塔吊施工安全監控系統的製作方法

2023-07-28 18:21:11 1

本實用新型屬於一種安全監控設備，特別涉及一種塔吊施工安全監控系統。

背景技術：

隨著國家經濟的快速發展，房地產行業及建築業也進入了快速發展的春天，塔式起重機亦稱塔吊在房屋建設中的作用是越來越大，應用場合也越來越廣泛。但是，在塔吊的使用中，卻開始出現了比如倒塌、過載、傾斜程度過大、撞車等等的一些安全事故，甚至發生了致人死亡的重大安全事故。後來發現是由於在使用塔吊的過程中，司機不能夠及時的觀察塔吊的一些運行參數，而採用經驗法來操作塔吊才發生了諸如此類的事故。但是，由於缺乏監測系統，塔式起重機引發的事故也是層出不窮。由於國內建築行業對於安全的研究起步晚，資金的投入也十分有限，並且技術也不是非常的成熟，更由於管理的不規範，使得塔式起重機的安全監管工作存在很大的安全隱患。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種塔吊施工安全監控系統，該系統通過CAN總線和WIFI技術可實現對現場多臺塔吊運行狀態和現場環境進行實時監測並預警，從而大大降低事故率。

如上構思，本實用新型的技術方案是：一種塔吊施工安全監控系統，其特徵在於：包括現場塔吊狀態採集設備、塔吊監測終端、塔吊無線伺服器、無線終端和塔吊狀態監測伺服器；所述塔吊監測終端、塔吊無線伺服器和塔吊狀態監測伺服器均以監聽模式連接至CAN總線；所述現場塔吊狀態採集設備將實時採集的所監測塔吊數據通過CAN總線發送到塔吊監測終端，數據通過塔吊監測終端處理並顯示到顯示屏，數據同時可通過塔吊無線伺服器進行無線傳輸至無線終端，無線終端連接至塔吊無線伺服器來監測塔吊的運行狀態；所述塔吊狀態監測服務放置在現場監控室中對連入CAN總線的設備進行監測，同時將監聽到的數據存儲到資料庫中，此數據用來對現場情況做原始故障分析之後，塔吊監測終端將數據進行篩選分類，將有效數據提取並分析顯示到顯示器上。

上述現場塔吊狀態採集設備可為多個，它們之間通過CAN總線進行組網。

上述現場塔吊狀態採集設備包括MCU、塔吊的各個參數傳感器、LCD顯示器、數據存儲器、輸入設備和CAN通訊模塊；MCU接收塔吊的各個參數傳感器傳輸的數據並將這些數據通過CAN通訊模塊發送到CAN總線中，數據經過處理後再通過MUC輸送到LCD顯示器上。

上述塔吊監測終端包括MCU、數據存儲器、LCD顯示器、輸入設備和CAN通訊模塊；所述MCU的接收端與CAN通訊模塊和輸入設備連接，MCU的輸出端與LCD顯示器連接、與數據存儲器雙向連接。

上述輸入設備採用矩陣式鍵盤。

上述MCU採用的是宏晶科技公司的STC15W系列單片機。

本實用新型具有如下的優點和積極效果：

本實用新型由現場塔吊狀態採集設備、塔吊監測終端、塔吊無線伺服器、無線終端和塔吊狀態監測伺服器組成。多個採集設備間可通過CAN總線進行組網。採集設備採集的數據會傳輸到塔吊監測終端，數據通過塔吊監測終端處理並顯示，這些數據同時可通過塔吊無線伺服器進行無線傳輸，無線終端可在現場連接至無線伺服器來監測塔吊的運行狀態。塔吊狀態監測伺服器是放置在現場監控室中通過CAN總線與設備連接，來實現實時監測電梯運行狀態和預警。

1.現場塔吊狀態採集設備採集環境中的風速、PM2.5的濃度、可燃氣體濃度和塔吊的傾斜程度等數據，然後通過CAN模塊發送到總線中。

2.塔吊監測終端以監聽模式連接至CAN總線，實時監聽塔吊上各現場塔吊採集設備採集的塔吊實時狀態信息並經處理後顯示到LCD顯示屏上，當達到預警指標時，會通過聲光報警警示駕駛員。

3.塔吊無線伺服器用來搭建塔吊施工安全監控的無線覆蓋，塔吊無線伺服器以監聽模式連接至CAN總線，並將接收到的數據以TCP-SERVER的方式通過WIFI透傳出去，這樣使得得到認證的無線終端連接至塔吊無線伺服器即可監測塔吊的運行狀態。

