带有指纹识别的起重机监管装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及龙门吊起重机安全监控领域，尤其是能监管吊车起重机操作人员是否为持证上岗人员，并根据指纹识别结果来控制继电器是否为起重机供电、报警、且能记录员工登录日志。
【背景技术】
[0002]根据《特种设备安全监察条例》(中华人民共和国国务院令第549号)、《特种设备作业人员监督管理办法》，均明确要求特种作业人员持证上岗、并设有专门的特种设备安全管理负责人对起重设备的使用进行监管，但随着自动化、信息化的发展，人员监管始终存在着效率低、监管漏洞:不能24小时对设备进行监管，且对持证上岗的规定也只能依赖员工的自觉性与制度的执行力度，没有从本质上实现只能专职人员操作起重机设备的效果。在实际操作执行层面没有适宜的方法对此进行监督与管理，导致在吊车使用过程中会产生以下安全隐患:1、无法有效的对持证上岗行为进行监控，存在任意人员都可以对吊车进行违规操作的隐患，从而增加了出现违章操作带来的安全事故风险。2、上岗人员在上岗期间无实名登记，出现事故后对事故原因、责任人无法进行有效的跟踪与追责。
[0003]目前市场上除大型设备自带指纹识别模块以外，龙门吊起重机设备上指纹识别模块未见报到，而对于塔吊、门式起重机等大型设备，通过安装带有指纹识别的塔吊群安全监控系统(专利申请号201220580546.5)、或者远程无线网络安全监测管理系统(专利申请号201120253021.6)，可对其实现安全监管，但所需投入成本较高，动则十几万甚至几十万(因监测点及监测类型而有差异)，而对于厂房中经常使用的大中小型龙门吊均无指纹识别模块，此块监管的漏洞比较明显，所以开发一种低成本易安装易识别的指纹识别系统，以实现有效执行特种设备监管规定，提升起重机械的本质安全性能，达到从本质上排查安全隐患的目标，真正做到强化起重机械安全管理和控制，预防和减少起重机械事故发生，保障从业人员和公众的生命财产安全。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供一种带有指纹识别的起重机监管装置，能够做到强化起重机械安全管理和控制，预防和减少起重机械事故发生，保障从业人员和公众的生命财产安全。
[0005]本实用新型的带有指纹识别的起重机监管装置包括电源转换子系统、ARM处理器控制子系统和指纹采集子系统，所述电源转换子系统将AC220V电压转换成硬件系统需要的各种直流电压输送给所述ARM处理器控制子系统和所述指纹采集子系统，所述指纹采集子系统对起重机操作人员的指纹进行识别并将识别结果通过TTL电平的串口传送给所述ARM处理器控制子系统，所述ARM处理器控制子系统根据所述指纹采集子系统送来的相关信息判断该操作人员是否具有操作该起重机的资格，并根据判断结果来控制是否发出声音报警和是否为起重机供电，当允许为起重机供电后，该操作员可以操作控制手柄以启动起重机。
[0006]优选所述电源转换子系统包括AC220V转DC5V、DC5V转DC3.3V以及DC5V转DCl.8V模块。
[0007]优选所述指纹采集子系统采用AuthenTec公司的AES2510刮擦式指纹传感器，利用中断方式进行指纹采集，指纹采集时，指纹传感器按照设定的参数采集指纹，而后将指纹图像数据存储到数据库中。
[0008]优选所述指纹采集子系统以DSP微处理器和存储器为核心，进行指纹采集控制、指纹图像预处理、指纹特征提取，然后与存储到数据库中的指纹进行匹配。
[0009]优选所述指纹采集子系统输送来指纹匹配信息时，所述ARM处理器控制子系统通过ARM处理器I/O 口来控制继电器，进而通过继电器控制起重机启动，当送来3次以上不匹配的信息时，控制报警器进行报警，并阻止为起重机供电。
[0010]本实用新型的有益效果是:低成本、易安装、易识别、可有效执行特种设备监管规定，提升起重机械的本质安全性能，达到从本质上排查安全隐患的目标，真正做到强化起重机械安全管理和控制，预防和减少起重机械事故发生，保障从业人员和公众的生命财产安全。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型指纹识别系统的原理框图。
[0012]图2为系统硬件框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型实例中的技术方案进行详细描述。
[0014]按照功能结构不同，本系统分为电源转换子系统、ARM处理器控制子系统和指纹采集子系统三部分组成。电源转换子系统的主要功能是将AC220V电压转换成硬件系统需要的各种直流电压。人机控制子系统的主要功能是为操作员提供良好的人机操作界面和起重机电源管理。指纹采集子系统的主要功能是实现起重机操作人员的指纹识别并将识别后的相关信息通过TTL电平的串口传送给人机控制子系统。
[0015]电源转换子系统的按照功能不同，可以分为AC220V转DC5V、DC5V转DC3.3V以及DC5V转DC1.8V等模块。
[0016]人机控制子系可以分为起重机电源控制、IXD显示、按键输入以及报警等模块。
[0017]指纹采集子系统按照功能不同，分为指纹传感器识别、指纹存储、DSP处理器等模块。
[0018]系统硬件框图如图2所示。
[0019](I)电源管理部分
[0020]电源是稳定可靠工作的前提，此部分为系统提供稳定可靠的电源，外部供电采用采用交流220V转直流5V来完成。然后经过DC-DC电压转换，为系统最终提供+5V、+3.3V、+1.8V直流电源，电源转换模块采用HZ02S05A，芯片采用REGl 117-3.3及REGl 117-1.8。
[0021](2)人机交互界面部分
[0022]为系统提供一个友好的人机交互界面，人机交互界面由键盘与LCD显示模块组成。键盘扫描控制芯片采用ZLG7290B芯片通过I2C总线接口来实现系统按键输入识别；显示模块采用具有并行接口的4.3寸LCD，通过FSMC总线方式来显示系统的相关信息、系统的处理结果，以及提示用户该如何进行下一步操作。ARM处理器通过键盘输入和LCD显示，并完成指纹注册、指纹删除、指纹登录等功能。
[0023](3)报警部分
[0024]在激活本系统一定时间以内未输入正确指纹、直接启动起重机或者连续输入错误指纹次数达到3次以上时，系统将会发出声、光报警，并阻止为起重机供电，从而达到禁止起重机启动的目的。
[0025](4)启动部分
[0026]此部分通过ARM处理器I/O 口及继电器控制起重机启动，主要控制起重机的电源供电。
[0027](5)DSP处理部分
[0028]此部分以DSP微处理器和存储器为核心，主要负责完成指纹采集控制、指纹图像预处理、指纹特征提取和匹配等功能，并通过HPI接口与ARM处理器进行数据交换，接收ARM处理器传送过来的处理命令，并反馈给ARM处理器处理结果。DSP的存储器包括片内SARAM、片内DARAM、片内ROM和扩展片外SARAM、FLASH，FLASH存放系统应用程序和指纹特征模板。系统上电后通过“Boot