CN108049658A - 智能移动集成房屋及其中央处理器控制方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种智能移动集成房屋，包括框架、门卫房及通道系统，框架包括底板、左侧板、右侧板及顶板，顶板上方四角均固定安装有吊耳；在该框架上还安装有PM2.5检测仪及噪声检测仪；顶板前端上方设有LED显示屏；门卫房内置在框架的一侧；通道系统具有并排内置在框架中的若干道；本公开还提供了一种智能移动集成房屋的中央处理器控制方法，利用身高数据和身份信息一起对是否准入进行判断，准确度更高。本公开的优点在于，该智能移动集成房屋上端具有吊耳，可以将该智能移动集成房屋整体吊装，避免了反复拆卸、搭建，节约了时间，节省物资；该智能移动集成房屋上还实时显示粉尘和噪声数据的显示屏，有助于施工现场控制粉尘和噪声，实现建筑工地文明施工。
Description
技术领域
本公开涉及通道技术领域，尤其涉及一种智能移动集成房屋及其中央处理器控制方法。
背景技术
建筑工地是一个具有一定危险的场所，该场所内只容许佩戴安全防护措施的施工人员进入，其余未被允许或未佩戴安全防护措施的人员一律不得入内，这样才能保证施工现场的安全。
现代安防门禁房屋的基本功能是在出入口处放行某些人或者拒绝某些人通过，并且有报警和记录出入的辅助功能。门禁房屋也随着科技的不断发展而不断进步，从传统的铁锁和暗锁等发展到如今的生物识别门禁房屋；传统的门禁依靠一把铁锁保证安全，其结构简单，且钥匙容易复制，安全性极为不高。目前市场上主流的门禁房屋根据验证方式和识别原理的不同可分为三类：卡式门禁、生物识别门禁、新型门禁。
由于施工环境的限制，设备、材料的安全管理不完善及部分员工的自我防护意识的薄弱，为犯罪分子提供了可乘之机。为了建筑工地安全管理进一步完善，只容许做好安全防护的施工人员进入现场，防护措施未到位或者不被容许的人员，一律不得入内。
建筑工地从业人员实名制管理系统的发展已有几年时间，但截至目前为止绝大部分工地项目实施此系统都是为了创标化工地，另一小部分企业有管理意识但由于建筑行业实际情况的复杂和不规范性导致实名制管理很难落地，但随着社会行业监管的整体要求及行业发展的必然趋势要求，建筑工地人员实名制管理的必要性已迫在眉睫。
现代安防门禁房屋的基本功能是在出入口处放行某些人或者拒绝某些人通过，并且有报警和记录出入的辅助功能。门禁房屋也随着科技的不断发展而不断进步，从传统的铁锁和暗锁等发展到如今的生物识别门禁房屋；传统的门禁依靠一把铁锁保证安全，其结构简单，且钥匙容易复制，安全性极为不高。目前市场上主流的门禁房屋根据验证方式和识别原理的不同主要有卡式门禁、生物识别门禁、新型门禁这几类，虽然各种门禁房屋都具有一定的优点，但是仍然存在很多的弊端。
因此，如何针对上述现有技术所存在的缺点进行研发改良，实为相关业界所需努力研发的目标，本公开设计人有鉴于此，乃思及创作的意念，遂以多年的经验加以设计，经多方探讨并试作样品试验，及多次修正改良，乃推出本公开。
公开内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本公开提供了一种多重识别功能于一体的智能移动集成房屋及其中央处理器控制方法。
(二)技术方案
本公开提供了一种智能移动集成房屋，包括：
框架，为整体长方体框架，包括底板、左侧板、右侧板及顶板，所述顶板上方四角均固定安装有吊耳；在该框架上还安装有PM2.5检测仪及噪声检测仪；所述顶板前端上方竖立设有实时显示PM2.5检测仪及噪声检测仪反馈数据的LED显示屏；
门卫房，内置在框架的一侧；
通道系统，具有并排内置在框架中的若干道。
在本公开的一些实施例中，所述通道系统包括呈前后设置的身份识别区、放行区及中央处理器；
所述身份识别区包括：
重力检测装置，位于身份识别区下方，接收加载在其上的重力信号，并传送到信息中央处理器；
超声波收发装置，位于身份识别区上方，与中央处理器连接并由其触发启动，发射并接收超声波信号；
条码扫描装置，位于身份识别区的左侧或右侧，与中央处理器连接并由其触发启动；
所述放行区包括三辊闸装置，所述三辊闸装置与中央处理器连接并由其触发动作；
