CN108726377A - 一种适用于起重机的安全监控系统 - Google Patents

Abstract

一种适用于起重机的安全监控系统，它包括中央处理单元，中央处理单元的输出端分别与第一显示单元、第一数据传输单元连接，中央处理单元的输入端与传感器，数据传输单元与数据接收单元连接，数据接收单元的输出端分别与数据存储单元以及第二显示单元连接。本发明目的是提供一种适用于起重机的安全监控系统，以达到在远程后台对起重机进行实时监控的目的。

Description

一种适用于起重机的安全监控系统

技术领域

本发明专利涉及数据传输格式及起重机的安全控制技术领域，是一种适用于起重机的安全监控系统。

背景技术

随着经济快速发展，各种起重设备作为物料运输机械被投入到施工现场进行使用，并且不断朝着智能化和大型化的方向发展，起重设备的安全运行成为一个重要的研究课题。

根据国标要求，常见的起重机如桥式起重机、门式起重机、流动式起重机、塔式起重机、架桥机等需要监控起重量、起升高度、运行行程、幅度、风速等多个参数以及起升制动、上升限位、过松、过紧、行程限位、运行联锁、门限位、防碰撞等多个开关量。这些参数和开关量可以反应出起重机的运行状态和驾驶员的操作情况，对起重机的管理起到了至关重要的作用。

目前，起重机监控管理系统一般都安装在驾驶室内，司机在驾驶起重机时可随时获取参数信息。这种方式存在以下几个问题：一、管理员需要进入驾驶室内下载数据才可获取各种历史参数，对起重机的使用情况不能实时掌握；二、系统内存有限，只能存储一段时间的参数，之前的数据可能会被覆盖，无法对起重机建立完整的档案。

如今，越来越多的起重机用户提出了在远程后台监控起重机的需求，在驾驶室内主机显示各项参数的同时，管理员可随时随地登录后台查看起重机的信息，不仅能够增强实时性，还可以同时管理多台起重机设备，提高工作效率，而且远程后台可将起重机的所有历史参数进行存储，方便对起重机进行建档管理。

发明内容

本发明目的是提供一种适用于起重机的安全监控系统，以达到在远程后台对起重机进行实时监控的目的。

为达到上述目的，本发明的设计方案是：

一种适用于起重机的安全监控系统，它包括中央处理单元，中央处理单元的输出端分别与第一显示单元、第一数据传输单元连接，中央处理单元的输入端与传感器，数据传输单元与数据接收单元连接，数据接收单元的输出端分别与数据存储单元以及第二显示单元连接。

在使用时采用以下步骤：

1）通过传感器测量起重量、起升高度、转速、运行行程、幅度、风速、起升制动、上升限位、过松、过紧、行程限位、运行联锁、门限位、防碰撞中的一种或多种参数及开关量，并将测量获得的数据传输给中央处理单元；

2）中央处理单元处理所测信号，得出起重设备的参数及运行状态并通过第一显示单元（2）进行显示，同时，中央处理单元将处理后的数据传输给数据传输单元；

3）数据传输单元将起重机参数及运行状态按照上述数据格式集进行格式封装；

4）数据传输单元与数据接收单元连接，建立数据传输通道，并将封装后的数据传输给数据接收单元；

5）数据接收单元对数据进行解封装，进行判断，并取出测量所得到的起重机参数及运行状态；

6）数据存储单元及显示单元分别对数据接收单元所传输的数据进行存储和显示；

7）根据判断所得结果，重复步骤4）到6），直到所有数据接收完成。

在步骤7）中，数据接传输完成后，关闭数据传输单元与数据接收单元之间的通讯连接。

在进行格式封装的时候，采用的封装格式从一端至另一端包括帧头、设备ID号、设备类型、数据长度、帧包总数、本帧序号、用户设备编号、数据域、校验域、帧尾。

上述帧头为10个字节，用于数据接收单元开始接收数据；校验域由4个字节表示，为帧头到数据域所有数值的校验和；帧尾由10个字节表示，可标识一帧数据传输结束。

上述设备ID号由8个字节表示，用于标识起重机安全监控系统的全球唯一编号。

上述设备类型由8个字节表示，包括起重设备大类和具体分类两个字段，两者均为4个字节，起重设备大类为1时表示所监控的设备为起重机，为2时表示所监控的设备为挖掘机，为3时表示监控的测设备为电梯，为4时表示所监控的设备为索道，为5时表示所监控的设备为大型游乐设备。

