基于物理信息融合技术的工业化建筑预制构件生产碳排放监测装置的制作方法

本实用新型涉及预制构件生产检测技术领域，具体地说，是一种基于物理信息融合技术的工业化建筑预制构件生产碳排放监测装置。

背景技术：

随着中国经济的高速发展，我国环境也一步步恶化。近年来，全国各地环境都面临巨大的挑战，空气质量越来越差，特别在冬季时，雾霾天气逐渐增多，呼吸道疾病患者群发。有数据显示，目前，全球商业建筑已经使用和消耗了全部用电的35％，而且这个趋势未来还会继续上升。世界银行的调查研究也发现，到2030年前要实现节能减排的目标，70％的减排潜力在建筑节能方面。而中国的房地产建筑业消耗了中国社会总能耗的40％以上。数据显示，全球碳排放量的19.9％来自中国，而中国的碳排放量40％来自于房地产建筑业，相当于全世界8％的碳排放量来自于中国的房地产建筑业。

基于上述问题，国家相关部分提出了“蓝天保卫战”行动，要求全国各部分、各生产领域严格控制碳排放量。其中建筑行业尤为重要，需要对建筑行业中所有建材在生产、运输、安装过程中进行实时检测和控制，以监测、控制、降低碳排放量，保证空气质量。

但是在生产过程中，由于各种材料生产时，一般会有多道加工工序，例如：预制构件生产阶段，可能用到的机器有生产线中模具清扫机、脱模剂喷涂机、多功能切割机、铺料机、堆垛机、养护窑、磨光机等；对于这些工序，在进行碳排放监测时，需要在不同的工位上安装监测装置，监测复杂，工作人员需要对所有的监测装置的工作原理和监测方法进行学习，碳排放监测推进工作困难，监测结果也不能达标，很多企业为了赶工期和进度，对于大多数建筑器材，都未进行实时监测，导致“蓝天保卫战”行动工作加剧，从建筑领域出发，碳排放控制效果低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出一种基于物理信息融合技术的工业化建筑预制构件生产碳排放监测装置，设计出一种碳排放监测箱，用于将碳排放监测模块集成在箱体内，并且通过可收放数据采集器，实现不同工位碳排放监测。适应性强，监测操作方便。

为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种基于物理信息融合技术的工业化建筑预制构件生产碳排放监测装置，其关键技术在于：包括碳排放监测箱，该碳排放监测箱内腔室经隔板分成了卷线腔室、数据采集器存放腔室和碳排放监测腔室；

所述卷线腔室内设有可收放的数据采集线，所述数据采集线的采集端伸出所述碳排放监测箱，所述数据采集线的数据输出端穿入所述碳排放监测腔室；

所述数据采集器存放腔室用于存放数据采集器；当进行碳排放监测时，所述数据采集器用于与所述数据采集线的采集端连接，并伸到被监测预制构件处进行监测；

所述碳排放监测腔室用于安装碳排放监测模块，所述数据采集线的数据输出端用于与所述安装碳排放监测模块连接。

通过上述设计，采用碳排放监测箱，通过将碳排放监测模块集成在该碳排放监测箱内，并通过可以伸缩、收放的数据采集线实线与数据采集器连接，使数据采集器可以伸到任何地方进行预制构件识别和监测。其中，数据采集线收放长短可根据实际生产现场进行适应性调整。通过该装置，可以适应不同生产设备和工位，进行生产设备的识别，获取生产设备基本参数获取，生产时间计时以及得到对应的功耗和能耗。预测碳排放量。

数据采集线内包括标签信息传输线和接近开关信息传输线。

其中，碳排放监测模块包括控制器，该控制器的预制构件标签信息输入端与数据采集线内的标签信息传输线连接，用于获取RFID读取器读取到的预制构件标签信息和加工生产设备的基本参数。其中基本参数至少包括额定功率、能耗量和能耗能源种类；该控制器的生产启动信号端连接与数据采集线内的接近开关信息传输线连接，用于获取生产设备启动信号，用于对设备装置进行计时。在该控制器的显示输出端上连接有显示器，该显示器用于显示获取到的预制构件标签信息和加工生产设备的基本参数，以及计时器的计时时间。在该控制器的无线信号收发端连接有无线收发器，用于碳排放监测数据上传。

进一步的，所述卷线腔室内安装有卷线器，在该卷线器的卷线盘上缠绕有所述数据采集线。通过该卷线器实现数据采集线自由收放。该卷线器为现有技术，与吸尘器电源线、卷尺伸缩原理相同，在此不在赘述。

再进一步描述，在所述碳排放监测箱上设置有卷线按钮，该卷线按钮包括外弹簧按键开关和限位棒，该限位棒连接在所述外弹簧按键开关的弹簧伸缩方向上，该限位棒抵接在所述卷线盘上。

