本实用新型属于塔吊施工技术领域，具体涉及一种基于人工智能的塔吊防碰撞传感器。
背景技术：
随着中国经济的高速发展和建筑业的蓬勃，塔吊的用量剧增，中国已成为世界第一塔吊国。现在的建筑工地上常常是几百座塔吊同时作业，存在多个交叉工作区。目前的塔吊施工都是通过施工人员爬到塔吊上去，坐在操作室操作塔吊工作。这样的工作环境经常会造成操作员误判距离导致塔吊碰撞障碍物或者塔吊与塔吊之间碰撞，这种情况是非常危险的，很容易造成人员伤亡。面对目前的施工情况，操作员急需要一种能辅助判断距离的设备来帮助他们，这样施工安全就有了一定的保障，也可以避免一些不必要的事故发生。
塔吊施工中的安全问题非常严重，目前大多数建筑工地上的塔吊施工都是比较传统的依靠人眼去判断和障碍物的距离，塔吊操作者往往是通过经验来判断，没有准确的数据作为依据，所以在建筑工程的塔吊作业上经常会出安全事故。
一种基于arm的自组织塔吊防碰撞系统(cn201610125810)公开了了一种塔吊防碰撞系统，系统非常复杂，通过无线通信方式将每个塔吊都连入了整个系统，包括塔吊的位置，高度等。有很多参数是不必要的，比如高度、塔吊位置在真正的施工现场是没必要的，塔吊周围环境也不能实时展现。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种基于人工智能的塔吊防碰撞传感器，旨在解决既有方法过于复杂，无法准确判断距离的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供一种基于人工智能的塔吊防碰撞传感器，包括壳体、设置在所述壳体顶部的雷达发射探头、雷达接收探头及摄像头，所述壳体内部设置有数据处理模块，所述数据处理模块分别与所述雷达发射探头、雷达接收探头及摄像头电连接，所述壳体两侧设置有安装支架，所述壳体底部设置有传输线孔。
优选地，所述数据处理模块包括微处理器、与所述微处理器电连接的数据传输接口、与所述微处理器电连接的设备接口、及供电单元。
优选地，所述微处理器具体采用stm32f103rct6微处理器。
优选地，所述微处理器的引脚20分别与电阻r19、r24及稳压二极管d9负极连接，所述电阻r24及稳压二极管d9正极均接地，所述电阻r19的另一端与雷达发射探头接口j10的引脚1连接，所述雷达发射探头接口j10的引脚4分别与供电电压端、电容c31、c32连接，所述电容c31、c32的另一端均接地。
优选地，所述微处理器的引脚21分别与电阻r20、r25及稳压二极管d10负极连接，所述电阻r25及稳压二极管d10正极均接地，所述电阻r20的另一端与雷达接收探头接口j11的引脚1连接，所述雷达接收探头接口j11的引脚4分别与供电电压端、电容c33、c34连接，所述电容c33、c34的另一端均接地。
优选地，所述微处理器的引脚16分别与电阻r22及usb芯片的阴极26连接，所述微处理器的引脚17分别与电阻r23及usb芯片的阴极25连接，所述电阻r22、r23的另一端与供电电压端连接，所述usb芯片的引脚4分别与usb接口的引脚3及瞬态抑制器的引脚4连接，所述usb芯片的引脚5分别与usb接口的引脚2及瞬态抑制器的引脚6连接。
优选地，所述供电单元中，降压稳压器的引脚1依次与电阻r14、电容c11连接，降压稳压器的引脚2和引脚3均分别与供电电压端、直流电源接口j18、二极管d3、电容c24、c25、c26连接，所述二极管d3的另一端接地，所述电容c24、c25、c26的另一端均接地。
优选地，所述供电单元中，稳压器的引脚1和引脚3均分别与供电电压端、电容c15、c18连接，稳压器的引脚2及电容c15、c18的另一端均接地，稳压器的引脚5分别与供电电压端、电容c19、c16连接，所述电容c19、c16的另一端均接地，稳压器的引脚4通过电容c17接地。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用雷达和摄像头结合在一起，实现塔吊防碰撞的目的；本实用新型的传感器单独安装于塔吊上，传感器之间没有联系，具有结构简单、成本低廉、安装便捷的优点。