当所监控的起重设备大类为起重机时，具体分类为1时表示该起重设备是桥机，具体分类为2时表示该起重设备是架桥机，具体分类为3时表示该起重设备是龙门吊，具体分类为4时表示该起重设备是汽车吊，具体分类为5时表示该起重设备是履带吊，具体分类为6时表示该起重设备是港机，具体分类为7时表示该起重设备是塔吊，具体分类为8时表示该起重设备是集装箱正面吊，具体分类为9时表示该起重设备是轮胎吊，具体分类为10时表示该起重设备是高架门机，具体分类为11时表示该起重设备是动臂塔吊中的一种，当设备类型不为起重机时，具体分类为0。

数据长度由2个字节表示，指明本帧从帧头到帧尾全部包含的字节数，随数据域的长度变化而变化；帧包总数由1个字节表示，当一组完整的起重机参数及运行状态过长时，数据将被分为多个帧包进行传输，帧包总数指明所有帧包的个数；本帧序号由1个字节表示，指明本帧处在所有数据包中的序号；用户设备编号由8个字节表示，根据客户需求放置起重机设备编号。

上述传感器包括重量传感器、角度传感器、光电编码器、限位开关。

本发明有如下有益效果：

1、通过本发明，实现了起重设备的运行参数上传云端后台的功能，达到了远程监控多台起重设备的目的；

2、具有开放的构架，对于需要采集较多参数的大型起重设备，可根据需求灵活扩展，实现起重机的全面监控。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明中数据传输的流程图；

图3为本发明中封装格式的结构图；

图4是起重量特征的构成示意图；

图5是起升高度特征的构成示意图；

图6是转速特征的构成示意图；

图7是运行行程特征的构成示意图；

图8是幅度特征的构成示意图；

图9是风速特征的构成示意图；

图10是起升制动、上升限位特征的构成示意图；

图11是过松、过紧、行程限位特征的构成示意图；

图12是运行联锁、门限位、防碰撞特征的构成示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种适用于起重机的安全监控系统，它包括中央处理单元1，中央处理单元1的输出端分别与第一显示单元2、第一数据传输单元3连接，中央处理单元1的输入端与传感器4，数据传输单元3与数据接收单元5连接，数据接收单元5的输出端分别与数据存储单元6以及第二显示单元7连接。

如图2所示，在使用时采用以下步骤：

1）通过传感器4测量起重量、起升高度、转速、运行行程、幅度、风速、起升制动、上升限位、过松、过紧、行程限位、运行联锁、门限位、防碰撞中的一种或多种参数及开关量，并将测量获得的数据传输给中央处理单元1；

2）中央处理单元1处理所测信号，得出起重设备的参数及运行状态并通过第一显示单元2进行显示，同时，中央处理单元1将处理后的数据传输给数据传输单元3；

3）数据传输单元3将起重机参数及运行状态按照上述数据格式集进行格式封装；

4）数据传输单元3与数据接收单元5连接，建立数据传输通道，并将封装后的数据传输给数据接收单元5；

5）数据接收单元5对数据进行解封装，进行判断，并取出测量所得到的起重机参数及运行状态；

6）数据存储单元6及显示单元7分别对数据接收单元5所传输的数据进行存储和显示；

7）根据判断所得结果，重复步骤4）到6），直到所有数据接收完成。

在步骤7）中，数据接传输完成后，关闭数据传输单元3与数据接收单元5之间的通讯连接。

如图3所示，在进行格式封装的时候，采用的封装格式从一端至另一端包括帧头8、设备ID号9、设备类型10、数据长度11、帧包总数12、本帧序号13、用户设备编号14、数据域15、校验域16、帧尾17。

帧头8为10个字节，用于数据接收单元开始接收数据；校验域由4个字节表示，为帧头到数据域所有数值的校验和；帧尾由10个字节表示，可标识一帧数据传输结束。

设备ID号9由8个字节表示，用于标识起重机安全监控系统的全球唯一编号。

设备类型10由8个字节表示，包括起重设备大类和具体分类两个字段，两者均为4个字节，起重设备大类为1时表示所监控的设备为起重机，为2时表示所监控的设备为挖掘机，为3时表示监控的测设备为电梯，为4时表示所监控的设备为索道，为5时表示所监控的设备为大型游乐设备。

