一種基於rfid安全帽的實時監控系統及其應用方法
2023-10-07 07:41:09 1
專利名稱：一種基於rfid安全帽的實時監控系統及其應用方法
技術領域：
本發明屬於施工安全領域，具體涉及一種用於施工現場的基於RFID安全帽的實時監控系統及其應用方法。
背景技術：
隨著土建項目的不斷增加，在建、待建的土建項目數量很大，土建項目的施工安全問題以及人事管理問題顯得越來越突出，尤其是隧道等重大項目。在隧道工程建設施工過程中，施工安全管理是施工施工單位、建設單位、建設管理部門關注的重點。隧道施工現場的人員安全管理成為隧道施工安全管理的重要課題。近幾年，隧道施工安全事故時有發生，造成了重大人員傷亡和經濟損失，為防止隧道施工人身安全事故的發生，對隧道施工安全管理的研究是非常必要的，也具有巨大的經濟效益和社會意義。在建的隧道建設有三大特點:一是建設規模大，同時施工作業面多，建設單位和建設管理部門的人力物力很難保證面面俱到；二是施工工期短，為滿足進度要求，增加了施工人員，而相應的安全管理人員沒有增加；三是施工中大量使用農民工，人員素質相對偏低，施工經驗不足，安全意識淡薄；四是施工中存在施工人員相互串崗、離崗等現象，人事管理人員無法親臨現場考勤。由於施工人員自身素質參差不齊，安全意識差的人員，自身的約束力相對較差，這些人員很可能隨意出入隧道，誤闖入非安全施工區域內，給施工安全帶來不必要的麻煩。在人員管理方面，傳統上是採用掛牌方式，依靠人工來管理出入隧道的人員、車輛，在執行過程中，因為疏忽、人情關係等造成執行不力，施工人員的管理很難做到位。針對上述現象，本領域的施工建築單位較多採用無線定位系統，通過在施工人員身上佩戴無線定位裝置以實時獲取其地理位置。雖然佩戴上述無線定位裝置是在工作時間，但是該定位系統可以實時獲取並記錄施工人員的歷史運動軌跡，對於施工人員毫無隱私可言，而且該無線定位系統無法起到門禁以及危險區域的預警作用，因此並不能起到實質上的安全管理作用。故本領域技術人員急需一種可以既能起到實時監控、安全管理又能達到尊重施工人員隱私的技術方案。
發明內容
本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種基於RFID安全帽的實時監控系統，該實時監控系統通過在不同施工工區內設置發射不同射頻信號頻率的RFID讀寫器，用以同設置有RFID電子標籤的安全帽進行頻率驗證以及信息傳輸，以使遠程計算機實時獲取施工人員是否處於其所屬施工工區內，並當施工人員誤闖入非安全施工工區內時進行警報。本發明目的實現由以下技術方案完成:
一種基於RFID安全帽的實時監控系統，具體用於施工現場，其特徵在於所述系統由設置有RFID電子標籤的安全帽、RFID讀寫器以及遠程計算機組成；所述施工現場劃分為若干不同大小的施工工區，在所述各施工工區內設置RFID讀寫器，所述RFID讀寫器的射頻信號覆蓋半徑限於其所處的施工工區內，其中設置於各施工工區內的所述RFID讀寫器所發射的射頻信號頻率各不相同。所述RFID電子標籤具有唯一的ID號，同時在所述RFID電子標籤內設置有施工人員基本信息及其所屬工程信息。所述施工現場的入口處設置有RFID讀寫器。所述施工人員佩戴的RFID電子標籤接收到的射頻信號頻率分為適配頻率和異常頻率兩種，所述適配頻率具體包括所述施工人員工作崗位所屬施工工區的RFID讀寫器發射的射頻信號頻率以及設置在所述施工現場入口處的RFID讀寫器所發射的射頻信號頻率，所述異常頻率具體為非該施工人員工作崗位所屬的施工工區內的RFID讀寫器所發射的射頻信號頻率。所述的RFID讀寫器中設置有無線網絡模塊用以同所述遠程計算機之間傳輸信