通过该外弹簧按键开关，向下按压时，限位棒与所述卷线盘抵接，限制所述卷线盘不转动，将数据采集线固定住。当再次按压卷线按钮时，外弹簧按键开关向上弹起复位，限位棒与卷线盘分离。卷线盘在没有收到拉力时，将自动转动，收回数据采集线。若有拉力，该拉力大于回收力时，将数据采集线拉出。

再进一步描述，在所述碳排放监测箱外壁上开有显示器安装槽，在该安装槽内安装有显示器；

在该显示器安装槽的槽底开有穿线孔，该穿线孔与所述碳排放监测腔室相通。

其中显示器的连接线经槽底开有穿线孔与控制器的显示输出端连接。该显示器安装在显示器安装槽内，为了保护显示器，在该显示器安装槽槽口上还安装有显示器盖，该显示器盖为透明材料。

再进一步描述，在所述碳排放监测箱外壁上布置有无线发送天线，该无线发送天线穿过所述碳排放监测箱箱壁并伸入到所述碳排放监测腔室。通过该无线发送天线实现碳排放监测箱无线与外界通讯，收发数据。

再进一步描述，所述数据采集器侧壁上开有数据采集接口，所述数据采集器内安装有RFID读取器和接近感应开关，所述RFID读取器、接近感应开关均与所述数据采集接口连接；

所述RFID读取器的射频感应天线布置在所述数据采集器外壁上；

所述接近感应开关的感应端安装在所述数据采集器外壁上；

当进行碳排放监测时，所述数据采集接口用于与所述数据采集线的采集端连接。

通过该数据采集器，当不使用时，直接回收安装在数据采集器存放腔室内，当需要监测时，将该数据采集器取出，并且将该数据采集器的数据采集接口与数据采集线的采集端连接，通过将该数据采集器的RFID读取器对准预制构件和生产设备上贴附的RFID标签，获取该预制构件标签信息和加工生产设备的基本参数。并将该数据采集器的接近感应开关与生产设备启动开关附件，监测该生产设备的运行启动和运行停止动作，并得到运行时间。

本实用新型的有益效果：通过该基于物理信息融合技术的工业化建筑预制构件生产碳排放监测装置，设置可伸缩监测机构，通过伸缩数据采集线，可将数据采集器延伸到不同的位置，而不至于将整个装置都移动。使用方便，移动轻便。

附图说明

图1是本实用新型碳排放监测箱结构示意图；

图2是本实用新型碳排放监测箱箱体截面示意图；

图3是本实用新型数据采集器结构示意图；

图4是碳排放监测模块原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

从图1可以看出，一种基于物理信息融合技术的工业化建筑预制构件生产碳排放监测装置，包括碳排放监测箱1，该碳排放监测箱1内腔室经隔板分成了卷线腔室1a、数据采集器存放腔室1b和碳排放监测腔室1c；

所述卷线腔室1a内设有可收放的数据采集线3，所述数据采集线3的采集端伸出所述碳排放监测箱1，所述数据采集线3的数据输出端穿入所述碳排放监测腔室1c；

所述数据采集器存放腔室1b用于存放数据采集器4；当进行碳排放监测时，所述存放数据采集器4用于与所述数据采集线3的采集端连接，并伸到被监测预制构件处进行监测；

所述碳排放监测腔室1c用于安装碳排放监测模块，所述数据采集线3的数据输出端用于与所述安装碳排放监测模块连接。

在本实施例中，结合图1和2可以看出，碳排放监测箱1方形箱体，其中隔板包括第一隔板和第二隔板，其中第一隔板竖向设置并将碳排放监测箱1内腔室分为两个腔室，其中较小腔室为卷线腔室1a，较大腔室被横向设置的第二隔板分成上方的数据采集器存放腔室1b和下方的碳排放监测腔室1c。

在本实施例中，在该碳排放监测箱1内设置有电源接口。

其中卷线腔室1a的卷线器2卷线盘竖向设置，且卷线盘盘面正对所述碳排放监测箱1一侧壁。其中数据采集线3从该与卷线盘盘面侧壁正对的侧壁上伸出。

其中数据采集器存放腔室1b高度高于数据采集器4的高度。

其中，碳排放监测腔室1c还经一上穿孔与碳排放监测箱1顶面相通，用于布置无线发送天线。

在本实施例中，所述碳排放监测腔室1c内还穿入有电源线。

在本实施例中，数据采集线内包括标签信息传输线和接近开关信息传输线。

在本实施例中，结合图3可以看出，所述数据采集器4侧壁上开有数据采集接口，所述数据采集器4内安装有RFID读取器和接近感应开关，所述RFID读取器、接近感应开关均与所述数据采集接口连接。

