性三維衛(wèi)星定位，是除美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的GL0NASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)在測繪、漁業(yè)、交通運輸、電信、水利、森林防火、減災救災和國家安全等諸多領域得到應用，產生了顯著的經濟效益和社會效益。隨著我國經濟快速發(fā)展，城市化建設步伐加快，在城市化基礎建設中，塔式起重機的廣泛應用也給施工方式帶來了日新月異的革新，然而塔機使用過程中引發(fā)的安全事故逐年呈上升趨勢，事故原因是多方面的，有塔機產品質量問題，有施工現(xiàn)場管理不善等。近年來從國家到地方密集出臺了多個有關建筑安全的文件，多次提到塔機安全問題，強調塔機防碰撞的重要性。深入推進建筑安全文化建設，大力宣傳建筑安全生產法律法規(guī)、方針政策以及建筑安全生產工作的先進經驗和先進典型，“關愛生命、安全發(fā)展”已成為中央政府推行的主導思想。

實用新型內容為了克服上述現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，該設備利用北斗系統(tǒng)實現(xiàn)塔機的安全按監(jiān)控，另外，當監(jiān)控終端與服務器平臺的信號傳輸線路被切斷后，定位信號發(fā)射模塊將塔機的動態(tài)信息通過北斗RDSS模塊發(fā)送給北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)，北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)將定位信息傳輸給服務器平臺，用戶通過服務器平臺進行查詢監(jiān)控，提高了可靠性和適應環(huán)境的能力。為了實現(xiàn)本實用新型的上述目的，本實用新型提供了一種基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，包括服務器平臺及與所述服務器平臺相連的監(jiān)控終端，所述監(jiān)控終端的數(shù)量與塔機的數(shù)量相同，所述每一個監(jiān)控終端包括傳感器組、北斗RNSS (RadioNavigation Satellite System,衛(wèi)星無線電導航)模塊、北斗 RDSS (Radio DeterminationSatellite Service，衛(wèi)星無線電測定)模塊和控制模塊，所述傳感器組、北斗RNSS模塊和北斗RDSS模塊的天線分別安裝于塔機上，用于檢測所述塔機的運動和定位信息并將所述信息傳輸給控制模塊，所述控制模塊接收傳感器組和北斗RNSS模塊采集的信息并將所述信息傳輸給服務器平臺，用戶通過所述服務器平臺進行查詢監(jiān)控；所述服務器平臺還連接有北斗RDSS模塊，當監(jiān)控終端與所述服務器平臺的信息交互線路切斷后，所述北斗RDSS模塊將塔機的動態(tài)信息發(fā)送給服務器平臺，所述服務器平臺接收所述塔機的動態(tài)信息，用戶通過所述服務器平臺進行查詢監(jiān)控。本實用新 型的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備利用北斗系統(tǒng)實現(xiàn)塔機的安全按監(jiān)控，能夠有效地減少塔機的安全事故，提高企業(yè)安全生產監(jiān)管能力；另外，當監(jiān)控終端與服務器平臺的信息交互線路被切斷后，北斗RDSS模塊將塔機的動態(tài)信息通過北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送給服務器平臺，用戶通過服務器平臺進行查詢監(jiān)控，規(guī)避了 GPS (GlobalPositioning System,全球定位系統(tǒng))只能無源定位而沒有報文服務功能的局限性,這種雙路徑信息傳輸方法提高了安全監(jiān)控設備的可靠性和適應環(huán)境的能力。在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述每一個傳感器組包括重量傳感器、風速傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、T角度傳感器和傾角傳感器。本實用新型的每一個傳感器組中包括多種傳感器，能夠為塔機監(jiān)控提供多種數(shù)據(jù)信息，能夠有效地減少塔機的安全事故。在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述監(jiān)控終端與所述塔機的工作電路相連，所述監(jiān)控終端用于控制所述塔機工作電路的工作，避免安全事故的發(fā)生。在本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式中，所述監(jiān)控終端還連接有報警裝置，所述監(jiān)控終端用于控制所述報警裝置報警。本實用新型的塔機安全監(jiān)控設備在塔機處于違規(guī)操作狀態(tài)或者進入臨界工作其余狀態(tài)時，其監(jiān)控終端會報警以及控制塔機的工作電路進行相應的動作，能夠避免安全事故的發(fā)生。在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，還包括無線通信模塊，所述監(jiān)控終端通過無線通信模塊與所述服務器平臺進行信息交互。在本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式中，所述無線通信模塊為GPRS或CDMA模塊。在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述監(jiān)控終端還具有短距離無線傳輸模塊，所述監(jiān)控終端之間通過短距離無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù)通信，防止塔機相撞。