肩、O所述遠程計算機內建有資料庫，所述資料庫包含所有施工人員的基本信息以及各施工人員所屬的工程信息。一種基於RFID安全帽的實時監控系統的應用方法，其特徵在於所述監控系統用於施工現場入口處的門禁驗證，具體步驟如下:當施工人員佩戴設置有RFID電子標籤的安全帽到達所述施工現場的入口處時，所述RFID電子標籤接收到所述RFID讀寫器發射的射頻信號並對該射頻信號頻率進行驗證是否為適配頻率；若接收到的射頻信號頻率為該RFID電子標籤的適配頻率，則所述RFID電子標籤向所述入口處的RFID讀寫器發送其唯一的ID號，所述RFID讀寫器將接收到的所述ID號解碼後通過所述無線網絡模塊向遠程計算機發送，所述遠程計算機通過所接收到的ID號調用內建資料庫內相對應的施工人員信息，以確定該施工人員是否有進入所述施工現場的權限，若有則在所述入口處放行。一種基於RFID安全帽的實時監控系統的應用方法，其特徵在於所述監控系統用於施工人員的考勤，具體步驟如下:當施工人員進入所述施工現場後，施工人員所佩戴的安全帽上的RFID電子標籤開始接收其實時所處施工工區內RFID讀寫器所發送的射頻信號，所述RFID電子標籤對所接收到的射頻信號頻率進行驗證； 若所接收到的射頻信號頻率為適配頻率，則表明該施工人員的實時位置處於其崗位所屬的施工工區內，所述RFID電子標籤向所述施工工區內的RFID讀寫器發送其唯一的ID號，所述RFID讀寫器將接收到的所述ID號解碼後通過所述無線網絡模塊向遠程計算機發送，所述遠程計算機通過所接收到的ID號調用內建資料庫內相對應的施工人員信息，記錄其所處的施工工區以及時間，用以後續的人事考勤；若所接收到的射頻信號頻率為異常頻率，則表明該施工人員的實時位置處於非其崗位所屬的施工工區內，所述的RFID電子標籤拒絕向該施工工區內的RFID讀寫器發送信息建立聯繫，此時所述遠程計算機上的內建資料庫中顯示該ID號的RFID電子標籤處於離線狀態並記錄所持續的時間。一種基於RFID安全帽的實時監控系統的應用方法，其特徵在於所述監控系統用於施工人員誤闖入非安全施工工區內的預警提示，具體步驟如下:當施工人員誤闖入非安全施工工區內時，施工人員所佩戴的安全帽上的RFID電子標籤將接收到該施工工區內的RFID讀寫器所發送的射頻信號，在所述RFID電子標籤驗證所述射頻信號頻率屬於異常頻率之後，向所述設置在非安全施工工區內的RFID讀寫器發送ID號，所述RFID讀寫器將接收到的所述ID號解碼後通過無線網絡模塊向遠程計算機發送，所述遠程計算機通過所接收到的ID號調用內建資料庫內相對應的施工人員信息，以確定該施工人員是否有進入所述非安全施工工區內的權限，若沒有則向設置於所述非安全施工工區內的蜂鳴器發送指令提醒該施工人員迅速離開。本發明的優點是，將RFID電子標籤設置於安全帽上，攜帶便捷造價低；實時監控系統組成簡單，各RFID電子標籤均設有唯一 ID碼，加密性好；可作為施工現場門禁使用，預防閒雜無關人員進入施工現場；可實時獲知施工人員是否處於所屬施工工區內，方便進行人事考勤管理的同時尊重施工人員隱私；該實時監控系統還可對誤闖入非安全施工區域的施工人員進行警報以提醒其迅速離開，安全管理效率高，減少人員開支。
圖1為本發明的平面布置示意 圖2為本發明中設置有RFID電子標籤的安全帽結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖通過實施例對本發明的特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便於同行業技術人員的理解:
如圖1-2，圖中標記1-9分別為:施工工區1、RFID讀寫器2、施工工區3、非安全施工工區4、施工工區5、施工工區6、入口處7、安全帽8、RFID電子標籤9。實施例:如圖1、2所示，本實施例具體涉及一種基於RFID安全帽的實時監控系統及其應用方法，該系統具體可使用於隧道、基坑開挖現場、高層建築內等施工場所。該系統具體由設置有RFID電子標籤9的安全帽8、RFID讀寫器2、遠程計算機組成，RFID讀寫器2中設置有無線網絡模塊用以同遠程計算機傳輸信息。由於工程項目進度以及施工作業內容的不同，因此將施工現場劃分為若干區域，即入口處7、施工工區1、施工工區3、施工工區
5、施工工區6以及非安全施工工區4，在上述的各施工工區以及入口處7內均設置有RFID讀寫器2，RFID讀寫器2用於向外發射射頻信號並接收讀取RFID電子標籤9內所存儲的信息，但是RFID讀寫器2所向外發射的射頻信號覆蓋半徑限於其所處的施工工區內，射頻信號覆蓋半徑的大小通過控制信號強度來實現，並且各RFID讀寫器2所發射的射頻信號頻率互不相同，即各個施工工區均有其各自相對應使用的頻率。施工人員工作時必須佩帶安全帽8，RFID電子標籤9可拆卸式固定在安全帽8的側面。每個RFID電子標籤9均含有一個唯一的ID號，該ID號對應於施工人員崗位所處的一個或多個施工工區，同時在RFID電子標籤9內錄入有施工人員的基本信息以及其所屬工程的信息，包括施工人員編號、姓名、性別、年齡、聯繫方式、身份證編號、照片、工程名稱以及工程編號等；在RFID電子標籤9內設置有頻率驗證模塊用以區分適配頻率和異常頻率，上述的適配頻率包括設置在入口處7的RFID讀寫器所發射的射頻信號頻率以及RFID電子標籤9的ID號所對應的一個或多個施工工區內設置的RFID讀寫器2所發射的射頻信號頻率；上述的異常頻率具體為與RFID電子標籤9的ID號所不對應的施工工區或者非安全施工工區4內的RFID讀寫器2所發射的射頻信號頻率。
遠程計算機內建有資料庫，該資料庫包括該施工單位所有施工人員的基本信息、工程信息以及各施工人員的出入權限。以下為上述基於RFID安全帽的實時監控系統的應用方法:
①該實時監控系統用於施工現場入口處7的門禁驗證:閒雜人員進入施工現場不僅擾亂正常施工作業，而且較易發生危險事故。因此在入口處7設置有RFID讀寫器2，RFID讀寫器2的射頻信號覆蓋半徑限於施工現場的入口，當施工人員佩戴設置有RFID電子標籤9的安全帽8時，該RFID電子標籤9接收到RFID讀寫器2向外發射的射頻信號，並通過其頻率驗證模塊用以驗證該射頻信號頻率是否屬於其ID號所對應的適配頻率；
若驗證為適配頻率之後，則RFID電子標籤9向入口處7的RFID讀寫器2發送唯一的ID號，RFID讀寫器2將接收到的ID號解碼後通過無線網絡模塊向遠程計算機發送，遠程計算機通過接收到的ID號調用內建資料庫內相對應的施工人員信息，以確定該施工人員是否有進入施工現場的權限，若有則放行；
若驗證為異常頻率，那麼RFID電子標籤9將不會同RFID讀寫器2建立聯繫，所以該施工人員將無法進入施工現場。此種應用方法有效的降低了施工現場的無關人員的流動量，減少了發生安全事故的可能性。②該實時監控系統用於人事考勤:現有的人事考勤方法有兩種，一種是通過人工考勤，效率較低；另外一種是通過在施工人員身上佩戴無線定位裝置來達到考核的目的，但是精確的定位忽視了對於施工人員隱私的尊重，並且精確定位設備的價格太高。因此採用本實時監控系統來進行人事考勤，當施工人員進入施工現場後，安全帽8上的RFID電子標籤9開始接收RFID讀寫器2所發送的射頻信號，RFID電子標籤通過頻率驗證模塊對射頻信號頻率進行驗證，
若所接收到的射頻信號頻率驗證為RFID電子標籤9的ID號所對應的適配頻率，則表明該施工人員在崗，處於其崗位所屬的施工工區內，RFID電子標籤9向該施工工區內的RFID讀寫器2發送唯一的ID號，RFID讀寫器2將接收到的ID號解碼後通過無線網絡模塊向遠程計算機發送，遠程計算機通過接收到的ID號調用內建資料庫內相對應的施工人員信息，記錄該施工人員所處的施工工區，並記錄其在崗時間；