当所监控的起重设备大类为起重机时，具体分类为1时表示该起重设备是桥机，具体分类为2时表示该起重设备是架桥机，具体分类为3时表示该起重设备是龙门吊，具体分类为4时表示该起重设备是汽车吊，具体分类为5时表示该起重设备是履带吊，具体分类为6时表示该起重设备是港机，具体分类为7时表示该起重设备是塔吊，具体分类为8时表示该起重设备是集装箱正面吊，具体分类为9时表示该起重设备是轮胎吊，具体分类为10时表示该起重设备是高架门机，具体分类为11时表示该起重设备是动臂塔吊中的一种，当设备类型不为起重机时，具体分类为0。

数据长度由2个字节表示，指明本帧从帧头到帧尾全部包含的字节数，随数据域的长度变化而变化；帧包总数由1个字节表示，当一组完整的起重机参数及运行状态过长时，数据将被分为多个帧包进行传输，帧包总数指明所有帧包的个数；本帧序号由1个字节表示，指明本帧处在所有数据包中的序号；用户设备编号由8个字节表示，根据客户需求放置起重机设备编号。

所述传感器4包括重量传感器、角度传感器、光电编码器、限位开关。

如图4所示，起重量包括4个字节，包括起重量数值2个字节和预留点2个字节，待扩展使用，按照国标要求，数值单位为千克。

如图5所示，起升高度包括4个字节，包括起升高度数值2个字节和预留点2个字节，待扩展使用，按照国标要求，数值单位为米。

如图6所示，转速包括4个字节，包括转速数值2个字节和预留点2个字节，待扩展使用，数值单位为米/分。

如图7所示，运行行程包括4个字节，包括运行行程数值2个字节和预留点2个字节，待扩展使用，按照国标要求，数值单位为米。

如图8所示，幅度包括4个字节，包括幅度数值2个字节和预留点2个字节，待扩展使用，按照国标要求，数值单位为米。

如图9所示，风速包括4个字节，包括风速数值2个字节和预留点2个字节，待扩展使用，按照国标要求，数值单位为米/秒。

如图10所示，起升制动、上升限位开关量由最低有效位起依次按位表示主钩起升制动、副钩起升制动、主钩上升限位和副钩上升限位状态，并预留4位待扩展使用，共同组成1个8位字节，当数值为0时，表示状态正常，当数值为1时，表示进入限位状态。

如图11所示，过松、过紧、行程限位开关量由最低有效位起依次按位表示卷筒过松、卷筒过紧、左行程限位和右行程限位状态，并预留4位待扩展使用，共同组成1个8位字节，当数值为0时，表示状态正常，当数值为1时，表示进入限位状态。

如图12所示，运行联锁、门限位、防碰撞开关量由最低有效位起依次按位表示运行联锁、门限位和左红外线防碰撞和右红外线防碰撞状态，并预留4位待扩展使用，共同组成1个8位字节，当数值为0时，表示状态正常，当数值为1时，表示进入限位状态。

具体的，多种传感器如重量传感器、角度传感器、光电编码器、限位开关等用于测量起重量、起升高度、转速、运行行程、幅度、风速、起升制动、上升限位、过松、过紧、行程限位、运行联锁、门限位、防碰撞中的一种或多种参数及开关量。

传感器的输出端与中央处理单元的输入端相连，中央处理单元用于读取传感器所测的信号值，处理计算得出当前的起重机参数及运行状态。

中央处理单元的输出端与第一显示单元的输入端相连，用于显示当前的起重机参数与运行状态，供驾驶员参考使用。

中央处理单元还与数据传输单元的输入端相连接，用于将起重机参数及运行状态传输给数据传输单元，当数据长度较长时，起重机参数及运行状态被分为多包，每包数据均按照上述数据格式集进行格式封装，按每包序号排队等待传输。

数据接收单元的输入端与数据传输单元的输出端相连，用于接收所述起重机参数及运行状态，并且按照上述数据格式集进行解封装，对解封装后的数据进行判断，本帧字节是否完整接收，和校验结果是否正确，以确定接收数据的正确性，再判断是否有多个帧包，若帧包总数特征的配置值大于1，则说明有多个帧包，则进一步根据本帧序号特征的配置值判断本帧处于所有帧包中的位置，当本帧序号特征的配置值与帧包总数特征的配置值相等时，则说明完成了一组起重机参数及运行状态的传输。

