用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统，包括多个定位节点模块、多个标签节点模块及后台服务器，所述定位节点模块与标签节点模块之间，定位节点模块与定位节点模块之间通过Zigbee无线网络连接，后台服务器与多个定位节点模块中的一个通过有线网连接。本发明采用了免费的通信传输方式，实现小区域内准确定位，为规范化的现场管理工作提供技术辅助手段，节约人力资源的投入，提高工程管理的效率和效益。
【专利说明】用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统
【技术领域】
[0001]本发明属于无线自组网设备【技术领域】，特别是一种用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统。
【背景技术】
[0002]短距离无线自组网Zigbee技术是ー种短距离、低功率、自组网无线通信技木，实现点对点、一点对多点、多点对多点之间的设备间数据的透明传输；Zigbee产品符合IEEE802.15.4エ业标准，支持星型，簇状型、网状型等弹性化拓扑结构。
[0003]Zigbee技术在短距离无线通信控制和自动化领域的众多成功经验使得很多楼宇智能化、环境监测、社区医疗中也开始对其更加关注并应用。Zigbee在定位方面的应用也具有其优势，现已在智能家居、仓储等方面进行了研究与开发。近年来国内外在Zigbee定位技术上提出了很多方案，并且使一些问题得到解决，然而，不同的定位方法都是针对不同的问题提出。基建工程的安全管理是企业管理的重点工作内容，如何利用及时、有效且成本低的管控手段对安全事件进行预防是企业管理者不断努力的目标。
[0004]现有定位警示技术有以下几种:
[0005]1.GPS定位，GPS定位方式与PDA終端相结合，不仅可以实现定位，还可以进行自动导航，但是其使用产本高，定位精度在近距离时精度有偏差。
[0006]2.红外发射器，该技术的优点是安装简便、成本低，但受到光线一旦被遮挡就无法传播的特点影响，使用环境受到限制，不适宜工程现场应用。
[0007]3.手机定位方式，手机迅速普及使得手机定位成为可行，然而受到通信费用、信号条件、精度差异等因素影响，手机定位无法在工程现场进行普及应用。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统。
[0009]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0010]一种用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统，包括多个定位节点模块、多个标签节点模块及后台服务器，所述定位节点模块与标签节点模块之间，定位节点模块与定位节点模块之间通过Zigbee无线网络连接,后台服务器与多个定位节点模块中的一个通过有线网连接，
[0011]其中，所述多个定位节点模块为结构相同的模块，定位节点模块进一歩包括Zigbee模块及与Zigbee模块连接的超声波传感器、声光报警器、外置天线及供电电源，
[0012]其中，所述多个标签节点模块为结构相同的模块，标签节点模块采用Zigbee模块。
[0013]其中，所述与后台服务器有线网连接的定位节点模块在定位的节点较多时，可选用RS485方式和后台服务器连接通信，当需要定位的节点较少时，定位节点模块还可以选用Zigbee无线通信方式与后台服务器连接。
[0014]而且，所述定位节点模块安装在工程现场危险点，所述定位节点中的Zigbee模块具体采用具有无线定位引擎的CC2431芯片的Zigbee模块,定位节点中Zigbee模块通过CC2431芯片的无线定位引擎实现节点间位置确定功能，所述CC2431芯片的Zigbee模块采用RS232作为测试用串口，采用RS485作为通信接口。
[0015]而且，所述外置天线具体采用2.4GHz天线，所述超声波传感器型号为HC-SR04，所述供电电源采用AC220转DC12V电源供电。
[0016]而且，所述作为标签节点的Zigbee模块具体采用CC2430芯片的Zigbee模块，该模块接收定位节点发来的消息指令，并根据指令内容与定位节点中的Zigbee模块进行数据通信。
[0017]而且，所述后台服务器将自组网络形成链路拓扑图，后台服务器通过串口与网络内任一数据连接，进行节点属性和参数设置，网络中发生的历史报警信息在服务器中存储，对任一定位节点发生的报警事件进行查询。
[0018]本发明的优点和积极效果是:
[0019]1.本发明采用了免费的通信传输方式，实现小区域内准确定位的前提下，避免了采购地图、缴纳通信费用等传统定位方式的费用支出。
[0020]2.本发明的采用为现场人员及安全风险的防控提供了一种实时监控的方式，有效做到风险的提前警示。
[0021]3.本发明的的应用为现场管理提供实时动态数据基础及历史数据查询功能，为精细化、规范化的现场管理工作提供技术辅助手段，节约人力资源的投入，提高工程管理的效率和效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1本发明装置结构图；
[0023]图2定位节点Zigbee模块硬件框图；
[0024]图3本发明的工作原理流程图。
【具体实施方式】
[0025]以下对本发明实施例做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0026]一种用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统，如图1所示，本应用包括多个定位节点模块、多个标签节点模块及后台服务器，定位节点模块与标签节点模块之间，定位节点模块与定位节点模块之间通过Zigbee无线网络连接,后台服务器与多个定位节点模块中的一个通过有线网连接。
