专利名称：一种基于北斗系统的塔机安全监控设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程安全监控技术领域，具体涉及一种基于北斗系统的塔机安全监控设备。
背景技术：
北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性三维卫星定位，是除美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的GL0NASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗系统在测绘、渔业、交通运输、电信、水利、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域得到应用，产生了显著的经济效益和社会效益。随着我国经济快速发展，城市化建设步伐加快，在城市化基础建设中，塔式起重机的广泛应用也给施工方式带来了日新月异的革新，然而塔机使用过程中引发的安全事故逐年呈上升趋势，事故原因是多方面的，有塔机产品质量问题，有施工现场管理不善等。近年来从国家到地方密集出台了多个有关建筑安全的文件，多次提到塔机安全问题，强调塔机防碰撞的重要性。深入推进建筑安全文化建设，大力宣传建筑安全生产法律法规、方针政策以及建筑安全生产工作的先进经验和先进典型，“关爱生命、安全发展”已成为中央政府推行的主导思想。
实用新型内容为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于北斗系统的塔机安全监控设备，该设备利用北斗系统实现塔机的安全按监控，另外，当监控终端与服务器平台的信号传输线路被切断后，定位信号发射模块将塔机的动态信息通过北斗RDSS模块发送给北斗卫星通信系统，北斗卫星通信系统将定位信息传输给服务器平台，用户通过服务器平台进行查询监控，提高了可靠性和适应环境的能力。为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，包括服务器平台及与所述服务器平台相连的监控终端，所述监控终端的数量与塔机的数量相同，所述每一个监控终端包括传感器组、北斗RNSS (RadioNavigation Satellite System,卫星无线电导航)模块、北斗 RDSS (Radio DeterminationSatellite Service，卫星无线电测定)模块和控制模块，所述传感器组、北斗RNSS模块和北斗RDSS模块的天线分别安装于塔机上，用于检测所述塔机的运动和定位信息并将所述信息传输给控制模块，所述控制模块接收传感器组和北斗RNSS模块采集的信息并将所述信息传输给服务器平台，用户通过所述服务器平台进行查询监控；所述服务器平台还连接有北斗RDSS模块，当监控终端与所述服务器平台的信息交互线路切断后，所述北斗RDSS模块将塔机的动态信息发送给服务器平台，所述服务器平台接收所述塔机的动态信息，用户通过所述服务器平台进行查询监控。本实用新 型的基于北斗系统的塔机安全监控设备利用北斗系统实现塔机的安全按监控，能够有效地减少塔机的安全事故，提高企业安全生产监管能力；另外，当监控终端与服务器平台的信息交互线路被切断后，北斗RDSS模块将塔机的动态信息通过北斗卫星系统发送给服务器平台，用户通过服务器平台进行查询监控，规避了 GPS (GlobalPositioning System,全球定位系统)只能无源定位而没有报文服务功能的局限性,这种双路径信息传输方法提高了安全监控设备的可靠性和适应环境的能力。在本实用新型的一种优选实施方式中，所述每一个传感器组包括重量传感器、风速传感器、幅度传感器、高度传感器、T角度传感器和倾角传感器。本实用新型的每一个传感器组中包括多种传感器，能够为塔机监控提供多种数据信息，能够有效地减少塔机的安全事故。在本实用新型的一种优选实施方式中，所述监控终端与所述塔机的工作电路相连，所述监控终端用于控制所述塔机工作电路的工作，避免安全事故的发生。在本实用新型的另一种优选实施方式中，所述监控终端还连接有报警装置，所述监控终端用于控制所述报警装置报警。