基於物聯網的起重機安全作業監控系統的製作方法

2023-08-10 22:35:46 2

專利名稱：基於物聯網的起重機安全作業監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於物聯網技術領域，涉及起重機的作業監控，為ー種基於物聯網的起重機安全作業監控系統。
背景技術：
隨著技術的進步和經濟的發展，起重機在冶金、機械、運輸、電力、建築、採礦、化エ、造船、港口等行業應用越來越廣泛，起重機械違章操作和違規使用是事故主要原因，目前較多的企業對起重機安全作業監控不到位，違章操作、違章超載等現象普遍存在，雖然有較多的對起重機本身運行狀態的監控，但對造成起重機最大的事故原因——違章作業的這一關鍵因素，以及起重機作業人員的身份識別及作業記錄監控卻很少，另一方面是現有的 監控方式大多是單臺起重機的監控，沒有形成起重機安全作業監管的網絡，難以解決起重機使用単位面臨的監控範圍大，綜合管理困難的問題。
發明內容本實用新型的目的在於針對目前起重機安全作業管理的疏忽，結合物聯網技木，提供一種起重機安全作業監控管理系統，避免起重機的違章作業。本實用新型的技術方案為基幹物聯網的起重機安全作業監控系統，包括至少ー個起重機作業識別終端，以及起重機作業管理系統，起重機作業識別終端由射頻識別卡、射頻讀卡器、エ業級PC、行車開關控制裝置和無線發射模塊組成，其中射頻識別卡預先寫入作業人員信息，射頻讀卡器識別射頻識別卡內的作業人員信息，並發送給エ業級PC，エ業級PC發送作業信息至行車開關控制裝置，行車開關控制裝置與起重機的行車開關串聯，控制起重機啟停，同時エ業級PC連接無線發射模塊，將作業人員信息及記錄的作業信息發送給起重機作業管理系統，起重機作業管理系統由無線接收模塊和伺服器組成，無線接收模塊接收無線發射模塊傳送的作業人員信息及作業信息並傳送給伺服器，伺服器用於查詢即時的作業信息及作業人員信息，完成起重機作業的監控工作。射頻識別卡採用聚氯こ稀材料所做的外殼進行封裝，選用多層線路板FR4印製板作為製作射頻天線的基板，板厚0. 4mm。本實用新型與現有技術相比，具有的有益的效果是I、實現了起重機作業人員的身份識別和起重機作業的人機互認。將作業人員信息寫入射頻識別卡內，作業人員信息包括作業人員編號、作業人員姓名、作業人員權限等，通過RFID技術，讀取射頻識別卡的內容，根據射頻識別卡的內容信息，看是否符合操作權限，決定是否響應起重機的作業任務和動作。2、本實用新型採用物聯網技術，實現了起重機安全作業監管的網絡化。通過射頻識別技術實現了每臺起重機的作業監控，同時通過無線網絡將作業信息發送終端伺服器上，通過時間片輪轉實現多臺起重機的網絡化監管。
圖I為本實用新型的系統架構圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施實例 進一步的說明本實用新型，本實用新型的目的和效果將變得更加明顯。如圖I所示，本實用新型包括至少ー個起重機作業識別終端，以及起重機作業管理系統；其中起重機作業識別終端由射頻識別卡I、射頻讀卡器2、エ業級PC3、行車開關控制裝置4、無線發射模塊5組成。射頻識別卡I預先寫入作業人員信息，包括作業人員編號、作業人員姓名、作業人員權限等信息，射頻讀卡器2通過RFID技術來識別射頻識別卡I內的作業人員信息，射頻識別卡I包括各種頻段的識別卡，以超高頻915MHz為主，射頻讀卡器2通過RS232、RS485、USB、CAN等多種通訊方式將讀取的射頻識別卡I內的作業人員信息發送給エ業級PC3，在エ業級PC3中完成身份識別，通過行車開關控制裝置4控制起重機啟動或停止。行車開關控制裝置4包括繼電器及電平變換電路組成，該裝置與常規的行車開關串聯，控制起重機的啟停，當エ業級PC 3確認作業人員的信息及權限與現場作業的起重機操作相匹配吋，エ業級PC 3發出作業信息至行車開關控制裝置4，操作人員可以開啟起重機電源進行作業，當信息不匹配吋，エ業級PC 3控制行車開關控制裝置4始終關閉起重機電源，起重機維持停止狀態，作業人員無法開啟起重機電源，因此無法完成起重機的操作，這樣就避免了沒有權限的人員隨意開啟起重機，最大程度上避免了違章作業的發生。同時無線發射模塊將操作起重機的作業人員信息及作業記錄信息發送給起重機作業管理系統，一個起重機作業識別終端對應一臺起重機，一套起重機作業管理系統可以管控多臺起重機。射頻識別卡(I)採用聚氯こ稀材料所做的外殼進行封裝，選用多層線路板FR4印製板作為製作射頻天線的基板，板厚0. 4mm。起重機作業管理系統由無線接收模塊6和伺服器7組成，無線接收模塊分時查詢不同起重機作業識別終端的無線發射模塊發送的數據並接受，同時接收無線發射模塊傳送的作業人員信息及作業記錄信息並傳送給伺服器，伺服器可以查詢即時的作業信息及人員信息，完成起重機作業的監控工作。本實用新型設計杜絕了無證上崗的問題，避免了違章作業的發生，系統結構簡單，功能精煉，性能可靠，極具實用及推廣價值I、起重機作業現場環境幹擾大。