基于起重机监控系统的黑匣子的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种起重机监控的技术领域，特别是涉及一种基于起重机监控系统的黑匣子。
【背景技术】
[0002]起重机监控系统是独立的，能自动检测出起重机所吊载的质量及起重臂所处的角度，并能显示出其额定载重量和实际载荷、工作半径、起重臂所处的角度。起重机监控系统能够实时监控检测起重机工况，自带诊断功能，对危险状况进行快速地报警及安全控制；同时具有黑匣子功能，能够自动记录作业时的危险工况，为事故分析处理提供依据。
[0003]黑匣子是用于采集多种状态信息，以及监测、记录目标在运行过程中各项性能参数。记录结束后，根据需求可以回放各种参数，查看当前目标的性能，并进行数据分析处理。通过对目标性能的长期监测，当发生故障或者事故时，便于取出数据进行分析，进行故障或事故原因的排查。
[0004]随着集装箱起重机在航运中的广泛的应用，高效性和低故障性越来越成为起重机的重要指标，从而使得对于起重机发生故障的分析与后期的优化显得尤其重要。而这些分析与优化都需要起重机当时的全面精确的数据作为支持。由此在起重机中引入“黑匣子”概念，当故障或事故发生时记录下起重机的各部分的数据与状态，供码头查询当时故障的发生原因或事故发生的原因，为后期避免和防止同样问题的发生提供宝贵的数据支持。
[0005]现有技术中，具有高性能的黑匣子技术已经广泛应用于飞行器、汽车、船舶等领域。其中，飞行器和船用的黑匣子监测参数繁多，结构复杂，成本较高，而起重机黑匣子的极限工作环境远达不到以上两种黑匣子的要求；汽车黑匣子技术在我国还是不太成熟，而且汽车黑匣子偏重于监测汽车的行驶路线与周围车距，不适合起重机行业。另外，在起重机监测系统中的应用的黑匣子相对很少，并大多以力矩限制器形式呈现。因此，有必要开发起重机特有的黑匣子，为起重机或者码头管理起到进化积累的作用。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于起重机监控系统的黑匣子，能够提供全方位的起重机状态数据的记录和重现功能，并根据不同需求可分为用于CMS(Crane Management System,起重机管理系统)数据的记录及回放的CMS黑匣子和用于视频、音频信号的记录及回放的CCTV(Closed Circuit Televis1n,闭路电视)黑匣子。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于起重机监控系统的黑匣子，包括主处理单元模块、数据采集模块、数据通信模块、数据存储模块和实时时钟模块；所述数据采集模块、所述数据通信模块、所述数据存储模块和所述实时时钟模块均与所述主处理单元模块相连；所述数据采集模块用于实时采集起重机的状态数据；所述数据存储模块用于存储所述数据采集模块所采集到的起重机的状态数据；所述数据通信模块用于向远端设备传输起重机的状态数据；所述实时时钟模块用于为起重机提供实时时间信息；所述主处理单元模块用于对实时采集的起重机的状态数据进行分析与处理，并根据分析结果，为起重机提供相应的预警。
[0008]根据上述的基于起重机监控系统的黑匣子，其中:所述数据采集模块包括开关量采集模块、数字量采集模块和模拟量采集模块。
[0009]根据上述的基于起重机监控系统的黑匣子，其中:所述起重机的状态数据包括起重机重量、起升高度、俯仰角度、大车/小车位置、风速、吊具尺寸、监控音视频数据、电相关参数以及限位参数。
[0010]根据上述的基于起重机监控系统的黑匣子，其中:所述数据存储模块中，针对不同的数据采取不同的存储设备。
[0011]根据上述的基于起重机监控系统的黑匣子，其中:所述数据通信模块采用以下一种或多种通信模式:3G无线传输、点对点无线传输和有线传输。
[0012]根据上述的基于起重机监控系统的黑匣子，其中:所述实时时钟模块包括掉电检测装置和备用电池。
[0013]根据上述的基于起重机监控系统的黑匣子，其中:还包括电源模块，用于向各个模块供电。
[0014]根据上述的基于起重机监控系统的黑匣子，其中:还包括外壳，所述主处理单元模块、所述数据采集模块、所述数据通信模块、所述数据存储模块和所述实时时钟模块均设置在所述外壳内。
