一种基于物联网的工地危险点警示系统的制作方法

本实用新型涉及物联网技术领域，特别是一种基于物联网的工地危险点警示系统。

背景技术：

随着我国城镇化建设进程的加快，基本建设规模逐年增大，科技含量高、施工难度大的工程日益增多，工程技术风险日益突出，安全事故频繁发生，造成了严重的生命和财产损失。及时发现工人在作业中的危险情况，及时指示、提示及警告是减少建筑安全事故的必要措施。

物联网是指将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，在技术上又称为“传感网”，被认为是继计算机和互联网之后的“第三次IT浪潮”。就物联网技术而言，其本身是一项信息技术，为建筑施工质量安全管理提供了先进技术手段，通过安装在建筑施工作业现场的各类传感装置，构建智能监控和防范体系，就能有效弥补传统方法和技术在监管中的缺陷，实现对人、机、料、法、环的全方位实时监控，变被动“监督”为主动“监控”。

物联网运用到建筑工地安全监控系统以其监控准确，操作方便，管理方便等优点，将成为发展趋势。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于物联网的工地危险点警示系统，旨在解决现有技术中物联网与工地安全监控系统的对接问题，实现NB-IOT网络与Zigbee网络相结合进行工地安全预警，有效降低监控成本。

为达到上述技术目的，本实用新型提供了一种基于物联网的工地危险点警示系统，包括：

传感器模块、报警模块、ZigBee网络模块、网关模块、NB-IoT网络模块以及应用端；

所述传感器模块将警示信息经近距离传输发送至ZigBee网络模块，网关模块将ZigBee网络模块的报警信息进行协议转换，转换成NB-IoT网络协议，并经NB-IoT网络模块进行远距离传输，并传输至远程应用端。

优选地，所述传感器模块为微波雷达传感器、超声波传感器、红外传感器、温湿度传感器中的任意一种。

优选地，所述ZigBee网络模块采用对等拓扑网络组网，通过多跳方式，增加ZigBee网络覆盖范围。

优选地，所述NB-IOT网络模块通过第三方IOT平台提供的平台数据库以及API服务，创建应用端。

优选地，所述报警模块采用LED灯与语音报警相结合

优选地，所述网关模块基于EVB_M1开发板，实现与ZigBee协调器的串口通信以及与NB-IOT的串口通信。

优选地，所述应用端与主节点进行通信，主节点与多个节点进行通信，所述主节点包括NB-IoT网络模块、网关模块以及ZigBee网络模块，节点包括ZigBee网络模块、传感器模块以及报警模块。

优选地，所述ZigBee网络模块采用CC2530核心板进行搭建。

实用新型内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是实用新型所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

与现有技术相比，本实用新型通过采用最新的NB-IoT物联网技术，提出Zigbee与NB混合网络，使得两种技术优势互补，并预留了大量接口，可在今后的研究中进行功能的扩展，技术的升级，以及网站的融合，实现更加全面、系统的工地管理体系。并通过智能终端工地危险点预警系统的使用，极大的提高了工地安全措施的可靠性，同时，相关管理人员可更好的了解全站的安全情况，对有会发生违章作业的人员及时发现并阻止，解决现有技术中物联网与工地安全监控系统的对接问题，实现NB-IOT网络与Zigbee网络相结合进行工地安全预警，有效降低监控成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所提供的一种基于物联网的工地危险点警示系统结构框图；

图2为本实用新型实施例中所提供的一种基于物联网的工地危险点警示系统网络拓扑结构图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型实施例所提供的一种基于物联网的工地危险点警示系统进行详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种基于物联网的工地危险点警示系统，包括：

传感器模块、报警模块、ZigBee网络模块、网关模块、NB-IoT网络模块以及应用端；

所述传感器模块将警示信息经近距离传输发送至ZigBee网络模块，网关模块将ZigBee网络模块的报警信息进行协议转换，转换成NB-IoT网络协议，并经NB-IoT网络模块进行远距离传输，并传输至远程应用端。

所述传感器模块为微波雷达传感器、超声波传感器、红外传感器、温湿度传感器中的任意一种。以微波雷达传感器为例，其基于多普勒技术原理的微波雷达传感器通过微波发出到反射时，遇到移动的物体产生多普勒频移，可以检测物体的接近或者远离，该种传感器可以适用于任何环境，且定位精度高、检测灵敏度高、穿透能力强且工作可靠性稳定。

所述报警模块采用LED灯与语音报警相结合，通过可定制语音的语音芯片，经功放电路和喇叭输出定制提示音，配合LED灯光，实现带语音提示的声光报警。

所述ZigBee网络模块采用CC2530核心板进行搭建，使用短距离通信技术，将传感器的数据信息传递到网关，并将网关传递的控制信息发送到相应传感器。

所述ZigBee网络基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，是一个开放的无线网络状网络技术。ZigBee采用动态、自主的路由协议，基于AODV的路由技术，这种独特的架构使ZigBee拥有近距离、低复杂度、自组织、低功耗的特点。其采用网状型对等拓扑网络，通过多跳方式，增加ZigBee网络覆盖范围。另外，网络传输的数据量非常少，仅为一个变量信号和控制信号，ZigBee的传输速率完全满足要求。

所述NB-IoT网络模块用于实现远距离的数据传输，NB-IoT全称为窄带物联网，可以直接部署于LTE网络，良好的兼容性降低了部署的成本。其本身具有更低的功耗，理论上估算，承载NB-IoT的终端模组基于电池的待机时间可达10年之久。

所述网关模块用于实现在ZigBee网络和NB-IOT网络之间传输。其采用单片机及片上系统，从而实现Zigebee网络与NB-IoT网络的协议转换。所述网关模块采用基于EVB_M1开发板进行开发，即在EVB_M1搭载ZigBee模块，完成通信协议转换，实现与ZigBee协调器的串口通信以及与NB-IOT的串口通信。

所述应用端实现设备信息的传输、储存与控制。所述应用端基于大型NB平台作为服务器，其采用CoAP协议，数据传输可靠，安全性高。

在近距离物联网中，为增大网络覆盖面积，采用网状型对等拓扑网络，使得节点与节点之间可以传递数据，如图2所示。所述应用端与主节点进行通信，主节点与多个节点进行通信，所述主节点包括NB-IoT网络模块、网关模块以及ZigBee网络模块，节点包括ZigBee网络模块、微波雷达传感器以及报警模块。

所述微波雷达传感器以及报警模块组成感知层，所述网关模块、NB-IoT网络模块以及NB-IoT网络模块组成网络层，所述应用端为应用层。

在完成上述部署后，对下行通信进行测试，在应用端对每个节点进行控制测试，测试其能否打开或关闭传感器；对上行通信进行测试，触发每个节点的传感器，测试应用端是否显示正确；测试上行通信延迟，对网络进行丢包测试、延时测试，每两个节点距离90厘米，天线全功率(0xF5)，无干扰，每次发送320字节数据，有效16个字节，测试到后台的延时与丢包率。

本实用新型通过采用最新的NB-IoT物联网技术，提出Zigbee与NB混合网络，使得两种技术优势互补，并预留了大量接口，可在今后的研究中进行功能的扩展，技术的升级，以及网站的融合，实现更加全面、系统的工地管理体系。并通过智能终端工地危险点预警系统的使用，极大的提高了工地安全措施的可靠性，同时，相关管理人员可更好的了解全站的安全情况，对有会发生违章作业的人员及时发现并阻止，解决现有技术中LPWAN技术在工地危险点预警中造价高的问题，实现NB-IOT网络与Zigbee网络相结合，降低成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。