在本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式中，所述短距離無線傳輸模塊為zigbee模塊。本實用新型通過無線通信模塊與服務器平臺進行信息交互，以及通過短距離無線傳輸模塊在監(jiān)控終端之間進行數(shù)據(jù)傳輸，能夠防止塔機相撞。在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，所述監(jiān)控終端具有信息服務模塊，所述信息服務模塊通過通信網絡向服務平臺發(fā)送塔機安全信息；所述信息服務模塊還將所述塔機安全信息發(fā)送至安全負責人員的手機，用于安全事故的處理。本實用新型的監(jiān)控終端具有信息服務功能，便于安全負責人員進行安全事故處理，提高了便利性。本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1為本實用新型基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備的結構示意圖。附圖標記:I監(jiān)控終端；11傳感器組；12北斗RNSS模塊；13控制模塊；14北斗RDSS模塊；15控制單元；2服務器平臺；[0025]3無線通信模塊；4北斗衛(wèi)星系統(tǒng)。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語的具體含義。本實用新型提供了一種基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，如圖1所示，該安全監(jiān)控設備包括服務器平臺2及與服務器平臺2相連的監(jiān)控終端1，監(jiān)控終端I的數(shù)量與塔機的數(shù)量相同，每一個監(jiān)控終端I包括傳感器組11、北斗RNSS模塊12、北斗RDSS模塊14和控制模塊13，傳感器組11和北斗RNSS模塊12、北斗RDSS模塊14分別安裝于塔機上，用于檢測塔機的運動和定位信息并將所述信息傳輸給控制模塊13，控制模塊13接收傳感器組11和北斗RNSS模塊 12采集的信號并將信號傳輸給服務器平臺2，用戶通過服務器平臺2進行查詢監(jiān)控。該安全監(jiān)控設備可以使用一個監(jiān)控終端I監(jiān)控一臺塔機，也可以使用多臺塔機(每臺塔機安裝一臺監(jiān)控終端)組網實現(xiàn)多臺塔機的監(jiān)控(共用一個服務器平臺2)，多個監(jiān)控終端I通過無線通信模塊3可以同時注冊到一個服務器平臺2中，監(jiān)控終端I通過無線通信模塊3與服務器平臺2進行信息交互，從而構成一個監(jiān)控系統(tǒng)，在本實施方式，優(yōu)選的無線通信模塊3為GPRS或CDMA模塊。在本實施方式中，每一個傳感器組11可以包括但不限于重量傳感器、風速傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、T角度傳感器和傾角傳感器，具體每一個傳感器可以按照現(xiàn)有技術安裝于塔機上。在本實施方式中，傳感器組11用于實現(xiàn)以下監(jiān)測功能:塔機運行狀態(tài)監(jiān)測，包括采集塔機的幅度、高度、起重量/力矩、回轉角、風速及傾角數(shù)據(jù)；塔機區(qū)域安全防護監(jiān)測，具體是設置保護區(qū)域并監(jiān)測塔機的運行區(qū)域，在確保塔機安全的前提下，盡可能地實現(xiàn)塔機最大的空間作業(yè)面積；塔機防碰撞監(jiān)測，通過對塔機幅度位置、高度位置及回轉位置實時檢測，同時通過無線傳輸網絡上傳，通過監(jiān)控中心實現(xiàn)防撞預警控制；塔機傾斜監(jiān)測，通過測量塔機的傾斜角度來分析塔機的安全狀態(tài)，當塔機的傾斜達到臨界狀態(tài)時監(jiān)控終端I提醒塔機謹慎操作；塔機風速監(jiān)測、載重監(jiān)測；塔機定位，實現(xiàn)北斗定位功能。在本實施方式中，監(jiān)控終端I分別接收傳感器組11和北斗RNSS模塊12發(fā)送的信號，當塔機處于違規(guī)操作狀態(tài)或者進入臨界工作區(qū)域狀態(tài)時，監(jiān)控終端I控制塔機的工作電路工作，避免安全事故的發(fā)生。在本實施方式中，塔機主要的安全問題有以下幾類:單個塔機超重隱患，單個塔機強風隱患，單個塔機隱患，單個塔機傾斜、倒塌隱患，單個塔機與其他物體的碰撞隱患，塔吊群交叉作業(yè)存在的互碰撞隱患，具體的違規(guī)操作狀態(tài)和臨界工作區(qū)域可以根據(jù)實際情況確定，例如，對于塔吊的載重，規(guī)定正常載重為20噸一下，違規(guī)操作狀態(tài)為20噸以上，當監(jiān)控終端I接收重量傳感器發(fā)送的信號，當塔機處于違規(guī)操作狀態(tài)時，監(jiān)控終端I控制塔機工作電路的工作，使塔機停止運轉，避免安全事故的發(fā)生。