CN108946482A - 移动式起重机数据与视频信号采集的方法及系统 - Google Patents

移动式起重机数据与视频信号采集的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动式起重机数据与视频信号采集的方法,包括以下步骤:视频采集终端拍摄工作视频并将视频传输至现场智能控制器;CAN总线获取发动机系统状态参数和力矩限制器工况参数并将数据传输至现场智能控制器;传感器检测起重机运动部件的工作参数并将数据传输至现场智能控制器。还公开了一种移动式起重机数据与视频信号采集系统,包括原车电控系统、视频采集终端、多个传感器、无线扩展模块、CAN扩展模块以及现场智能控制器。通过增加多个检测起重机运动部件工作参数的传感器,同时利用CAN总线获取发动机系统状态参数和力矩限制器工况参数,更加全面地检测起重机的各种工作参数,以便于更好地监控起重机的运行,降低安全事故的发生几率。

Description

移动式起重机数据与视频信号采集的方法及系统
技术领域
本发明涉及重机安全技术领域,具体涉及一种移动式起重机数据与视频信号采集的方法及系统。
背景技术
以往移动式起重机械施工时只能借助于起重机本身带有的安全装置,如力矩限制器、限位器等,及操作人员的技能保证起重作业安全。但由于移动式起重机械工况复杂,由此引起的安全事故较为常见。
中国发明专利CN201510715796.3公开了一种基于4G网络的端到端高清视频安全传输系统及方法。包括:视频采集终端,用于采集视频图像信号,其中,视频采集终端设置有TF视频加密卡,TF视频加密卡用于将采集的视频图像信号进行视频流加密处理;视频接收终端,用于通过4G网络接收视频采集终端发送的视频流数据;服务器终端,包括NAT穿透服务器,用于在视频采集终端和视频接收终端之间建立基于4G网络的IP加密隧道,视频采集终端和视频接收终端通过IP加密隧道传输所述的视频流数据。本发明的采用TF卡加密视频源、隧道式端到端视频数据加密传输,建立了一套高清视频双重加密传输的系统,使得4G网络下的视频传输更加安全、可靠。
但仅仅依靠视频监控起重机的运行是不能够准确掌握起重机各部件运行参数的,如臂架倾角、主平台回转角度、卷扬转动速度等,但这些部件的运行参数与起重机的安全息息相关,因此,现有技术对起重机数据采集不够全面,还不能够更好地监控起重机的运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种移动式起重机数据与视频信号采集的方法及系统,能够对起重机运行数据进行更加全面的采集,以便于更好地监控起重机的运行,降低安全事故的发生几率。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是:移动式起重机数据与视频信号采集的方法,包括以下步骤:
A、设置检测元件
A1、安装用于采集起重机驾驶室、吊钩和卷扬的视频采集终端,将视频采集终端与现场智能控制器相连;
安装用于检测起重机运动部件工作参数的传感器;
A2、设置CAN扩展模块和无线扩展模块,所述CAN扩展模块和无线扩展模块内均设置有数据标准化处理模块,将CAN扩展模块和无线扩展模块与起重机的CAN总线相连;
A3、步骤A1中的传感器,部分与无线扩展模块无线连接,另一部分通过传输线与CAN扩展模块相连;
A4、将CAN总线与现场智能控制器相连;
B、数据与视频采集
视频采集终端拍摄驾驶室、吊钩和卷扬的工作视频并将视频传输至现场智能控制器;
CAN总线获取发动机系统状态参数和力矩限制器工况参数并将数据传输至现场智能控制器;
传感器检测起重机运动部件的工作参数,部分传感器通过无线传输的方式将检测到的数据传输至无线扩展模块,部分传感器通过传输线将检测到的数据传输至CAN扩展模块,无线扩展模块和CAN扩展模块中的数据标准化处理模块对数据进行总线化处理后,再通过CAN总线将数据传输至现场智能控制器。
进一步地,步骤B中,数据标准化处理模块对数据进行处理的过程为:
放大电路对信号进行放大;
