一种UWB一维测距系统的制作方法

本实用新型属于仪器仪表技术领域。

背景技术：

城市建设的飞速发展使得塔式起重机(简称塔吊)被越来越多地使用在各种施工场所。与之同时，由塔吊事故引起的人员伤亡和设备损毁也时常发生，重大事故发生率居高不下。由此可见，塔吊的安全性能已成为威胁建筑工人生命和国家财产的重大问题，研究塔吊的安全保障技术意义十分重大。

而塔吊的垂直升高距离为保证塔吊的安全性能的重要参数，如何对塔吊的垂直升高距离进行实时信息化监控，从而及时的发现事故隐患，已经成为必须解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种UWB一维测距系统，采用UWB脉冲无线电通信技术，解决了对塔吊的垂直升高距离的精确测量，并具有安装简单和自行供电的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种UWB一维测距系统，包括中心服务器、主机测距单元和N个从机测距单元，N为整数，主机测距单元通过WIFI网络连接中心服务器，每一个从机测距单元均设有固定的编号，N个从机测距单元从1到N顺序编号，主机测距单元与1号从机测距单元通过UWB脉冲无线电通信，相邻编号的两个从机测距单元通过UWB脉冲无线电相互通信；

所述主机测距单元包括主机主控制器、主机锂电池、主机电池管理模块、主机太阳能电池板、主机UWB基站、主机WIFI网络模块、主机触摸屏和主机编号存储模块，主机锂电池、主机电池管理模块、主机太阳能电池板、主机UWB基站、主机WIFI网络模块、主机触摸屏和主机编号存储模块均与主机主控制器连接；

从机测距单元包括从机主控制器、从机UWB基站、从机UWB标签模块、从机触摸屏、从机编号存储模块、从机锂电池、从机电池管理模块和从机太阳能电池板，从机UWB基站、从机UWB标签模块、从机触摸屏、从机编号存储模块、从机锂电池、从机电池管理模块和从机太阳能电池板均与从机主控制器连接。

所述从机主控制器和所述主机主控制器均为ARM9处理器。

所述从机电池管理模块和所述主机电池管理模块的型号均为BQ24030。

所述从机编号存储模块和所述主机编号存储模块的型号为M25P16。

所述主机UWB基站和所述从机UWB基站均为UWB基站，所述从机UWB标签模块为UWB标签模块。

相邻两个编号的从机测距单元的从机UWB基站通过UWB通信。

本实用新型所述的一种UWB一维测距系统，采用UWB脉冲无线电通信技术，解决了对塔吊的垂直升高距离的精确测量，并具有安装简单和自行供电的优点；本实用新型的中心服务器、主机测距单元和从机测距单元在数据传输是均采用无线方式，解决了安装繁琐的问题；本实用新型的主机测距单元和从机测距单元均采用太阳能电池板进行供电，并采用锂电池存储电能，保证了主机测距单元和从机测距单元的自行供电，确保了主机测距单元和从机测距单元在无外接电源的情况下的长时间工作，简化了安装步骤；本实用新型的主机测距单元和从机测距单元均设有触摸屏，用户可以自行对主机测距单元或从机测距单元机型编号，增加了主机测距单元和从机测距单元在安装时的灵活性。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型的主机测距单元的原理图框图；

图3是本实用新型的从机测距单元的原理图框图。

具体实施方式

如图1-3所示的一种UWB一维测距系统，包括中心服务器、主机测距单元和N个从机测距单元，N为整数，主机测距单元通过WIFI网络连接中心服务器，每一个从机测距单元均设有固定的编号，N个从机测距单元从1到N顺序编号，主机测距单元与1号从机测距单元通过UWB脉冲无线电通信，相邻编号的两个从机测距单元通过UWB脉冲无线电相互通信；

所述主机测距单元包括主机主控制器、主机锂电池、主机电池管理模块、主机太阳能电池板、主机UWB基站、主机WIFI网络模块、主机触摸屏和主机编号存储模块，主机锂电池、主机电池管理模块、主机太阳能电池板、主机UWB基站、主机WIFI网络模块、主机触摸屏和主机编号存储模块均与主机主控制器连接；