所述中央处理器接收重力信号，根据重力信号触发条码扫描装置和超声波收发装置开启，接收条码扫描装置和超声波收发装置的反馈信息并运算，根据运算结果判断是否开启三辊闸装置。
在本公开的一些实施例中，所述身份识别区具有横设在通道系统上的门型框架，所述重力检测装置位于门型框架下方，所述超声波收发装置安装在门型框架的横杆，所述条码扫描装置安装在超生波发生装置的左侧或右侧竖杆上。
在本公开的一些实施例中，所述超声波收发装置具有若干呈矩阵分布的超声波收发器，所述超生波收发器发射的超声波传播路径为竖直方向。
在本公开的一些实施例中，所述条码扫描装置的扫描头沿门框竖杆延伸设置，且设置在竖杆高度1.4-2.0米内。
在本公开的一些实施例中，所述重力检测装置包括若干呈矩阵平铺分布的压力传感器。
在本公开的一些实施例中，所述压力传感器包括：
PVDF压电薄膜，其上下两侧面镀有导电层；
绝缘薄膜基底，包覆在PVDF压电薄膜的上下两侧面上，包括：
底层绝缘部，其上具有对应于PVDF压电薄膜的安装格且每个安装格处均具有一根PVDF压电薄膜引线；
顶层绝缘部，其上具有对应于PVDF压电薄膜的安装格且每个安装格处均具有另一根PVDF压电薄膜引线。
在本公开的一些实施例中，所述压力传感器连接有前置放大电路。
在本公开的一些实施例中，所述超声波收发装置为超声波收发一体装置，包括超声波发射电路、超声波接收电路及超声波探头；
所述超声波发射电路包括三级管及升压变压器；
所述超声波接收电路包括二极管、三极管及放大滤波电路。
本公开还提供了一种上述智能移动集成房屋中央处理器控制方法，包含如下控制步骤：
S1初始化；
S2判断是否接收到重力检测装置上的重力信号，若否则继续判断，若是则进入下一步；
S3启动超声波收发装置，运算得到身高h；启动条码扫描装置，识别条码中的身份信息；
S4判断身份信息是否和数据库中某个人员信息X一致，若是则进入下一步，若否则则发出警报；
S5判断身高h是否和数据库中的人员信息X相符，若是，则进入下一步，若否则发出警报；
S6三辊闸装置开启。
在本公开的一些实施例中，所述身高h计算方法步骤如下：
S1发射方波信号，开始计时；
S2判断是否收到方波信号，若否则继续判断，若是则进入下一步；
S3停止计时，保存时间信息t；
S4根据公式h＝H-vt/2得出身高数据，其中H为门型框架的高度，v为声波在空气中的传播速度。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本公开至少具有以下有益效果其中之一：
(1)该智能移动集成房屋为一体成型，且上端具有吊耳，当一处工地施工结束需要转换到另一工地时，可以将该智能移动集成房屋整体吊装，搬运到下一处施工现场，避免了反复拆卸、搭建，节约了时间，节省物资；该智能移动集成房屋上还具有检测粉尘、噪声的检测仪器及实时显示粉尘和噪声数据的显示屏，有助于施工现场控制粉尘和噪声，实现建筑工地文明施工；
(2)该智能移动集成房屋将通道分为身份识别区和放行区，操作空间大，解决了传统门禁通道狭小，舒适度低的问题，在身份识别区内增加了三重检测装置，重力检测装置检测是否有人员要出入门禁，随后，超声波收发装置检测人员的身高数据；条码扫描装置识别人员所携带的条码内的身份信息，身高数据和扫描所得的身份信息相整合运算，最后两者皆合格的才允许放行，大大提高了身份识别的准确度，且条码扫描装置扫描的条码可以安装在防护设施上，如安全帽，这样一来只有佩戴安全帽的施工人员才能进入施工现场，大大提高了安全系数；三重检测装置均与门型框架相关联设置，明确划分了身份识别区的位置，各检测部件在门型框架上也具有各自的安装位置，发挥各自的功能；
(3)矩阵分布的超声波收发器，具有较大的识别区域，即使人员不是站立在最中间位置，仍然可以有效的进行检测；
(4)建筑工地最重要的防护设施便是安全帽，将条码张贴在安全帽上或者其他方式安装在安全帽上，只有佩戴安全帽的人才能入内，且扫描头的高度正好在人的正常身高内，能基本确定施工人员是将帽子佩戴在头上的；
(5)PVDF薄膜压电效应明显，压电系数比石英高十余倍，比压电陶瓷低十余倍，具有很高的化学稳定性，且吸水率很低；具有很高的内阻尼和很高的固有频率，因而具有优异的宽频带相应特性，材料价格低廉、加工性能好，非常适合制作铺设在底面上的重力检测装置；