[0015]根据上述的基于起重机监控系统的黑匣子，其中:所述黑匣子根据功能分为CMS黑匣子和CCTV黑匣子；所述CMS黑匣子用于起重机管理系统数据的记录及回放；所述CCTV黑匣子用于视频、音频信号的记录及回放。
[0016]如上所述，本发明的基于起重机监控系统的黑匣子，具有以下有益效果:
[0017](I)可以有效保障起重机的安全操作，减少工作人员的伤亡事故，满足安监部门对设备管理的需求，同时对故障进行有效排查，追溯事故或者故障发生原因，对事故调查、责任认定以及后期作业避免发生同样的事故起到积极作用；
[0018](2)通过起重机远程实时监控有效减少了人员成本以及现场维护成本，以及事故发生时的原因调查、责任认定成本；
[0019](3)将无线传输技术、大容量数据的现场/远程存储、0PC(0LE for ProcessControl，用于过程控制的OLE)采集技术等相结合，实现了基于网络的起重机械安全运行的监测及现场/远程的黑匣子功能，并有效拓宽了黑匣子技术的应用领域，可广泛应用于起重机长期监测的项目中。
【附图说明】
[0020]图1显示为本发明的基于起重机监控系统的黑匣子结构示意图；
[0021]图2显示为本发明中CMS黑匣子系统的结构示意图；
[0022]图3显示为本发明中CCTV黑匣子系统的结构示意图。
[0023]元件标号说明
[0024]I 主处理单元模块
[0025]2数据采集模块
[0026]3数据通信模块
[0027]4数据存储模块
[0028]5实时时钟模块
[0029]6电源模块
【具体实施方式】
[0030]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0031]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0032]参照图1，本发明的基于起重机监控系统的黑匣子包括主处理单元模块1、数据采集模块2、数据通信模块3、数据存储模块4和实时时钟模块5。其中，数据采集模块2、数据通信模块3、数据存储模块4和实时时钟模块5均与主处理单元模块I相连。
[0033]数据采集模块2用于实时采集起重机的状态数据。具体地，数据采集模块包括开关量采集模块、数字量采集模块和模拟量采集模块。其中，状态数据包括起重机重量、起升高度、俯仰角度、大车/小车位置、风速、吊具尺寸、监控音视频数据、电相关参数以及各种限位参数等。
[0034]数据存储模块4用于存储数据采集模块所采集到的起重机的状态数据，以便后续对故障进行有效排查，追溯事故或者故障发生原因。其中，针对不同的数据采取不同的存储设备。如音视频信息存储于视频服务器，状态信息则存储于不同的存储设备中，例如SD卡、
硬盘等。
[0035]数据通信模块3用于向远端设备传输起重机的状态数据。其中，数据通信模块可以采用多种通信模式，例如3G无线传输以及点对点无线传输以及有线传输等方式。远端设备包括远程服务器、司机室操作站、大车操作站。
[0036]实时时钟模块5用于提供实时时间信息。确保起重机断电后时钟芯片增量器正常运行，实时时钟模块还包括有掉电检测装置和备用电池，以备掉电后正常计时。
[0037]主处理单元模I块用于对实时采集的起重机各种状态数据进行分析与处理，并进行集中管理以及浏览，同时根据分析结果，为起重机提供相应的预警。
[0038]优选地，还包括电源模块6，用于向各个模块供电。电源模块6能够提供不间断电源,如UPS (Uninterruptible Power Supply),以便能实时监控起重机的各种状态数据。
[0039]优选地，本发明的基于起重机监控系统的黑匣子还包括外壳(图中未示出)，主处理单元模块、数据采集模块、数据通信模块、数据存储模块、实时时钟模块和电源模块均设置在外壳内，以保证整个基于起重机监控系统的黑匣子不受外界环境干扰，能够正常的工作。
[0040]基于电气房整体位置在起重机后大梁处，外层有机器房作为保护，震动小、粉尘少，同时具有密闭、恒温环境，且供电稳定，有利于黑匣子系统的长时间稳定工作。所有设备信号和控制命令都是从电气房内收集和发送，司机室与电气房之间有光纤进行信号传输，所以电气房是放置黑匣子的理想位置。
[0041]在本发明中，基于起重机监控系统的黑匣子根据功能可分为用于CMS数据的记录及回放的CMS黑匣子和用于视频、音频信号的记录及回放的CCTV黑匣子。