附图说明
图1是本实用新型的基于人工智能的塔吊防碰撞传感器的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中微处理器的电路原理图；
图3是本实用新型实施例中数据传输接口的电路原理图；
图4是本实用新型实施例中设备接口的电路原理图；
图5是本实用新型实施例中供电单元的电路原理图。
其中附图标记为：1、壳体，2、雷达发射探头，3、雷达接收探头，4、摄像头，5、安装支架，6、传输线孔。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例的主要解决方案是：
一种基于人工智能的塔吊防碰撞传感器，包括壳体1、设置在所述壳体1顶部的雷达发射探头2、雷达接收探头3及摄像头4，所述壳体1内部设置有数据处理模块，所述数据处理模块分别与所述雷达发射探头2、雷达接收探头3及摄像头4电连接，所述壳体1两侧设置有安装支架5，所述壳体1底部设置有传输线孔6。
如图1所示，本实用新型的基于人工智能的塔吊防碰撞传感器采用方形壳体1；雷达发射探头2和雷达接收探头3均采用筒状结构，固定安装在壳体1顶部；摄像头4采用内嵌的方式固定安装在壳体1顶部；利用雷达发射探头2、雷达接收探头3及摄像头4实现测距和实时视频监控，具体流程为：
利用雷达发射探头2不断的向周围发射脉冲，如果遇到障碍物则会反射脉冲到雷达接收探头3，通过发射和接收的时间差来计算安装点与障碍物的距离，并通过高清摄像头4实时查看塔吊安装点周围环境，确认障碍物位置。
上述雷达发射探头2、雷达接收探头3及摄像头4的具体应用为本领域的常规技术手段，本实用新型不做赘述。
上述壳体1的两侧设置有三角形安装支架5，安装支架5上开设有螺丝孔；本实用新型的传感器在安装时，只需要在塔吊的最远端打两个螺丝孔，通过安装支架5将传感器固定在塔吊上，安装简单方便。
此外，本实用新型还包括报警器，报警器与数据处理模块连接，一旦有障碍物和塔吊的距离超过了安全值，安装在操作室的报警器就会立即报警。塔吊操作者可通过操作室的视频监控和报警器判断塔吊所处环境，以便正确操作塔吊。
下面对本实用新型的传感器中数据处理模块的具体电路设计作进一步详细说明。
上述数据处理模块包括微处理器、与所述微处理器电连接的数据传输接口、与所述微处理器电连接的设备接口、及供电单元。
上述微处理器具体采用stm32f103rct6单片机，微处理器作为数据处理中心，接收雷达接收探头采集的脉冲信号并进行处理，当有异常距离数据时生成报警信号并通过端口传输给报警器，同时将采集的距离传输到操作室的液晶显示器上；并且还接收摄像头采集的视频信号，进行模数转换后通过数据传输线传输到操作室的液晶显示器上，达到实时显示的目的。
上述微处理器u1的引脚20分别与电阻r19、r24及稳压二极管d9负极连接，所述电阻r24及稳压二极管d9正极均接地，所述电阻r19的另一端与雷达发射探头接口j10的引脚1连接，所述雷达发射探头接口j10的引脚4分别与12v供电电压端vdd、电容c31、c32连接，所述电容c31、c32的另一端均接地。
上述微处理器u1的引脚21分别与电阻r20、r25及稳压二极管d10负极连接，所述电阻r25及稳压二极管d10正极均接地，所述电阻r20的另一端与雷达接收探头接口j11的引脚1连接，所述雷达接收探头接口j11的引脚4分别与12v供电电压端vdd、电容c33、c34连接，所述电容c33、c34的另一端均接地。
上述微处理器u1的引脚16分别与电阻r22及usb芯片u2的阴极26连接，该usb芯片u2具体采用cp2102usb芯片；所述微处理器的引脚17分别与电阻r23及usb芯片u2的阴极25连接，所述电阻r22、r23的另一端与3.3v供电电压端vdd连接；所述usb芯片u2的引脚4分别与usb接口接口j19的引脚3及瞬态抑制器u3的引脚4连接；所述usb芯片u2的引脚5分别与usb接口j19的引脚2及瞬态抑制器u3的引脚6连接，该瞬态抑制器u3具体采用sn65220瞬态抑制器，该usb接口j19采用microusb接口，作为数据传输接口与摄像头连接，接收摄像头采集的视频信号。