本实用新型的塔机安全监控设备在塔机处于违规操作状态或者进入临界工作其余状态时，其监控终端会报警以及控制塔机的工作电路进行相应的动作，能够避免安全事故的发生。在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括无线通信模块，所述监控终端通过无线通信模块与所述服务器平台进行信息交互。在本实用新型的另一种优选实施方式中，所述无线通信模块为GPRS或CDMA模块。在本实用新型的一种优选实施方式中，所述监控终端还具有短距离无线传输模块，所述监控终端之间通过短距离无线传输模块进行数据通信，防止塔机相撞。
在本实用新型的另一种优选实施方式中，所述短距离无线传输模块为zigbee模块。本实用新型通过无线通信模块与服务器平台进行信息交互，以及通过短距离无线传输模块在监控终端之间进行数据传输，能够防止塔机相撞。在本实用新型的一种优选实施方式中，所述监控终端具有信息服务模块，所述信息服务模块通过通信网络向服务平台发送塔机安全信息；所述信息服务模块还将所述塔机安全信息发送至安全负责人员的手机，用于安全事故的处理。本实用新型的监控终端具有信息服务功能，便于安全负责人员进行安全事故处理，提高了便利性。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为本实用新型基于北斗系统的塔机安全监控设备的结构示意图。附图标记:I监控终端；11传感器组；12北斗RNSS模块；13控制模块；14北斗RDSS模块；15控制单元；2服务器平台；[0025]3无线通信模块；4北斗卫星系统。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本实用新型提供了一种基于北斗系统的塔机安全监控设备，如图1所示，该安全监控设备包括服务器平台2及与服务器平台2相连的监控终端1，监控终端I的数量与塔机的数量相同，每一个监控终端I包括传感器组11、北斗RNSS模块12、北斗RDSS模块14和控制模块13，传感器组11和北斗RNSS模块12、北斗RDSS模块14分别安装于塔机上，用于检测塔机的运动和定位信息并将所述信息传输给控制模块13，控制模块13接收传感器组11和北斗RNSS模块 12采集的信号并将信号传输给服务器平台2，用户通过服务器平台2进行查询监控。该安全监控设备可以使用一个监控终端I监控一台塔机，也可以使用多台塔机(每台塔机安装一台监控终端)组网实现多台塔机的监控(共用一个服务器平台2)，多个监控终端I通过无线通信模块3可以同时注册到一个服务器平台2中，监控终端I通过无线通信模块3与服务器平台2进行信息交互，从而构成一个监控系统，在本实施方式，优选的无线通信模块3为GPRS或CDMA模块。在本实施方式中，每一个传感器组11可以包括但不限于重量传感器、风速传感器、幅度传感器、高度传感器、T角度传感器和倾角传感器，具体每一个传感器可以按照现有技术安装于塔机上。在本实施方式中，传感器组11用于实现以下监测功能:塔机运行状态监测，包括采集塔机的幅度、高度、起重量/力矩、回转角、风速及倾角数据；塔机区域安全防护监测，具体是设置保护区域并监测塔机的运行区域，在确保塔机安全的前提下，尽可能地实现塔机最大的空间作业面积；塔机防碰撞监测，通过对塔机幅度位置、高度位置及回转位置实时检测，同时通过无线传输网络上传，通过监控中心实现防撞预警控制；塔机倾斜监测，通过测量塔机的倾斜角度来分析塔机的安全状态，当塔机的倾斜达到临界状态时监控终端I提醒塔机谨慎操作；塔机风速监测、载重监测；塔机定位，实现北斗定位功能。在本实施方式中，监控终端I分别接收传感器组11和北斗RNSS模块12发送的信号，当塔机处于违规操作状态或者进入临界工作区域状态时，监控终端I控制塔机的工作电路工作，避免安全事故的发生。在本实施方式中，塔机主要的安全问题有以下几类:单个塔机超重隐患，单个塔机强风隐患，单个塔机隐患，单个塔机倾斜、倒塌隐患，单个塔机与其他物体的碰撞隐患，塔吊群交叉作业存在的互碰撞隐患，具体的违规操作状态和临界工作区域可以根据实际情况确定，例如，对于塔吊的载重，规定正常载重为20吨一下，违规操作状态为20吨以上，当监控终端I接收重量传感器发送的信号，当塔机处于违规操作状态时，监控终端I控制塔机工作电路的工作，使塔机停止运转，避免安全事故的发生。