起重機作業現場比較複雜，從大型的鋼鐵聯合企業到現代化港ロ、建築エ地、鐵路樞紐都有起重機在作業，起重機的作業環境較為惡劣，系統受環境幹擾較大，較多的是粉塵和鋼鐵屏蔽的影響。針對這些問題，系統在設計中，射頻識別卡採用聚氯こ稀材料所做的外殼進行封裝，這樣射頻識別卡的高頻損耗小、機械強度高、抗腐蝕性能好、防水性、密封性較好。同時本設計中選用特製的FR4印製板作為製作射頻天線的基板，板厚0. 4mm，天線偶極子的圖形是用傳統的腐蝕方法做出，並且晶片和天線可方便的焊接。這種方法生產エ藝簡單，可靠性和一致性好，成本較低。[0018]2、多臺起重機集中控制及監管困難。一般生產車間或作業現場存在多臺起重機，對多臺起重機實施集中監管是比較困難，多臺射頻讀卡器的信息需要由一臺伺服器來統ー管理。系統設計中，對每臺起重機械按照起重機的設備檔案號進行編號，根據編號對每臺起重機的識別卡進行了唯一性區分。系統在工作的過程中，伺服器通過輪詢法對多臺起重機進行管理，伺服器每隔3s中向管理的起重機進行呼叫，滿足呼叫條件的起重機射頻讀卡器的無線發射模塊響應，發送讀卡信息，不滿足呼叫條件的起重機的射頻讀卡器的無線發射模塊則不響應。考慮到無線發射模塊的功率性能，伺服器可以對2000m內的起重機實施監管，考慮無線模塊的響應時間(<10ms)，伺服器可以滿足對範圍內300臺起重機的統ー管理，實際上作業現場的起重機數量遠低於該數目，滿足了多臺起重機監管的功能。伺服器將所有設備的基本信息和歷次使用、檢驗信息全部記錄，設備使用單位以 及各級監管和檢驗人員可以隨時隨地根據不同的需要對設備情況進行查詢。3、起重機的作業人員資質管理困難，違規作業現象較多，事故隱患嚴重。起重機作業事故很大部分是因為違章作業引起，很多沒有起重機作業人員資質的人員操作起重機，由於這些人沒有經過系統的操作和安全培訓，很容易造成事故，事故的隱患非常嚴重。建立起重機事故監控和預警系統，減少和清除各種不安全因素，將隱患消除在萌芽狀態，是減少起重機事故以及事故造成的損失的有效手段之一。系統將先進的物聯網技術應用到特種設備的管理中，減少和解決企業的安全隱患，做到防患於未然。首先，起重機管理人員已經習慣的灰色地帶經過數據整理將全部透明；其次，對不具備資質的操作人員將被曝光；最後，所有的起重機使用過程數據將通過數據分析得到再現，從而使相關人員習慣於被監瞀的工作狀態；而以前是相反的，即幾乎所有的相關人員的工作內容包括司機、拆裝エ、指揮人員(信號エ)的維護、使用、拆裝工作是不被監瞀的。如果RFID物聯網起重機監控和監管部門的作業人員資格管理系統聯網，通過RFID電子標籤的應用，做到對操作人身份的電子識別，很好的解決技術監瞀局部門操作人員持證上崗的管理困擾。同時由於該系統準確真實地記錄了其運行情況，為監瞀部門提供了加大管理力度、嚴格執法的依據。進而瞀促操作和指揮人員提高安全意識減少或杜絕安全事故隱患。另外其及時報警功能也能及時提醒操作人員預防突發的安全隱患。
權利要求1.基幹物聯網的起重機安全作業監控系統，其特徵是包括至少ー個起重機作業識別終端，以及起重機作業管理系統，起重機作業識別終端由射頻識別卡(I)、射頻讀卡器(2)、エ業級PC (3)、行車開關控制裝置(4)和無線發射模塊(5)組成，其中射頻識別卡(I)預先寫入作業人員信息，射頻讀卡器(2)識別射頻識別卡(I)內的作業人員信息，並發送給エ業級PC (3)，エ業級PC (3)發送作業信息至行車開關控制裝置(4)，行車開關控制裝置(4)與起重機的行車開關串聯，控制起重機啟停，同時エ業級PC (3)連接無線發射模塊(5)，將作業人員信息及記錄的作業信息發送給起重機作業管理系統，起重機作業管理系統由無線接收模塊(6)和伺服器(7)組成，無線接收模塊(6)接收無線發射模塊(5)傳送的作業人員信息及作業信息並傳送給伺服器(7)，伺服器(7)用於查詢即時的作業信息及作業人員信息，完成起重機作業的監控工作。
2.根據權利要求I所述的基幹物聯網的起重機安全作業監控系統，其特徵是射頻識別卡(I)採用聚氯こ稀材料所做的外殼進行封裝，選用多層線路板FR4印製板作為製作射頻天線的基板，板厚0. 4mm。
專利摘要基於物聯網的起重機安全作業監控系統，包括至少一個起重機作業識別終端，以及起重機作業管理系統，起重機作業識別終端由射頻識別卡、射頻讀卡器、工業級PC、無線發射模塊、行車開關控制裝置組成，射頻識別卡預先寫入作業人員信息的卡片，射頻讀卡器讀取射頻視頻卡內的作業人員信息發送至工業級PC，工業級PC控制行車開關控制裝置控制起重機的啟停，工業級PC通過無線發射模塊將作業人員信息及作業記錄信息發送給起重機作業管理系統，起重機作業管理系統由無線接收模塊和伺服器組成，無線接收模塊接收無線發射模塊傳送的信息並傳送給伺服器，伺服器用於查詢即時的作業信息及人員信息，完成對起重機作業的監控。
文檔編號B66C23/88GK202429930SQ20112050878
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者丁樹慶, 任詩波, 馮月貴, 周子龍, 慶光薇, 張軍, 梁秉, 王會方 申請人:南京市特種設備安全監督檢驗研究院