A/D转换器将放大后的模拟信号转换为数字信号;
符合IEEE1451标准的单片机将数字信号转换为CAN总线信号。
进一步地,步骤A1中,在臂架上安装臂架倾角传感器,在主平台上安装回转角度传感器和水平仪,在卷扬机上安装卷扬感应传感器,在臂头上安装风速仪,在平台上安装手柄位置检测器和压力开关;其中,臂架倾角传感器、风速仪和卷扬感应传感器与无线扩展模块无线连接,水平仪、回转角度传感器、手柄位置检测器和压力开关通过传输线与CAN扩展模块相连。
在步骤B中,臂架倾角传感器检测臂架的倾角并将数据传输至无线扩展模块,风速仪检测风速并将数据传输至无线扩展模块,卷扬感应传感器检测卷扬转动速度并将数据传输至无线扩展模块,水平仪检测主平台的水平度并将数据传输至CAN扩展模块,回转角度传感器检测主平台的回转角度并将数据传输至CAN扩展模块;手柄位置检测器和压力开关检测手柄的动作并将数据传输至CAN扩展模块。
进一步地,所述视频采集终端为网络摄像机,并通过4G网络与现场智能控制器相连。
用于上述移动式起重机数据与视频信号采集的方法的移动式起重机数据与视频信号采集系统,包括起重机的原车电控系统,所述原车电控系统包括发动机控制单元和力矩限制器监测单元,所述发动机控制单元和力矩限制器监测单元均连接CAN总线;
还包括视频采集终端、多个用于检测起重机运动部件工作参数的传感器、无线扩展模块、CAN扩展模块以及现场智能控制器,部分传感器与无线扩展模块无线连接,另一部分传感器与CAN扩展模块有线连接,所述无线扩展模块和CAN扩展模块内置数据标准化处理模块,且无线扩展模块和CAN扩展模块均与CAN总线相连,所述CAN总线和视频采集终端均与现场智能控制器相连。
进一步地,所述数据标准化处理模块包括依次连接的放大电路、A/D转换器和符合IEEE1451标准的单片机。
进一步地,所述传感器包括臂架倾角传感器、回转角度传感器、水平仪、卷扬感应传感器、风速仪、手柄位置检测器和压力开关,所述臂架倾角传感器、风速仪和卷扬感应传感器与无线扩展模块无线连接,水平仪、回转角度传感器、手柄位置检测器和压力开关与CAN扩展模块有线连接。
进一步地,所述视频采集终端为网络摄像机,并通过4G网络与现场智能控制器相连。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:在采用视频采集终端采集驾驶室、吊钩和卷扬的工作视频的基础上,通过增加多个检测起重机运动部件工作参数的传感器,同时利用CAN总线获取发动机系统状态参数和力矩限制器工况参数,更加全面地检测起重机的各种工作参数,以便于更好地监控起重机的运行,降低安全事故的发生几率。
附图说明
图1为本发明的电路示意图。
附图标记:1—视频采集终端;2—传感器;3—CAN扩展模块;4—无线扩展模块;5—CAN总线;6—数据标准化处理模块;7—现场智能控制器;8—放大电路;9—A/D转换器;10—单片机;11—发动机控制单元;12—力矩限制器监测单元。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
现有的起重机自身具备了PLC、发动机控制单元11以及力矩限制器监测单元12,发动机控制单元11能够检测起重机发动机的工作状态参数,力矩限制器监测单元12能够检测力矩限制器的参数,检测到的数据通过CAN总线13将数据传输至PLC,PLC通过自身的程序对接收到的数据进行处理,当数据异常时,控制发动机和力矩限制器的动作,如控制发动机停止运行,或发出警报。仅仅是监控发动机和力矩限制器的运行还不能够满足安全生产的要求,本发明中,除了对发动机和力矩限制器的运行进行监控以外,还对起动机的各种运动部件进行工作参数的采集,具体地:
本发明的移动式起重机数据与视频信号采集的方法,安装用于采集起重机驾驶室、吊钩和卷扬工作视频的视频采集终端1,将视频采集终端1与现场智能控制器7相连。视频采集终端1为多个,驾驶室内至少安装一个视频采集终端1,用于监控驾驶员的操作。用于监控吊钩和卷扬动作的视频采集终端1可以安装在起重机本体上,也可以安装在起重机周围的建筑上,根据起重机的移动范围确定,保证能够对起重机的主卷扬提升、主卷扬下降、副卷扬提升、副卷扬下降、主变幅升、主变幅降、回转左、回转右、左行走和右行走等动作进行清楚地拍摄即可。