上述微处理器u1的引脚1、引脚13、引脚19和引脚32均连接3.3v供电电压端vdd，微处理器u1的引脚12、引脚18、引脚28和引脚31均接地，微处理器u1的引脚5分别与电容c1及8m芯片y1的引脚1连接，微处理器u1的引脚6分别与电容c2及8m芯片y1的引脚3连接，电容c1、c2的另一端均接地，微处理器u1的引脚7分别与电阻r1及电容c3连接，电阻r1的另一端连接3.3v供电电压端vdd，电容c3的另一端接地，微处理器u1的引脚64和引脚48与3.3v供电电压端vdd连接，微处理器u1的引脚63、引脚60和引脚47均接地。
上述微处理器u1的引脚59、引脚58、引脚57和引脚56与数据传输接口j15连接，数据传输接口j15作为雷达探头采集的距离数据传输接口，通过传输线传输到操作室的液晶显示器。
上述微处理器u1的引脚40、引脚39、引脚38和引脚37与数据传输接口j16连接，数据传输接口j16作为视频数据传输接口，通过传输线传输到操作室的液晶显示器。
上述微处理器u1的引脚49分别与电阻r7及调试接口j8的引脚2连接，微处理器u1的引脚46分别与电阻r8及调试接口j8的引脚3连接，电阻r7的另一端及调试接口j8的引脚1均与3.3v供电电压端vdd连接，电阻r8的另一端及调试接口j8的引脚4均接地。
上述微处理器u1的引脚55与报警器接口j9的引脚2连接，报警器接口j9的引脚1连接5v供电电压端vdd，报警器接口j9的引脚4接地；微处理器u1的引脚54与报警器接口j12的引脚2连接，报警器接口j12的引脚1连接5v供电电压端vdd，报警器接口j12的引脚4接地
上述微处理器u1的引脚41与发光二极管d6正极连接，发光二极管d6的负极与电阻r13连接，发光二极管d5的正极与3.3v供电电压端vdd连接，发光二极管d5的负极与电阻r12连接，电阻r12、r13的另一端均接地。
上述微处理器u1的引脚24、引脚25、引脚26和引脚27与设备接口j14连接，微处理器u1的引脚8、引脚9、引脚10和引脚11与设备接口j12连接，设备接口j14和j12作为备用端口，便于后期功能扩展。
上述供电单元中，降压稳压器u4具体采用lmr14030降压稳压器，将外部直流电源降压得到5v供电电压，其引脚1依次与电阻r14、电容c11连接，降压稳压器u4的引脚2和引脚3均分别与供电电压端、直流电源接口j18、二极管d3、电容c24、c25、c26连接，所述二极管d3的另一端接地，所述电容c24、c25、c26的另一端均接地。
稳压器u5具体采用sgm2019稳压器，将5v供电电压降压得到3.3v供电电压，其引脚1和引脚3均分别与供电电压端、电容c15、c18连接，稳压器u5的引脚2及电容c15、c18的另一端均接地，稳压器u5的引脚5分别与供电电压端、电容c19、c16连接，所述电容c19、c16的另一端均接地，稳压器u5的引脚4通过电容c17接地。
本实用新型将雷达和摄像头结合在一个传感器设备中，运用在塔吊上防碰撞上，利用雷达测距、摄像头观察环境，两者同步进行，在塔吊施工中相辅相成，使得塔吊操作者可通过操作室的视频监控和报警器判断塔吊所处环境，以便正确操作塔吊。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本实用新型的原理，应被理解为本实用新型的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本实用新型公开的这些技术启示做出各种不脱离本实用新型实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本实用新型的保护范围内。