数据接收单元的输出端与第二显示单元输入端相连，用于在远程后台显示当前起重机参数及运行状态，供管理员实时查看。

数据接收单元的输出端还与数据存储单元输入端相连，进行数据存储，数据存储完成后，管理员可进一步进行后续操作，诸如下载或后期处理。

Claims (10)

1.一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于：它包括中央处理单元（1），中央处理单元（1）的输出端分别与第一显示单元（2）、第一数据传输单元（3）连接，中央处理单元（1）的输入端与传感器（4），数据传输单元（3）与数据接收单元（5）连接，数据接收单元（5）的输出端分别与数据存储单元（6）以及第二显示单元（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于，在使用时采用以下步骤：

1）通过传感器（4）测量起重量、起升高度、转速、运行行程、幅度、风速、起升制动、上升限位、过松、过紧、行程限位、运行联锁、门限位、防碰撞中的一种或多种参数及开关量，并将测量获得的数据传输给中央处理单元（1）；

2）中央处理单元（1）处理所测信号，得出起重设备的参数及运行状态并通过第一显示单元（2）进行显示，同时，中央处理单元（1）将处理后的数据传输给数据传输单元（3）；

3）数据传输单元（3）将起重机参数及运行状态按照上述数据格式集进行格式封装；

4）数据传输单元（3）与数据接收单元（5）连接，建立数据传输通道，并将封装后的数据传输给数据接收单元（5）；

5）数据接收单元（5）对数据进行解封装，进行判断，并取出测量所得到的起重机参数及运行状态；

6）数据存储单元（6）及显示单元（7）分别对数据接收单元（5）所传输的数据进行存储和显示；

7）根据判断所得结果，重复步骤4）到6），直到所有数据接收完成。

3.根据权利要求2所述的一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于，在步骤7）中，数据接传输完成后，关闭数据传输单元（3）与数据接收单元（5）之间的通讯连接。

4.根据权利要求2所述的一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于：在进行格式封装的时候，采用的封装格式从一端至另一端包括帧头（8）、设备ID号（9）、设备类型（10）、数据长度（11）、帧包总数（12）、本帧序号（13）、用户设备编号（14）、数据域（15）、校验域（16）、帧尾（17）。

5.根据权利要求4所述的一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于：所述帧头（8）为10个字节，用于数据接收单元开始接收数据；校验域由4个字节表示，为帧头到数据域所有数值的校验和；帧尾由10个字节表示，可标识一帧数据传输结束。

6.根据权利要求4所述的一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于：所述设备ID号（9）由8个字节表示，用于标识起重机安全监控系统的全球唯一编号。

7.根据权利要求4所述的一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于：所述设备类型（10）由8个字节表示，包括起重设备大类和具体分类两个字段，两者均为4个字节，起重设备大类为1时表示所监控的设备为起重机，为2时表示所监控的设备为挖掘机，为3时表示监控的测设备为电梯，为4时表示所监控的设备为索道，为5时表示所监控的设备为大型游乐设备。

8.根据权利要求7所述的一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于：当所监控的起重设备大类为起重机时，具体分类为1时表示该起重设备是桥机，具体分类为2时表示该起重设备是架桥机，具体分类为3时表示该起重设备是龙门吊，具体分类为4时表示该起重设备是汽车吊，具体分类为5时表示该起重设备是履带吊，具体分类为6时表示该起重设备是港机，具体分类为7时表示该起重设备是塔吊，具体分类为8时表示该起重设备是集装箱正面吊，具体分类为9时表示该起重设备是轮胎吊，具体分类为10时表示该起重设备是高架门机，具体分类为11时表示该起重设备是动臂塔吊中的一种，当设备类型不为起重机时，具体分类为0。

9.根据权利要求4所述的一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于：数据长度由2个字节表示，指明本帧从帧头到帧尾全部包含的字节数，随数据域的长度变化而变化；帧包总数由1个字节表示，当一组完整的起重机参数及运行状态过长时，数据将被分为多个帧包进行传输，帧包总数指明所有帧包的个数；本帧序号由1个字节表示，指明本帧处在所有数据包中的序号；用户设备编号由8个字节表示，根据客户需求放置起重机设备编号。

10.根据权利要求1或2所述的一种适用于起重机的安全监控系统，其特征在于：所述传感器（4）包括重量传感器、角度传感器、光电编码器、限位开关。