一种智能塔吊系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及塔吊控制技术领域，具体涉及一种智能塔吊系统。
【背景技术】
[0002]随着高层建筑的飞速发展，塔吊(又称塔式起重机)的使用越来越普及，已经成为高层建筑不可或缺的高效建筑机械。能否远程对塔吊进行操控来降低安全事故和提高生产效率、怎样对塔吊作业过程进行监测、记录、追溯以及使用这些数据对整个建造的过程进行生产过程控制，从而来提高建筑安全和生产效率成了需要迫切解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，设计一种带身份认证的可远程操控(也可像普通塔吊一样在塔机驾驶舱内操控)的智能塔吊系统，该系统可以对远程登录的操作人员进行身份认证、通过监测塔吊作业路径与吊重等参数来对建造过程进行记录和分析，事前做到对生产状态进行合理预估、对生产中的问题及时进行发现和纠正，以及事后对建造过程进行追溯。
[0004]本发明采用的技术方案为:
一种智能塔吊系统，包括吊钩位置及吊重检测系统，所述吊钩位置及吊重检测系统包括测量吊臂旋转角度的地磁传感器、测量吊臂上的载重小车距离塔身距离的旋转编码器一以及测量吊钩高度的旋转编码器二，所述吊钩位置及吊重检测系统根据所述地磁传感器、旋转编码器一和旋转编码器二测得的数值，构建三维坐标系，计算出吊钩的空间位置；所述地磁传感器固定在塔吊驾驶室内；所述旋转编码器二与吊索接触并做同步运动，进而测量出吊钩高度。吊钩悬挂在载重小车下。
[0005]作为本发明的优选实施方式，还包括本地控制系统和远程监控中心，所述吊钩位置及吊重检测系统将计算出的吊钩空间位置信息通过有线或无线方式发送给所述本地控制系统，本地控制系统通过网络(包括但不限于移动互联网、wifi, ZigBee等有线或者无线网络)接入模块再将吊钩空间位置信息发送给远程监控中心。远程监控中心起到监测和操控的目的。
[0006]作为本发明的优选实施方式，所述吊钩位置及吊重检测系统还包括承重传感器，所述承重传感器安装于吊钩上，用于测量吊钩所吊建材的重量，所述吊钩位置及吊重检测系统将获取的吊钩所吊建材的重量信息通过有线或无线方式发送给所述本地控制系统，本地控制系统通过网络(包括但不限于移动互联网、wif1、ZigBee等有线或者无线网络)接入模块再将所述吊钩所吊建材的重量信息发送给远程监控中心。
[0007]作为本发明的优选实施方式，所述远程监控中心根据获取的吊钩空间位置信息，再结合塔吊所施工的建筑物的形状结构信息，计算出吊钩处于所述建筑物中的位置。
[0008]作为本发明的优选实施方式，在所述远程监控中心上，录入吊钩所吊的建材的名称、生产厂家以及采购负责人信息；在所述远程监控中心上，还录入塔吊的施工负责人、施工人员名单信息。
[0009]作为本发明的优选实施方式，所述远程监控中心通过对录入的信息进行分析，可以做到:一、检查建材的入库数量是否与实际相符；二、对建材的库存进行预警；三、预估建筑物完工时间；四、在建造速度明显异常时给出预警。
[0010]作为本发明的优选实施方式，还包括身份认证模块，所述身份认证模块的工作过程是:
SI远程监控中心向本地控制系统发送消息；
S2本地控制系统延时N秒后回复给远程监控中心，其中N= 10 t2，如果是第一次连接t=0，如果是第二次连接t=l，以此类推，第η次连接t=n-l ；
S3远程监控中心将操作人员的信息使用私有算法一加密后计算出MD5的digest发送给本地控制系统；
S4本地控制系统收到操作人员的信息后分别将本地预存的操作人员的信息用相同私有算法一加密后计算MD5的digest，如果有用户信息计算出的值能够与收到的操作人员的信息的值匹配成功则进行下一步，否则验证失败并结束流程；
S5本地控制系统发送验证问题给远程监控中心，该问题使用私有算法二加密；
S6远程监控中心收到后用相同私有算法二解析出问题并显示给用户；
S7用户填写答案，远程监控中心用私有算法二加密该答案后发送给本地控制系统；
S8本地控制系统收到后用私有算法二解析出答案，当答案正确时验证通过，进行下一步，否则跳转到S5;
S9本地控制系统对远程监控中心完成身份认证，接下来远程监控中心发送控制指令操控塔吊运作。
[0011]作为本发明的优选实施方式，所述远程监控中心与移动终端连接，将建材的库存预警和建造速度明显异常预警发送至移动终端。