视频采集终端1拍摄驾驶室、吊钩和卷扬的工作视频并将视频传输至现场智能控制器7。视频采集终端1可采用一般的摄像头,通过传输线缆与现场智能控制器7相连,利用线缆传输监控视频。优选的,视频采集终端1为网络摄像机,摄像机拍摄到驾驶室、吊钩和卷扬的工作画面通过4G网络传输至现场智能控制器7,不需要使用线缆传输,可减少线缆的使用量,避免线缆过多而导致布线杂乱。
安装用于检测起重机运动部件工作参数的传感器2。传感器2为多种,分别安装在起重机不同的部件上,并能够将检测到的信号传输至接收装置。具体地,在臂架上安装臂架倾角传感器,在主平台上安装回转角度传感器和水平仪,在卷扬机上安装卷扬感应传感器,在臂头上安装风速仪,在平台上安装手柄位置检测器和压力开关。其中,臂架、主平台、主平台、臂头和平台均为现有起重机的一部分。
由于传感器2为多种,安装在不同的位置,部分传感器2随着运动部件同步运动,而部分传感器2不会随着运动部件运动,如果随着运动部件同步运动的传感器2采用传输线与接收装置相连,那么传输线的布置会非常麻烦,因此,根据传感器2是否随着起重机运动部件运动分为两部分,其中一部分为会随着运动部件同步运动的传感器2,这部分传感器2与接收装置无线连接,另一部分为不会随着运动部件同步运动的传感器2,这部分传感器2与接收装置有线连接。
传感器2分成了两部分,因此,将接收装置也分成两种,具体为CAN扩展模块3和无线扩展模块4,CAN扩展模块3和无线扩展模块4均设置了总线接口,通过总线接口与起重机的CAN总线5相连,CAN总线5与现场智能控制器7相连。会随着运动部件同步运动的传感器2与无线扩展模块4无线连接,通过无线传输的方式将检测到的数据传输至无线扩展模块4,不会随着运动部件同步运动的传感器2通过传输线与CAN扩展模块3相连,通过传输线将检测到的数据传输至CAN扩展模块3。
具体地,臂架倾角传感器会随着臂架运动,风速仪会随着臂头运动,卷扬感应传感器会随着卷扬机运动,因此,臂架倾角传感器、风速仪和卷扬感应传感器与无线扩展模块4无线连接,臂架倾角传感器检测臂架的倾角并将数据传输至无线扩展模块4,风速仪检测风速并将数据传输至无线扩展模块4,卷扬感应传感器检测卷扬转动速度并将数据传输至无线扩展模块4。无线传输方式可采用4G网、wifi等现有常用的无线传输方式。
水平仪、回转角度传感器、手柄位置检测器和压力开关相对于起重机静止或者只具有很小的位移,因此,水平仪、回转角度传感器、手柄位置检测器和压力开关通过传输线与CAN扩展模块3相连,水平仪检测主平台的水平度并将数据传输至CAN扩展模块3,回转角度传感器检测主平台的回转角度并将数据传输至CAN扩展模块3;手柄位置检测器和压力开关检测手柄的动作并将数据传输至CAN扩展模块3。
上述传感器2的种类、型号、安装位置以及所检测的数据如下表1所示:
每一种传感器2的数量可以是一个,也可以根据需要安装多个。
由于传感器2的种类和数量较多,需要从不同的厂家购买,不同的厂家所采用的标准、通信协议等不统一,不同厂家的传感器2不具有互换性,因此无法实现标准化、模块化及通用化的检测,为了解决这一问题,本发明在CAN扩展模块3和无线扩展模块4内均设置有数据标准化处理模块6,数据标准化处理模块6将不同传感器2采集到的信号进行总线化、标准化、统一化处理后,再由CAN总线5统一传输至现场智能控制器7,从而打破了不同厂家产品之间的应用壁垒,实现检测系统的通用性、实用化和可推广性。
数据标准化处理模块6对数据进行处理的具体过程为:放大电路8对信号进行放大;A/D转换器9将放大后的模拟信号转换为数字信号;符合IEEE1451标准的单片机10将数字信号转换为符合IEEE1451标准的CAN总线信号。
同时,发动机控制单元11检测起重机发动机的工作状态参数,力矩限制器监测单元12能够检测力矩限制器的参数,CAN总线5获取发动机系统状态参数和力矩限制器工况参数并将数据传输至现场智能控制器7。