若所接收到的射頻信號頻率驗證為RFID電子標籤9的ID號所對應的異常頻率，則表明該施工人員不在崗或串崗，處於並非其工作崗位所屬的施工工區內，此時RFID電子標籤
9將拒絕與RFID讀寫器2建立通信連接，而遠程計算機將記錄該施工人員處於離線狀態，即該施工人員並不處於工作崗位上，並記錄其離線狀態所持續的時間。當施工人員進入所述施工現場後，施工人員所佩戴的安全帽上的RFID電子標籤開始接收其實時所處施工工區內RFID讀寫器所發送的射頻信號，所述RFID電子標籤對所接收到的射頻信號頻率進行驗證；以上方法可以較好的完成人事考勤的需要，實時監控施工人員所處的施工工區，避免精確定位給施工人員隱私帶來的洩漏。③該實時監控系統用於非安全施工工區4的預警提示:施工現場的部分區域通常危險係數較高，因為該處可能有重型設備在施工，結構處於養護期等，進入該非安全施工工區4內的施工人員較易發生危險事故。當施工人員誤闖入非安全施工工區4內時，施工人員所佩戴的安全帽8上的RFID電子標籤9將接收到非安全施工工區4內的RFID讀寫器2所發送的射頻信號，RFID電子標籤9內的頻率驗證模塊驗證接收到的射頻信號頻率屬於異常頻率之後，向設置在非安全施工工區4內的RFID讀寫器2發送唯一的ID號，RFID讀寫器2將接收到的ID號解碼後通過無線網絡模塊向遠程計算機發送，遠程計算機通過所接收到的ID號調用內建資料庫內相對應的施工人員信息，查看該施工人員是否具有進入非安全施工工區4內的權限，若沒有則向設置於非安全施工工區4內的蜂鳴器發送指令提醒該施工人員迅速離開，以防發生危險。以上三種應用方法為基於本RFID安全帽的實時監控系統的較佳應用實施例，包括但不限於上述的應用方法，任何基於本實時監控系統所作出的方法變化均屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種基於RFID安全帽的實時監控系統，具體用於施工現場，其特徵在於所述系統由設置有RFID電子標籤的安全帽、RFID讀寫器以及遠程計算機組成；所述施工現場劃分為若干不同大小的施工工區，在所述各施工工區內設置RFID讀寫器，所述RFID讀寫器的射頻信號覆蓋半徑限於其所處的施工工區內，其中設置於各施工工區內的所述RFID讀寫器所發射的射頻信號頻率各不相同。
2.根據權利要求1所述的一種基於RFID安全帽的實時監控系統，其特徵在於所述RFID電子標籤具有唯一的ID號，同時在所述RFID電子標籤內設置有施工人員基本信息及其所屬工程信息。
3.根據權利要求1所述的一種基於RFID安全帽的實時監控系統，其特徵在於所述施工現場的入口處設置有RFID讀寫器。
4.根據權利要求1所述的一種基於RFID安全帽的實時監控系統，其特徵在於所述施工人員佩戴的RFID電子標籤接收到的射頻信號頻率分為適配頻率和異常頻率兩種，所述適配頻率具體包括所述施工人員工作崗位所屬施工工區的RFID讀寫器發射的射頻信號頻率以及設置在所述施工現場入口處的RFID讀寫器所發射的射頻信號頻率，所述異常頻率具體為非該施工人員工作崗位所屬的施工工區內的RFID讀寫器所發射的射頻信號頻率。
5.根據權利要求1所述的一種基於RFID安全帽的實時監控系統，其特徵在於所述的RFID讀寫器中設置有無線網絡模塊用以同所述遠程計算機之間傳輸信息。
6.根據權利要求1所述的一種基於RFID安全帽的實時監控系統，其特徵在於所述遠程計算機內建有資料庫，所述資料庫包含所有施工人員的基本信息以及各施工人員所屬的工程息。