[0012]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:可以对远程登录的操作人员进行身份认证、通过监测塔吊作业路径与吊重等参数来对建造过程进行记录和分析，事前做到对生产状态进行合理预估、对生产中的问题及时进行发现和纠正，以及事后对建造过程进行追溯。
【具体实施方式】
[0013]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0014]实施例1
一种智能塔吊系统，包括吊钩位置及吊重检测系统，所述吊钩位置及吊重检测系统包括测量吊臂旋转角度的地磁传感器、测量吊臂上的载重小车距离塔身距离的旋转编码器一以及测量吊钩高度的旋转编码器二，所述吊钩位置及吊重检测系统根据所述地磁传感器、旋转编码器一和旋转编码器二测得的数值，构建三维坐标系，计算出吊钩的空间位置；所述地磁传感器固定在塔吊驾驶室内；所述旋转编码器二与吊索接触并做同步运动，进而测量出吊钩高度。吊钩悬挂在载重小车下。
[0015]还包括本地控制系统和远程监控中心，所述吊钩位置及吊重检测系统将计算出的吊钩空间位置信息通过有线或无线方式发送给所述本地控制系统，本地控制系统通过网络(包括但不限于移动互联网、Wifi, ZigBee等有线或者无线网络)接入模块再将吊钩空间位置信息发送给远程监控中心。远程监控中心起到监测和操控的目的。
[0016]所述吊钩位置及吊重检测系统还包括承重传感器，所述承重传感器安装于吊钩上，用于测量吊钩所吊建材的重量，所述吊钩位置及吊重检测系统将获取的吊钩所吊建材的重量信息通过有线或无线方式发送给所述本地控制系统，本地控制系统通过网络(包括但不限于移动互联网、wif1、ZigBee等有线或者无线网络)接入模块再将所述吊钩所吊建材的重量信息发送给远程监控中心。
[0017]所述远程监控中心根据获取的吊钩空间位置信息，再结合塔吊所施工的建筑物的形状结构信息，计算出吊钩处于所述建筑物中的位置。
[0018]在所述远程监控中心上，录入吊钩所吊的建材的名称、生产厂家以及采购负责人信息；在所述远程监控中心上，还录入塔吊的施工负责人、施工人员名单信息。
[0019]所述远程监控中心通过对录入的信息进行分析，可以做到:一、检查建材的入库数量是否与实际相符；二、对建材的库存进行预警；三、预估建筑物完工时间；四、在建造速度明显异常时给出预警。
[0020]还包括身份认证模块，所述身份认证模块的工作过程是:
SI远程监控中心向本地控制系统发送消息；
S2本地控制系统延时N秒后回复给远程监控中心，其中N= 10 t2，如果是第一次连接t=0，如果是第二次连接t=l，以此类推，第η次连接t=n-l ；
S3远程监控中心将操作人员的信息使用私有算法一加密后计算出MD5的digest发送给本地控制系统；
S4本地控制系统收到操作人员的信息后分别将本地预存的操作人员的信息用相同私有算法一加密后计算MD5的digest，如果有用户信息计算出的值能够与收到的操作人员的信息的值匹配成功则进行下一步，否则验证失败并结束流程；
S5本地控制系统发送验证问题给远程监控中心，该问题使用私有算法二加密；
S6远程监控中心收到后用相同私有算法二解析出问题并显示给用户；
S7用户填写答案，远程监控中心用私有算法二加密该答案后发送给本地控制系统；
S8本地控制系统收到后用私有算法二解析出答案，当答案正确时验证通过，进行下一步，否则跳转到S5;
S9本地控制系统对远程监控中心完成身份认证，接下来远程监控中心发送控制指令操控塔吊运作。
[0021]所述远程监控中心与移动终端连接，将建材的库存预警和建造速度明显异常预警发送至移动终端。
[0022]下面再详细说明本实施例的工作原理:
一种智能塔吊系统，该系统包括身份认证模块、塔吊本地控制系统和远程监控中心。身份认证模块对远程操作人员身份合法性进行认证，仅允许授权人员进行操作；塔吊本地控制系统检测吊钩的空间坐标与所吊货物(建材)重量，并通过网络(包括但不限于移动互联网、wif1、ZigBee等有线或者无线网络)技术将该信息反馈给远程监控中心；远程监控中心根据吊钩坐标位置对检测过程进行记录和分析。
[0023]一、用户身份认证模块工作原理:
为了防止未经授权的人远程操控塔吊造成损失，本系统提供了完善的操作人员身份认证系统。所有操作人员的信息(用户名+密码)必须预存于塔吊本地控制系统，在