(6)本公开将PVDF传感器阵列设计成底层绝缘部和顶层绝缘部叠加而成的夹心式多层结构，使它具有良好的绝缘性和屏蔽性；
(7)由于PVDF薄膜很薄，因此引线问题成为一大难题，本公开采用在绝缘薄膜基底上光刻铜制栅线的方法来制作引线，将栅线作为信号引出端，并通过接插元件与多路模拟开关连接；
(8)本公开的超声波收发装置为一体式收发装置，探头可同时发射和接收超声波，收发的有效区域变大；
(9)利用超声测身高，误差小，效率高；
(10)利用身高数据和身份信息一起对是否准入进行判断，准确度更高。
附图说明
图1为本公开实施例的主视图。
图2为本公开实施例的俯视图。
图3为本公开硬件关系图。
图4为本公开实施例的压力传感器示意图。
图5为本公开实施例的超声波发射电路图。
图6为本公开实施例的超声波接收电路图。
图7为本公开实施例的中央处理器控制流程图
图8位本公开实施例的身高h计算方法流程图。
【本公开主要元件符号说明】
1、门卫房； 2、重力检测装置； 21、底层绝缘部；
22、顶层绝缘部； 23、PVDF压电薄膜； 24、压力传感器；
3、三辊闸装置； 4、超声波收发装置； 5、条码扫描装置；
6、门型框架； 61、横杆； 62、竖杆；
71、左侧板； 72、右侧板； 73、底板；
74、顶板； 75、PM2.5检测仪； 76、噪声检测仪；
77、显示屏； 78、吊耳； A、放行区；
B、身份识别区。
具体实施方式
本公开提供了一种智能移动集成房屋。该智能移动集成房屋将通道分区设置，操作空间大，增加了三重检测装置，大大提高了身份识别的准确度。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
在本公开的一个示例性实施例中，提供了智能移动集成房屋。如图1、图2所示，本公开包括框架、门卫房1及通道系统，门卫房1内置在框架的一侧，通道系统具有并排内置在框架中的若干道。
以下分别对本实施例的各个组成部分进行详细描述。
框架，为整体长方体框架，包括底板73、左侧板71、右侧板72及顶板74，顶板74上方四角均固定安装有吊耳78；当一处工地施工结束需要转换到另一工地时，可以利用吊耳78将该智能移动集成房屋整体吊装，搬运到下一处施工现场，避免了反复拆卸、搭建，节约了时间，节省物资；在该框架上还安装有PM2.5检测仪75及噪声检测仪76；顶板74前端上方竖立设有实时显示PM2.5检测仪及噪声检测仪反馈数据的LED显示屏77，有助于施工现场控制粉尘和噪声，实现建筑工地文明施工。
每道通道系统包括呈前后设置的身份识别区B、放行区A及中央处理器。
身份识别区B包括重力检测装置2、超声波收发装置4及条码扫描装置5；
其中，重力检测装置1位于身份识别区B下方，接收加载在其上的重力信号，并传送到信息中央处理器。如图4所示，重力检测装置1包括若干呈矩阵平铺分布的压力传感器24，每个压力传感器24包括PVDF压电薄膜23和包覆在PVDF压电薄膜23的上下两侧面上的绝缘薄膜基底，绝缘薄膜基底保护PVD压电薄膜23不受外界的磨损侵蚀。PVDF压电薄膜23的上下两侧面镀有导电层；由于PVDF压电薄膜23很薄，因此采用在绝缘薄膜基底上光刻铜制栅线的方法来制作引线，再将栅线作为信号引出端，并通过接插元件与多路模拟开关连接，在制作时，绝缘薄膜基底包括包覆在PVDF压电薄膜23下方和上方的底层绝缘部21和顶层绝缘部22，底层绝缘部22上具有对应于PVDF压电薄膜23的安装格且每个安装格处均具有一根PVDF压电薄膜引线；顶层绝缘部21上也具有对应于PVDF压电薄膜的安装格且每个安装格处均具有另一根PVDF压电薄膜引线，将传感器阵列设计成夹心式多层结构，使它具有良好的绝缘性和屏蔽性，两根引线一正一负，将其间的PVDF压电薄膜23电荷导出。若干压力传感器24呈矩阵分布，即使踩偏也能感受到重力的作用，便于后续中央处理设备发出指令。由于传感器受压力应力后会有电荷产生，电荷量不能直接测量，必须经电荷放大装置将电荷信号转换成电压信号才能进行采集，因此压力传感器连接有前置放大电路，该放大电路与PVDF压电薄膜传感器阻抗匹配，把高阻抗输入变为低阻抗输出，且由于PVDF压电薄膜在受力作用下产生的电荷易通过放电回路泄露，产生测量误差。因此，为了减少测量误差，设计了该放大电路。