7.—種權利要求1-6所述的基於RFID安全帽的實時監控系統的應用方法，其特徵在於所述監控系統用於施工現場入口 處的門禁驗證，具體步驟如下:當施工人員佩戴設置有RFID電子標籤的安全帽到達所述施工現場的入口處時，所述RFID電子標籤接收到所述RFID讀寫器發射的射頻信號並對該射頻信號頻率進行驗證是否為適配頻率；若接收到的射頻信號頻率為該RFID電子標籤的適配頻率，則所述RFID電子標籤向所述入口處的RFID讀寫器發送其唯一的ID號，所述RFID讀寫器將接收到的所述ID號解碼後通過所述無線網絡模塊向遠程計算機發送，所述遠程計算機通過所接收到的ID號調用內建資料庫內相對應的施工人員信息，以確定該施工人員是否有進入所述施工現場的權限，若有則在所述入口處放行。
8.—種權利要求1-6所述的基於RFID安全帽的實時監控系統的應用方法，其特徵在於所述監控系統用於施工人員的考勤，具體步驟如下:當施工人員進入所述施工現場後，施工人員所佩戴的安全帽上的RFID電子標籤開始接收其實時所處施工工區內RFID讀寫器所發送的射頻信號，所述RFID電子標籤對所接收到的射頻信號頻率進行驗證； 若所接收到的射頻信號頻率為適配頻率，則表明該施工人員的實時位置處於其崗位所屬的施工工區內，所述RFID電子標籤向所述施工工區內的RFID讀寫器發送其唯一的ID號，所述RFID讀寫器將接收到的所述ID號解碼後通過所述無線網絡模塊向遠程計算機發送，所述遠程計算機通過所接收到的ID號調用內建資料庫內相對應的施工人員信息，記錄其所處的施工工區以及時間，用以後續的人事考勤； 若所接收到的射頻信號頻率為異常頻率，則表明該施工人員的實時位置處於非其崗位所屬的施工工區內，所述的RFID電子標籤拒絕向該施工工區內的RFID讀寫器發送信息建立聯繫，此時所述遠程計算機上的內建資料庫中顯示該ID號的RFID電子標籤處於離線狀態並記錄所持續的時間。
9.一種權利要求1-6所述的基於RFID安全帽的實時監控系統的應用方法，其特徵在於所述監控系統用於施工人員誤闖入非安全施工工區內的預警提示，具體步驟如下:當施工人員誤闖入非安全施工工區內時，施工人員所佩戴的安全帽上的RFID電子標籤將接收到該施工工區內的RFID讀寫器所發送的射頻信號，在所述RFID電子標籤驗證所述射頻信號頻率屬於異常頻率之後，向所述設置在非安全施工工區內的RFID讀寫器發送ID號，所述RFID讀寫器將接收到的所述ID號解碼後通過無線網絡模塊向遠程計算機發送，所述遠程計算機通過所接收到的ID號調用內建資料庫內相對應的施工人員信息，以確定該施工人員是否有進入所述非安全施工工區內的權限，若沒有則向設置於所述非安全施工工區內的蜂鳴器發送指令提醒該施工 人員迅速離開。
全文摘要
本發明屬於施工安全領域，具體涉及一種用於施工現場的基於RFID安全帽的實時監控系統及其應用方法。其具體方案如下該系統由設置有RFID電子標籤的安全帽、RFID讀寫器以及遠程計算機組成，在各施工工區中設置RFID讀寫器，RFID讀寫器的射頻信號覆蓋半徑限於其所處的施工工區內，各施工工區內的RFID讀寫器發射的射頻信號互不相同，RFID電子標籤可驗證射頻信號頻率為適配頻率或異常頻率。本發明的優點是，基於RFID技術的實時監控系統構成簡單，造價低，自動化程度高可減少人員開支；可作為門禁驗證以及非安全施工工區內的預警，避免閒雜人員進入危險區域；同時其以施工工區為定位的方法還可作為人事考勤的依據，避免實時精確定位給施工人員的隱私帶來洩漏。
文檔編號G07C9/00GK103116926SQ20131003360
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者胡勁松, 趙國強, 陳立生, 曹華, 陳介華 申請人:上海城建市政工程(集團)有限公司