4.塔吊狀態監測伺服器以監聽模式連接至現場的塔吊CAN總線，將接收到的信息存儲到資料庫，以便以後的故障分析，之後對數據分析處理顯示並按照塔吊ID存儲到相應的資料庫中，塔吊狀態監測伺服器同時會根據分析後的塔吊狀態信息進行聲光預警，也會將預警信息通過GSM發送到管理員手機中。

附圖說明

圖1塔吊安全監測系統整體框圖；

圖2現場塔吊狀態採集設備系統框圖；

圖3塔吊監測終端系統框圖；

圖4塔吊無線伺服器系統框圖；

圖5無線終端APP界面框圖；

圖6塔吊狀態監測伺服器上位機界面框圖。

具體實施方式

如圖1所示：一種塔吊施工安全監控系統，由三臺現場塔吊狀態採集設備A、B、C、三臺塔吊監測終端、三臺塔吊無線伺服器和塔吊狀態監測伺服器組成。A、B、C三臺現場塔吊狀態採集設備之間通過CAN總線進行組網。

1.如圖2所示：現場塔吊狀態採集設備：此設備採用的是宏晶科技公司的STC15W系列單片機為微控制器，集成了塔吊運行時需要監測的各個參數的傳感器(風速傳感器、傾角傳感器、火焰傳感器、可燃氣體傳感器、PM2.5傳感器)、LCD顯示器、矩陣式鍵盤、數據存儲、CAN總線模塊和報警裝置。

對一座塔吊進行監測則需要一個以上的現場塔吊狀態採集設備，其間通過CAN總線進行連接，該系統實時採集每個塔吊環境中的風速、PM2.5的濃度、可燃氣體濃度和塔吊的傾斜程度等數據，並將實時採集的數據按CAN總線優先級發送，此時CAN總線上就可以監測到各現場塔吊狀態採集設備發送的信息。

2.如圖3所示：塔吊監測終端放置在塔吊駕駛室中以便駕駛員掌握塔吊的實時狀態的，塔吊監測終端以監聽模式連接到CAN總線中，實時監聽塔吊上各現場塔吊採集設備採集的塔吊實時狀態信息，並經管處理後顯示到LCD顯示屏上，當達到預警指標時，會通過聲光報警警示駕駛員。

3.如圖4所示：塔吊無線伺服器用來搭建塔吊施工安全監控系統的無線覆蓋，並以監聽模式連接至CAN總線，則此處半徑100米範圍內進行了無線覆蓋，通過對塔吊無線伺服器的位置擺放則可實現WIFI區域覆蓋，在WIFI區域內則可通過無線終端進行連接，授權的無線終端可對塔吊運行狀態進行監測。塔吊無線伺服器將接收到的數據以TCP-SERVER的方式通過WIFI透傳出去，這樣使得得到認證的無線終端連接至塔吊無線伺服器即可監測塔吊的運行狀態。

如圖5所示為無線終端APP界面框圖。

4.如圖6所示：塔吊狀態監測伺服器放置在現場監控室中，以監聽模式連接至現場的塔吊CAN總線，可對連入CAN總線的設備進行監測，同時將監聽到的數據信息不加處理的存儲到資料庫中，此數據用來對現場情況做原始故障分析，之後塔吊狀態監測伺服器將數據進行篩選分類，將有效數據提取並分析顯示到顯示器上。如在總線中監聽到了A塔吊的現場塔吊狀態採集設備1傳出的數據，並且A塔吊的現場塔吊狀態採集設備1已註冊到塔吊狀態監測伺服器中，則塔吊狀態監測伺服器就會將此設備的信息分類顯示到A塔吊監測界面中，並且會將此數據存儲到A塔吊的資料庫中。如現場塔吊狀態採集設備1未註冊到塔吊狀態監測伺服器則在第一步的原始數據保存後就會被剔除。

本實用新型的施工過程是：首先需根據實際需求確定現場塔吊狀態採集設備和塔吊無線伺服器的個數，之後需對現場塔吊狀態採集設備、塔吊監測終端、塔吊無線伺服器進行配置，目的是確定各設備的地址和做監測的塔吊的ID，以便於塔吊狀態監測伺服器確認設備傳出來的信息，之後只需在塔吊狀態監測伺服器新加入塔吊信息和該塔吊所屬設備的配置信息即可在塔吊狀態監測伺服器中監測該塔吊運行狀態和塔吊現場環境，如有多個塔吊，則只需新執行以便新加入即可。

本實用新型可監測基本的塔吊運行時的安全參數譬如高空的風速、PM2.5和可燃氣體的濃度和塔吊的傾斜程度以反應塔吊的運行狀況，同時通過CAN總線可實現快速穩定組網，並可通往WIFI技術無線傳輸以實現無線終端(如手機)對塔吊的實時監測。