从机测距单元包括从机主控制器、从机UWB基站、从机UWB标签模块、从机触摸屏、从机编号存储模块、从机锂电池、从机电池管理模块和从机太阳能电池板，从机UWB基站、从机UWB标签模块、从机触摸屏、从机编号存储模块、从机锂电池、从机电池管理模块和从机太阳能电池板均与从机主控制器连接。

所述从机主控制器和所述主机主控制器均为ARM9处理器。

所述从机电池管理模块和所述主机电池管理模块的型号均为BQ24030。

所述从机编号存储模块和所述主机编号存储模块的型号为M25P16。

所述主机UWB基站和所述从机UWB基站均为UWB基站。(所述UWB基站为现有技术，固不详细叙述)，所述从机UWB标签模块为UWB标签模块(所述UWB标签模块为现有技术，固不详细叙述)。

相邻两个编号的从机测距单元的从机UWB基站通过UWB通信。

工作时，将主机测距单元安装在塔吊的最底层，然后随着塔吊向上的抬升，每隔一定的安装距离就安装一个从机测距单元，所述安装距离应小于10米；当主机测距单元安装好后，用户通过主机测距单元的主机触摸屏对主机测距单元进行编号；当一个从机测距单元安装好后，用户通过这个从机测距单元的从机触摸屏对这个从机测距单元进行编号，从机测距单元的编号按照距离主机测距单元的远近进行依次编号，距离主机测距单元最近的从机测距单元的编号为1号；

1号从机测距单元的从机UWB基站与2号从机测距单元的从机UWB标签模块通信，实时测量1号从机测距单元与2号从机测距单元之间的距离，并将距离信息存储在1号从机测距单元，2号从机测距单元的从机UWB基站与3号从机测距单元的从机UWB标签模块通信，实时测量2号从机测距单元与3号从机测距单元之间的距离，并将距离信息存储在2号从机测距单元....N-1号从机测距单元的从机UWB基站与N号从机测距单元的从机UWB标签模块通信，实时测量N-1号从机测距单元与N号从机测距单元之间的距离，并将距离信息存储在N-1号从机测距单元。

相邻两个编号的从机测距单元的从机UWB基站通过UWB通信，N号从机测距单元的从机UWB基站将N号从机测距单元中存储的距离信息传送给N-1号从机测距单元的从机UWB基站，N-1号从机测距单元的从机UWB基站将所述N号从机测距单元中存储的距离信息传送给N-2号从机测距单元的从机UWB基站...直到所述N号从机测距单元中存储的距离信息传送给1号从机测距单元的从机UWB基站，1号从机测距单元的从机UWB基站在将所述N号从机测距单元中存储的距离信息传输给主机测距单元的主机UWB基站，主机测距单元将获取到的所有的从机测距单元中存储的距离信息进行相加处理，从而得到塔吊的实际高度信息，并将所述实际高度信息发送给中心服务器，供用户实时查询。

本实用新型实时监控塔吊的高度，如果出现突发的达距离下降，则中心服务器立即发出报警，及时发现安全隐患，确保塔吊的安全。

本实用新型所述的一种UWB一维测距系统，采用UWB脉冲无线电通信技术，解决了对塔吊的垂直升高距离的精确测量，并具有安装简单和自行供电的优点；本实用新型的中心服务器、主机测距单元和从机测距单元在数据传输是均采用无线方式，解决了安装繁琐的问题；本实用新型的主机测距单元和从机测距单元均采用太阳能电池板进行供电，并采用锂电池存储电能，保证了主机测距单元和从机测距单元的自行供电，确保了主机测距单元和从机测距单元在无外接电源的情况下的长时间工作，简化了安装步骤；本实用新型的主机测距单元和从机测距单元均设有触摸屏，用户可以自行对主机测距单元或从机测距单元机型编号，增加了主机测距单元和从机测距单元在安装时的灵活性。