其中，声波收发装置位于身份识别区上方，与中央处理器连接并由其触发启动，发射并接收超声波信号，用于身高h的测定，由于身高是一个短时间内变化极小的人体生物特性，同一个人在一般施工时长内一般不会变化；超声波收发装置具有若干呈矩阵分布的超声波收发器，超生波收发器发射的超声波传播路径为竖直方向，身高数据计算公式较为简单，系统反应快。超声波收发装置为超声波收发一体装置，包括超声波发射电路、超声波接收电路及超声波探头；如图5所示，考虑到收发一体式探头的余振效应，由中央处理器发出的激励信号不应过多，经过试验最终确定由定时器发出8个频率为40k Hz、占空比为50％的方波，经过一级三极管放大，再经过升压变压器作用到超声波探头上。采用三极管和变压器是为了避免回波对发射电路的影响，同时变压器具有功率放大的作用超声波发射电路包括三级管及升压变压器；如图6所示，由于采用了收发一体传感器，因而收发信号之间会产生干扰，发射波和回波同时存在，较大能量的发送信号和较弱的回波直接进入放大滤波电路会使电路工作不稳定。为此接收电路接入三极管和二极管，以保护后面的放大滤波电路，提高系统稳定性。超声波接收电路包括二极管、三极管及放大滤波电路。
其中，条码扫描装置位于身份识别区的左侧或右侧，与中央处理器连接并由其触发启动。
另外，放行区包括三辊闸装置，三辊闸装置与中央处理器连接并由其触发动作；
还有的就是，如图3所示，中央处理器接收重力信号，根据重力信号触发条码扫描装置和超声波收发装置开启，接收条码扫描装置和超声波收发装置的反馈信息，中央处理器中储存有所有准入人员的身份信息及身高信息，外接装置反馈的信息与事先储存的信息进行比对，比对无误则开启三辊闸装置，若存在差异则不开启三辊闸装置。本公开选用LPC1768处理器。LPC1768有以太网、USB主机等优势。它是比较高端的芯片，是LPC17XX系列中的一员。LPC17XX系列微控制器的外设组件包含高达512KB的flash存储器、64KB的数据存储器、以太网MAC、USB主机/从机/OTG接口、8通道DMA控制器、4个UART、2条CAN通道、2个SSP控制器、SPI接口、3个IIC接口、2输入和2输出的IIS接口、8通道的12位ADC、10位DAC、电机控制PWM、正交编码器接口、4个通用定时器、6输出的通用PWM、带有独立电池供电的超低功耗RTC和多达70个通用IO管脚。采用LPC1768作为开发的平台，不但价格低廉，而且性能很强。另外此款处理器具有丰富的硬件结构和外围接口，让以此作为平台的系统具有很强的可扩展性。
为了规范人员排队及将人员限制在测量范围内，身份识别区B具有横设在通道系统上的门型框架6，重力检测装置1位于门型框架6下方，超声波收发装置4安装在门型框架6的横杆61，条码扫描装置5安装在超声波发生装置的左侧或右侧竖杆62上。
值得一提的是，条码扫描装置5的扫描头沿门框竖杆62延伸设置，且设置在竖杆高度1.4-2.0米内。这样一来，便于将条码张贴在安全帽上或者其他方式安装在安全帽上，只有佩戴安全帽的人才能入内，且扫描头的高度正好在人的正常身高内，能基本确定施工人员是将帽子佩戴在头上的。
如图7所示，中央处理器在工作时，包含如下控制步骤：
S1初始化；
S2判断是否接收到重力检测装置上的重力信号，若否则继续判断，若是则进入下一步；
S3启动所有超声波收发装置，运算得到身高h；启动条码扫描装置，识别条码中的身份信息；
S4判断身份信息是否和数据库中某个人员信息X一致，若是则进入下一步，若否则则发出警报；
S5判断身高h是否和数据库中的人员信息X相符，若是，则进入下一步，若否则发出警报；
S6三辊闸装置开启。
其中，如图8所示，身高h计算方法步骤的如下：
S1超声波收发装置同一时间均发射方波信号，开始计时；
S2判断是否有超声波收发装置收到方波信号，若否则继续判断，若是则进入下一步；
S3停止计时，保存时间信息t；
S4根据公式h＝H-vt/2得出身高数据，其中H为门型框架的高度，v为超声波在空气中的传播速度。