当监控终端I接收幅度传感器、高度传感器和北斗RNSS模块12发送的信号，判断塔机进入临界工作区域状态时，监控终端I控制塔机工作电路的工作，使塔机回转，避免与其他塔机相撞。在本实用新型的另一种优选实施方式中，监控终端I还连接有报警装置，当塔机处于违规操作状态或者进入临界工作区域状态时，监控终端I控制报警装置报警。在本实施方式中，监控终端I使用嵌入式技术，结合北斗RNSS模块12和传感器组11，实现对塔机各个变量实时采集和监控。当塔机的处于违规操作状态或进入危险区域等临界状态时，监控终端I会立即预警，同时还会自动地控制塔机上相应的电路，以避免安全事故的发生。监控终端I通过对数据处理后，再将该数据定时上传给服务器平台2，同时也可以将有关防撞的数据发送给本组的其他塔机监控终端1，以实现安全监控双保险。监控终端I还具有信息服务模块，当系统出现安全隐患或发生安全事故时，监控终端I的信息服务模块可以通过通信网络发送信息给服务平台，方便安全事故的处理，同时也可将信息通过短消息的方式发到安全负责人员手机上。在本实施方式中，服务器平台2使用B/S (BiOwser/Server，浏览器/服务器)结构模式，通过服务器平台2可以挂接多个分监控中心，方便生产企业、监管部门以及施工工地等相关的人员使用，便于维护，为生产企业的安全生产提供帮助，也为监管部门的监管、事故调查提供高科技的手段。在本实施方式中，服务器平台2能够容纳一万台以上的监控终端I实时在线工作，该服务器平台2还具有存储数据和回放的功能，能够保存至少一个月的历史数据保存和回放。在本实用新型的一种优选实施方式中，监控终端I还具有短距离无线传输模块，监控终端I之间通过短距离无线传输模块进行数据通信，防止塔机相撞。在本实施方式中，该短距离无线传输模块是指局域网中使用的无线传输模块，该短距离无线传输模块可以位于监控终端I的内部，也可以位于监控终端I的外部，在 本实用新型的一种更加优选的实施方式中，短距离无线传输模块为zigbee模块。在本实施方式中，监控终端I还具有报文服务功能，每一个北斗RNSS模块12还连接有北斗RDSS模块14，服务器平台2还与北斗RDSS模块4连接，当监控终端I与服务器平台2通过无线通信模块3进行信息传输的信号交互线路切断后，北斗RDSS模块14将塔机的动态信息发送给北斗卫星系统4，北斗卫星系统4将塔机的动态信息传输给服务器平台2，用户通过服务器平台2进行查询监控，在本实施方式，塔机的动态信息包括但不限于塔机的定位信息、监控信息和报警信息，卫星系统4将塔机的动态信息传输给服务器平台2的方式可以为但不限于互联网的方式。本实用新型的监控终端I还具有控制单元15，监控终端I的主控模块13通过使控制单元15动作进而实现塔机的运动，在本实施方式中，控制单元15为任何能够控制电路导通和关断的部件，可以为但不限于继电器。需要说明的是，在本实施方式，采用的北斗RNSS模块12和北斗RDSS模块14可以是目前现有技术中通用的代北斗定位模块和代北斗报文服务模块。本实用新型的基于北斗系统的塔机安全监控设备利用北斗系统实现塔机的安全按监控，能够有效地减少塔机的安全事故，提高企业安全生产监管能力；另外，当监控终端I与服务器平台2的信号传输线路被切断后，第一北斗RDSS模块14将塔机的动态信息通过北斗卫星系统发送给服务器平台2，用户通过服务器平台2进行查询监控，提高了可靠性和适应环境的能力。本实用新型利用了北斗卫星定位技术，结合对传感器组11对塔机的各项实时变量进行检测，实现对单塔机或塔机群进行实时动态的监控，包括对塔机本身故障和对塔机的规范操作。北斗卫星定位系统能够弥补GPS覆盖不全的不足之处，同时北斗定位系统还独具报文服务功能，能在GPRS或CDMA信号盲区提供通信服务。本实用新型首次提出了将北斗定位系统应用到塔机监控系统中，扩展了北斗定位系统的应用领域，提高了塔机监控系统的技术水平和实用性。