當監(jiān)控終端I接收幅度傳感器、高度傳感器和北斗RNSS模塊12發(fā)送的信號，判斷塔機進入臨界工作區(qū)域狀態(tài)時，監(jiān)控終端I控制塔機工作電路的工作，使塔機回轉，避免與其他塔機相撞。在本實用新型的另一種優(yōu)選實施方式中，監(jiān)控終端I還連接有報警裝置，當塔機處于違規(guī)操作狀態(tài)或者進入臨界工作區(qū)域狀態(tài)時，監(jiān)控終端I控制報警裝置報警。在本實施方式中，監(jiān)控終端I使用嵌入式技術，結合北斗RNSS模塊12和傳感器組11，實現(xiàn)對塔機各個變量實時采集和監(jiān)控。當塔機的處于違規(guī)操作狀態(tài)或進入危險區(qū)域等臨界狀態(tài)時，監(jiān)控終端I會立即預警，同時還會自動地控制塔機上相應的電路，以避免安全事故的發(fā)生。監(jiān)控終端I通過對數(shù)據(jù)處理后，再將該數(shù)據(jù)定時上傳給服務器平臺2，同時也可以將有關防撞的數(shù)據(jù)發(fā)送給本組的其他塔機監(jiān)控終端1，以實現(xiàn)安全監(jiān)控雙保險。監(jiān)控終端I還具有信息服務模塊，當系統(tǒng)出現(xiàn)安全隱患或發(fā)生安全事故時，監(jiān)控終端I的信息服務模塊可以通過通信網絡發(fā)送信息給服務平臺，方便安全事故的處理，同時也可將信息通過短消息的方式發(fā)到安全負責人員手機上。在本實施方式中，服務器平臺2使用B/S (BiOwser/Server，瀏覽器/服務器)結構模式，通過服務器平臺2可以掛接多個分監(jiān)控中心，方便生產企業(yè)、監(jiān)管部門以及施工工地等相關的人員使用，便于維護，為生產企業(yè)的安全生產提供幫助，也為監(jiān)管部門的監(jiān)管、事故調查提供高科技的手段。在本實施方式中，服務器平臺2能夠容納一萬臺以上的監(jiān)控終端I實時在線工作，該服務器平臺2還具有存儲數(shù)據(jù)和回放的功能，能夠保存至少一個月的歷史數(shù)據(jù)保存和回放。在本實用新型的一種優(yōu)選實施方式中，監(jiān)控終端I還具有短距離無線傳輸模塊，監(jiān)控終端I之間通過短距離無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù)通信，防止塔機相撞。在本實施方式中，該短距離無線傳輸模塊是指局域網中使用的無線傳輸模塊，該短距離無線傳輸模塊可以位于監(jiān)控終端I的內部，也可以位于監(jiān)控終端I的外部，在 本實用新型的一種更加優(yōu)選的實施方式中，短距離無線傳輸模塊為zigbee模塊。在本實施方式中，監(jiān)控終端I還具有報文服務功能，每一個北斗RNSS模塊12還連接有北斗RDSS模塊14，服務器平臺2還與北斗RDSS模塊4連接，當監(jiān)控終端I與服務器平臺2通過無線通信模塊3進行信息傳輸?shù)男盘柦换ゾ€路切斷后，北斗RDSS模塊14將塔機的動態(tài)信息發(fā)送給北斗衛(wèi)星系統(tǒng)4，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)4將塔機的動態(tài)信息傳輸給服務器平臺2，用戶通過服務器平臺2進行查詢監(jiān)控，在本實施方式，塔機的動態(tài)信息包括但不限于塔機的定位信息、監(jiān)控信息和報警信息，衛(wèi)星系統(tǒng)4將塔機的動態(tài)信息傳輸給服務器平臺2的方式可以為但不限于互聯(lián)網的方式。本實用新型的監(jiān)控終端I還具有控制單元15，監(jiān)控終端I的主控模塊13通過使控制單元15動作進而實現(xiàn)塔機的運動，在本實施方式中，控制單元15為任何能夠控制電路導通和關斷的部件，可以為但不限于繼電器。需要說明的是，在本實施方式，采用的北斗RNSS模塊12和北斗RDSS模塊14可以是目前現(xiàn)有技術中通用的代北斗定位模塊和代北斗報文服務模塊。本實用新型的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備利用北斗系統(tǒng)實現(xiàn)塔機的安全按監(jiān)控，能夠有效地減少塔機的安全事故，提高企業(yè)安全生產監(jiān)管能力；另外，當監(jiān)控終端I與服務器平臺2的信號傳輸線路被切斷后，第一北斗RDSS模塊14將塔機的動態(tài)信息通過北斗衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)送給服務器平臺2，用戶通過服務器平臺2進行查詢監(jiān)控，提高了可靠性和適應環(huán)境的能力。本實用新型利用了北斗衛(wèi)星定位技術，結合對傳感器組11對塔機的各項實時變量進行檢測，實現(xiàn)對單塔機或塔機群進行實時動態(tài)的監(jiān)控，包括對塔機本身故障和對塔機的規(guī)范操作。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)能夠彌補GPS覆蓋不全的不足之處，同時北斗定位系統(tǒng)還獨具報文服務功能，能在GPRS或CDMA信號盲區(qū)提供通信服務。