至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开有了清楚的认识。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式。
还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种智能移动集成房屋，其特征在于，包括：
框架，为整体长方体框架，包括底板、左侧板、右侧板及顶板，所述顶板上方四角均固定安装有吊耳；在该框架上还安装有PM2.5检测仪及噪声检测仪；所述顶板前端上方竖立设有实时显示PM2.5检测仪及噪声检测仪反馈数据的LED显示屏；
门卫房，内置在框架的一侧；
通道系统，具有并排内置在框架中的若干道。
2.根据权利要求1所述的智能移动集成房屋，其特征在于，所述通道系统包括呈前后设置的身份识别区、放行区及中央处理器；
所述身份识别区包括：
重力检测装置，位于身份识别区下方，接收加载在其上的重力信号，并传送到信息中央处理器；
超声波收发装置，位于身份识别区上方，与中央处理器连接并由其触发启动，发射并接收超声波信号；
条码扫描装置，位于身份识别区的左侧或右侧，与中央处理器连接并由其触发启动；
所述放行区包括三辊闸装置，所述三辊闸装置与中央处理器连接并由其触发动作；
所述中央处理器接收重力信号，根据重力信号触发条码扫描装置和超声波收发装置开启，接收条码扫描装置和超声波收发装置的反馈信息并运算，根据运算结果判断是否开启三辊闸装置。
3.根据权利要求2所述的智能移动集成房屋，其特征在于，所述身份识别区具有横设在通道系统上的门型框架，所述重力检测装置位于门型框架下方，所述超声波收发装置安装在门型框架的横杆，所述条码扫描装置安装在超生波发生装置的左侧或右侧竖杆上。
4.根据权利要求3所述的智能移动集成房屋，其特征在于，所述超声波收发装置具有若干呈矩阵分布的超声波收发器，所述超生波收发器发射的超声波传播路径为竖直方向。
5.根据权利要求3所述的智能移动集成房屋，其特征在于，所述条码扫描装置的扫描头沿门框竖杆延伸设置，且设置在竖杆高度1.4-2.0米内。
6.根据权利要求2所述的智能移动集成房屋，其特征在于，所述重力检测装置包括若干呈矩阵平铺分布的压力传感器。
7.根据权利要求6所述的智能移动集成房屋，其特征在于，所述压力传感器包括：
PVDF压电薄膜，其上下两侧面镀有导电层；
绝缘薄膜基底，包覆在PVDF压电薄膜的上下两侧面上，包括：
底层绝缘部，其上具有对应于PVDF压电薄膜的安装格且每个安装格处均具有一根PVDF压电薄膜引线；
顶层绝缘部，其上具有对应于PVDF压电薄膜的安装格且每个安装格处均具有另一根PVDF压电薄膜引线。
8.根据权利要求7所述的智能移动集成房屋，其特征在于，所述压力传感器连接有前置放大电路。
9.根据权利要求2所述的智能移动集成房屋，其特征在于，所述超声波收发装置为超声波收发一体装置，包括超声波发射电路、超声波接收电路及超声波探头；
所述超声波发射电路包括三级管及升压变压器；
所述超声波接收电路包括二极管、三极管及放大滤波电路。
10.根据权利要求1-9任一项所述的中央处理器控制方法，其特征在于，包含如下控制步骤：
S1初始化；
S2判断是否接收到重力检测装置上的重力信号，若否则继续判断，若是则进入下一步；
S3启动超声波收发装置，运算得到身高h；启动条码扫描装置，识别条码中的身份信息；
S4判断身份信息是否和数据库中某个人员信息X一致，若是则进入下一步，若否则则发出警报；
S5判断身高h是否和数据库中的人员信息X相符，若是，则进入下一步，若否则发出警报；
S6三辊闸装置开启。
11.根据权利要求10所述的中央处理器控制方法，其特征在于，所述身高h计算方法步骤如下：
S1发射方波信号，开始计时；
S2判断是否收到方波信号，若否则继续判断，若是则进入下一步；
S3停止计时，保存时间信息t；
S4根据公式h＝H-vt/2得出身高数据，其中H为门型框架的高度，v为声波在空气中的传播速度。
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