有利于充分利用我国卫星资源的效益，培育发展自主卫星产品与服务的市场应用，推动卫星应用产业自主化、体系化、多元化、商业化发展。加速我国卫星导航应用的产业化进程，提升自主卫星导航系统的国际知名度和竞争力。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实 用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，包括服务器平台及与所述服务器平台相连的监控终端，所述监控终端的数量与塔机的数量相同，所述每一个监控终端包括传感器组、北斗RNSS模块、北斗RDSS模块和控制模块，所述传感器组、北斗RNSS模块和北斗RDSS模块的天线分别安装于塔机上，用于检测所述塔机的运动和定位信息并将所述信息传输给控制模块，所述控制模块接收传感器组和北斗RNSS模块采集的信息并将所述信息传输给服务器平台，用户通过所述服务器平台进行查询监控； 所述服务器平台还连接有北斗RDSS模块，当监控终端与所述服务器平台的信息交互线路切断后，所述北斗RDSS模块将塔机的动态信息发送给服务器平台，所述服务器平台接收所述塔机的动态信息，用户通过所述服务器平台进行查询监控。
2.如权利要求1所述的基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，所述每一个传感器组包括重量传感器、风速传感器、幅度传感器、高度传感器、T角度传感器和倾角传感器。
3.如权利要求1所述的基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，所述监控终端与所述塔机的工作电路相连，所述监控终端用于控制所述塔机工作电路的工作。
4.如权利要求3所述的基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，所述监控终端还连接有报警装置，所述监控终端用于控制所述报警装置报警。
5.如权利要求1所述的基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，还包括无线通信模块，所述监控终端通过无线通信模块与所述服务器平台进行信息交互。
6.如权利要求5所述的基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，所述无线通信模块为GPRS模块或CDMA。
7.如权利要求1所述的基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，所述监控终端还具有短距离无线传输模块，所述监控终端之间通过所述短距离无线传输模块进行数据通信，防止塔机相撞。
8.如权利要求7所述的基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，所述短距离无线传输模块为zigbee模块。
9.如权利要求1所述的基于北斗系统的塔机安全监控设备，其特征在于，所述监控终端具有信息服务模块，所述信息服务模块通过通信网络向服务平台发送塔机安全信息；所述信息服务模块还将所述塔机安全信息发送至安全负责人员的手机，用于安全事故的处理。
专利摘要本实用新型提出了一种基于北斗系统的塔机安全监控设备，包括服务器平台和监控终端，监控终端包括传感器组、北斗RDSS模块、北斗RNSS模块和控制模块，控制模块接收传感器组和北斗RNSS模块发送的信号并将信号传输给服务器平台，用户通过服务器平台进行查询监控；监控终端还具有报文服务功能，当监控终端与服务器平台之间的信息交互线路切断后，可以通过北斗RDSS模块将塔机的动态信息传输给服务器平台。本实用新型利用北斗系统实现塔机的安全按监控，能够有效减少塔机的安全事故，提高企业安全生产监管能力；规避了GPS只能无源定位而没有报文服务功能的局限性，提高了可靠性和适应环境的能力。
文档编号B66C13/16GK203128080SQ201320122529
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者周红缨, 蔡运富, 刘奕 申请人:重庆北斗安防科技有限公司