[0027]其中，所述多个定位节点模块为结构相同的模块，定位节点模块进一步包括Zigbee模块及与Zigbee模块连接的超声波传感器、声光报警器、外置天线及供电电源，
[0028]其中，所述多个标签节点模块为结构相同的模块，标签节点模块采用Zigbee模块。
[0029]所述与后台服务器有线网连接的定位节点模块在定位的节点较多时，可选用RS485方式和后台服务器连接通信，当需要定位的节点较少时，定位节点模块还可以选用Zigbee无线通信方式与后台服务器连接。
[0030]在本发明的具体实施中，如图2所示，所述定位节点模块安装在工程现场危险点，所述作为定位节点的Zigbee模块具体采用具有无线定位引擎的CC2431芯片的Zigbee模块，定位节点Zigbee模块通过CC2431芯片的无线定位引擎实现节点间位置确定功能,所述CC2431芯片的Zigbee模块采用RS232作为测试用串ロ，采用RS485作为通信接ロ，所述外置天线具体采用2.4GHz天线，所述超声波传感器型号为HC-SR04，所述供电电源采用AC220转DC12V电源供电。
[0031]在本发明的具体实施中，所述作为标签节点的Zigbee模块具体采用CC2430芯片的Zigbee模块，该模块接收定位节点发来的消息指令，并根据指令内容与定位节点Zigbee模块进行数据通信。
[0032]所述CC2431芯片管脚与CC2430芯片管脚一致，只是增加了定位引擎，在单个芯片上结合了 8位MCU(8051)和2.4GHz的射频收发器，兼具控制和通信的能力，并且满足本设计低功耗和小型化的需求，C2431采用8051内核，精简、性能好:支持数字化的接收信号强度指示器r (RSSI)和链路质量指示(LQI)，这对基于RSSI测距的定位系统提供了准确的数据来源，Zigbee2006协议栈中在硬件初始化时，配置MAC定时器(TMER2)作为OSAL的时钟，节拍为1ms，采用查询方式处理定时器溢出。
[0033]在本发明的具体实施中，所述后台服务器将自组网络形成链路拓扑图，便于管理者查询当前网络结构，后台服务器通过串ロ与网络内任一数据连接，进行节点属性和參数设置，网络中发生的历史报警信息在服务器中存储，可以对任一定位节点发生的报警事件进行查询。
[0034]本装置的工作流程方法，如图3所示，方法过程为:
[0035]1.定位节点首先通过型号为HC-SR04的超声波传感器不断自发振动对区域内是否存在同网段设备进行扫描，当检测到回声时，超声波传感器向微处理器发出信号；
[0036]2.微处理器向当前自组网络内设备发送获取信号強度指令；
[0037]3.标签节点Zigbee模块接收到指令后向定位节点Zigbee模块发送回复指令；
[0038]4.定位节点Zigbee模块通过判断信号強度RSSI值，计算两节点间位置；
[0039]5.当信号強度所表达的距离小于安全距离吋，定位节点驱动声光报警器发出警示信息。
【权利要求】
1.一种用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统，其特征在于:包括多个定位节点模块、多个标签节点模块及后台服务器，所述定位节点模块与标签节点模块之间，定位节点模块与定位节点模块之间通过Zigbee无线网络连接,后台服务器与多个定位节点模块中的一个通过有线网连接， 其中，所述多个定位节点模块为结构相同的模块，定位节点模块进一步包括Zigbee模块及与Zigbee模块连接的超声波传感器、声光报警器、外置天线及供电电源； 其中，所述多个标签节点模块为结构相同的模块，标签节点模块采用Zigbee模块； 其中，所述与后台服务器有线网连接的定位节点模块在定位的节点较多时，可选用RS485方式和后台服务器连接通信，当需要定位的节点较少时，定位节点模块还可以选用Zigbee无线通信方式与后台服务器连接。
2.根据权利要求1所述的用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统，其特征在于:所述定位节点模块安装在工程现场危险点，所述定位节点中的Zigbee模块具体采用具有无线定位引擎的CC2431芯片的Zigbee模块，定位节点中Zigbee模块通过CC2431芯片的无线定位引擎实现节点间位置确定功能，所述CC2431芯片的Zigbee模块采用RS232作为测试用串口，采用RS485作为通信接口。
3.根据权利要求1所述的用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统，其特征在于:所述外置天线具体采用2.4GHz天线，所述超声波传感器型号为HC-SR04，所述供电电源采用AC220转DC12V电源供电。
4.根据权利要求1所述的用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统，其特征在于:所述作为标签节点的Zigbee模块具体采用CC2430芯片的Zigbee模块，该模块接收定位节点发来的消息指令，并根据指令内容与定位节点中的Zigbee模块进行数据通信。
5.根据权利要求1所述的用于基建工程现场人员安全管理的无线网络系统，其特征在于:所述后台服务器将自组网络形成链路拓扑图，后台服务器通过串口与网络内任一数据连接，进行节点属性和参数设置，网络中发生的历史报警信息在服务器中存储，对任一定位节点发生的报警事件进行查询。
【文档编号】G01S11/14GK103533074SQ201310503932
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】范伟, 何勇, 毛华, 马林, 耿芳, 马力 申请人:国家电网公司, 国网天津市电力公司