在本实施例中，RFID标签和RFID读取器均为高频射频装置。

其中，从图3还可以看出，所述RFID读取器的射频感应天线布置在所述数据采集器4侧壁上；

其中，从图1还可以看出，所述接近感应开关的感应端安装在所述数据采集器4侧壁上。

从图1还可以看出，当进行碳排放监测时，所述数据采集接口用于与所述数据采集线3的采集端连接。

结合图4可以看出，碳排放监测模块包括控制器，该控制器的预制构件标签信息输入端与数据采集线3内的标签信息传输线连接，用于获取RFID读取器读取到的预制构件标签信息和加工生产设备的基本参数。其中基本参数至少包括额定功率、能耗量和能耗能源种类；该控制器的生产启动信号端连接与数据采集线3内的接近开关信息传输线连接，用于获取生产设备启动信号，用于对设备装置进行计时。在该控制器的显示输出端上连接有显示器，该显示器用于显示获取到的预制构件标签信息和加工生产设备的基本参数，以及计时器的计时时间。在该控制器的无线信号收发端连接有无线收发器，用于碳排放监测数据上传。

其中，在使用过程中，碳排放监测模块的控制器采用的是STM32F103单片机。RFID读写器是利用STM32F103单片机通过异步串口通讯方式操作KLM900R读写器模块对RFID标签进行数据的读写。

读写器可以通过按键方式输入特定的编码并写入RFID标签中，并赋予普通的RFID标签一些信息以便满足往后读取的需求。并且，该读写器整合了A9G模块，可以通过GPS获取该读写器的位置信息和通过GPRS把信息发送到网端和服务器，完成硬件模块和服务器的对接。工作人员可以利用RFID读写器读取标签中已写入的信息，确认信息无误后，通过网络发送到服务器，使服务器更新信息。实现无线监控。

接近开关连接在控制器的电源线上，使用过程中，当金属物体靠近接近开关时，接近开关闭合，并且使STM32F103引脚捕捉信号端的高低电平的变化，并控制启动计时器开始计时。接近开关还设置有延时动作模块。当数据采集器拿开时，接近开关断开，控制器断电延时开始计时，控制器计时数据和采集饿所有数据进行远程传输。延时时间到，控制器断电。监测结束。

在本实施例中，结合图1和图2可以看出，所述卷线腔室1a内安装有卷线器2，在该卷线器2的卷线盘上缠绕有所述数据采集线3。

其中，在所述碳排放监测箱1上设置有卷线按钮5，该卷线按钮5包括外弹簧按键开关和限位棒，该限位棒连接在所述外弹簧按键开关的弹簧伸缩方向上，该限位棒抵接在所述卷线盘上。

在本实施例中，卷线按钮5设置在卷线腔室1a顶部的碳排放监测箱1顶壁上。

从图1可以看出，在所述碳排放监测箱1外壁上开有显示器安装槽，在该安装槽内安装有显示器；为了布置线路，在该显示器安装槽的槽底开有穿线孔，该穿线孔与所述碳排放监测腔室1c相通。

在本实施例中，所述显示器安装在碳排放监测箱1外侧壁上。

在本实施例中，在所述碳排放监测箱1顶部还设置有提手。

为了实现数据传输，结合图1可以看出，在所述碳排放监测箱1外壁上布置有无线发送天线，该无线发送天线穿过所述碳排放监测箱1箱壁并伸入到所述碳排放监测腔室1c。

本实用新型的工作原理：

不使用时：

数据采集线3缠绕在卷线盘上，且处于收缩状态；

数据采集器4放置在数据采集器存放腔室1b内；

碳排放监测腔室1c中的碳排放监测模块处于断电状态。

使用时：

将数据采集器4从数据采集器存放腔室1b内取出，并将该数据采集器4的数据采集接口与所述数据采集线3的采集端连接；按压卷线按钮5使限位棒退位，拉动数据采集线3，卷线盘旋转将数据采集线3拉出，拉出到一定长度，再次按压卷线按钮5，将数据采集线3固定。

将数据采集器4接触到生产设备，接近开关启动，控制器得电运行，计时器及时。同时RFID读取器读取周围RFID标签信息，得到预制构件标签信息和加工生产设备的基本参数，并在显示器上实时显示，控制器并实时无线发送数据。

当生产结束后，取下数据采集器4，接近开关远离金属设备开始倒计时断开，控制器此时将数据无线发送。倒计时时间到，控制器断电停止工作。

断开数据采集器4的数据采集接口与所述数据采集线3的采集端的连接关系，按压卷线按钮5，数据采集线3收缩。并将数据采集器4装入数据采集器存放腔室1b内。