本實用新型首次提出了將北斗定位系統(tǒng)應用到塔機監(jiān)控系統(tǒng)中，擴展了北斗定位系統(tǒng)的應用領域，提高了塔機監(jiān)控系統(tǒng)的技術水平和實用性。有利于充分利用我國衛(wèi)星資源的效益，培育發(fā)展自主衛(wèi)星產品與服務的市場應用，推動衛(wèi)星應用產業(yè)自主化、體系化、多元化、商業(yè)化發(fā)展。加速我國衛(wèi)星導航應用的產業(yè)化進程，提升自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國際知名度和競爭力。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實 用新型的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求1.一種基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，包括服務器平臺及與所述服務器平臺相連的監(jiān)控終端，所述監(jiān)控終端的數(shù)量與塔機的數(shù)量相同，所述每一個監(jiān)控終端包括傳感器組、北斗RNSS模塊、北斗RDSS模塊和控制模塊，所述傳感器組、北斗RNSS模塊和北斗RDSS模塊的天線分別安裝于塔機上，用于檢測所述塔機的運動和定位信息并將所述信息傳輸給控制模塊，所述控制模塊接收傳感器組和北斗RNSS模塊采集的信息并將所述信息傳輸給服務器平臺，用戶通過所述服務器平臺進行查詢監(jiān)控； 所述服務器平臺還連接有北斗RDSS模塊，當監(jiān)控終端與所述服務器平臺的信息交互線路切斷后，所述北斗RDSS模塊將塔機的動態(tài)信息發(fā)送給服務器平臺，所述服務器平臺接收所述塔機的動態(tài)信息，用戶通過所述服務器平臺進行查詢監(jiān)控。
2.如權利要求1所述的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，所述每一個傳感器組包括重量傳感器、風速傳感器、幅度傳感器、高度傳感器、T角度傳感器和傾角傳感器。
3.如權利要求1所述的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，所述監(jiān)控終端與所述塔機的工作電路相連，所述監(jiān)控終端用于控制所述塔機工作電路的工作。
4.如權利要求3所述的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，所述監(jiān)控終端還連接有報警裝置，所述監(jiān)控終端用于控制所述報警裝置報警。
5.如權利要求1所述的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，還包括無線通信模塊，所述監(jiān)控終端通過無線通信模塊與所述服務器平臺進行信息交互。
6.如權利要求5所述的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，所述無線通信模塊為GPRS模塊或CDMA。
7.如權利要求1所述的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，所述監(jiān)控終端還具有短距離無線傳輸模塊，所述監(jiān)控終端之間通過所述短距離無線傳輸模塊進行數(shù)據(jù)通信，防止塔機相撞。
8.如權利要求7所述的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，所述短距離無線傳輸模塊為zigbee模塊。
9.如權利要求1所述的基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，其特征在于，所述監(jiān)控終端具有信息服務模塊，所述信息服務模塊通過通信網絡向服務平臺發(fā)送塔機安全信息；所述信息服務模塊還將所述塔機安全信息發(fā)送至安全負責人員的手機，用于安全事故的處理。
專利摘要本實用新型提出了一種基于北斗系統(tǒng)的塔機安全監(jiān)控設備，包括服務器平臺和監(jiān)控終端，監(jiān)控終端包括傳感器組、北斗RDSS模塊、北斗RNSS模塊和控制模塊，控制模塊接收傳感器組和北斗RNSS模塊發(fā)送的信號并將信號傳輸給服務器平臺，用戶通過服務器平臺進行查詢監(jiān)控；監(jiān)控終端還具有報文服務功能，當監(jiān)控終端與服務器平臺之間的信息交互線路切斷后，可以通過北斗RDSS模塊將塔機的動態(tài)信息傳輸給服務器平臺。本實用新型利用北斗系統(tǒng)實現(xiàn)塔機的安全按監(jiān)控，能夠有效減少塔機的安全事故，提高企業(yè)安全生產監(jiān)管能力；規(guī)避了GPS只能無源定位而沒有報文服務功能的局限性，提高了可靠性和適應環(huán)境的能力。
文檔編號B66C13/16GK203128080SQ201320122529
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權日2013年3月18日
發(fā)明者周紅纓, 蔡運富, 劉奕 申請人:重慶北斗安防科技有限公司