现场智能控制器7可采用计算机等常规的控制终端,用于显示、存储数据以及监控视频。
用于上述移动式起重机数据与视频信号采集的方法的移动式起重机数据与视频信号采集系统,如图1所示,包括起重机的原车电控系统,所述原车电控系统包括发动机控制单元11和力矩限制器监测单元12,所述发动机控制单元11和力矩限制器监测单元12均连接CAN总线5。还包括视频采集终端1、多个用于检测起重机运动部件工作参数的传感器2、无线扩展模块4、CAN扩展模块3以及现场智能控制器7,部分传感器2与无线扩展模块4无线连接,另一部分传感器2与CAN扩展模块3有线连接,所述无线扩展模块4和CAN扩展模块3内置数据标准化处理模块6,且无线扩展模块4和CAN扩展模块3均与CAN总线5相连,所述CAN总线5和视频采集终端1均与现场智能控制器7相连。
发动机控制单元11检测起重机发动机的工作状态参数,力矩限制器监测单元12能够检测力矩限制器的参数,CAN总线5获取发动机系统状态参数和力矩限制器工况参数并将数据传输至现场智能控制器7。
视频采集终端1能够对起重机的主卷扬提升、主卷扬下降、副卷扬提升、副卷扬下降、主变幅升、主变幅降、回转左、回转右、左行走和右行走等动作进行清楚地拍摄,并将视频传输至现场智能控制器7。视频采集终端1优选采用网络摄像机,并通过4G网络与现场智能控制器7相连。
传感器2用于检测起重机重要部件的运动参数,具体包括臂架倾角传感器、回转角度传感器、水平仪、卷扬感应传感器、风速仪、手柄位置检测器和压力开关,所述臂架倾角传感器、风速仪和卷扬感应传感器与无线扩展模块4无线连接,水平仪、回转角度传感器、手柄位置检测器和压力开关与CAN扩展模块3有线连接。传感器2将检测信号传输至无线扩展模块4或者CAN扩展模块3,数据标准化处理模块6对信号进行进行总线化、标准化、统一化处理后,再由CAN总线5统一传输至现场智能控制器7。
所述数据标准化处理模块6包括依次连接的放大电路8、A/D转换器9和符合IEEE1451标准的单片机10。放大电路8对信号进行放大;A/D转换器9将放大后的模拟信号转换为数字信号;符合IEEE1451标准的单片机10将数字信号转换为CAN总线信号。
本发明在采用视频采集终端采集驾驶室、吊钩和卷扬的工作视频的基础上,通过增加多个检测起重机运动部件工作参数的传感器,同时利用CAN总线获取发动机系统状态参数和力矩限制器工况参数,更加全面地检测起重机的各种工作参数,以便于更好地监控起重机的运行,降低安全事故的发生几率。

Claims (8)

1.移动式起重机数据与视频信号采集的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、设置检测元件
A1、安装用于采集起重机驾驶室、吊钩和卷扬的工作视频的视频采集终端(1),将视频采集终端(1)与现场智能控制器(7)相连;
安装用于检测起重机运动部件工作参数的传感器(2);
A2、设置CAN扩展模块(3)和无线扩展模块(4),所述CAN扩展模块(3)和无线扩展模块(4)内均设置有数据标准化处理模块(6),将CAN扩展模块(3)和无线扩展模块(4)与起重机的CAN总线(5)相连;
A3、步骤A1中的传感器(2),部分与无线扩展模块(4)无线连接,另一部分通过传输线与CAN扩展模块(3)相连;
A4、将CAN总线(5)与现场智能控制器(7)相连;
B、数据与视频采集
视频采集终端(1)拍摄驾驶室、吊钩和卷扬的工作视频并将视频传输至现场智能控制器(7);
CAN总线(5)获取发动机系统状态参数和力矩限制器工况参数并将数据传输至现场智能控制器(7);
传感器(2)检测起重机运动部件的工作参数,部分传感器(2)通过无线传输的方式将检测到的数据传输至无线扩展模块(4),部分传感器(2)通过传输线将检测到的数据传输至CAN扩展模块(3),无线扩展模块(4)和CAN扩展模块(3)中的数据标准化处理模块(6)对数据进行总线化处理后,再通过CAN总线(5)将数据传输至现场智能控制器(7)。
2.根据权利要求1所述的移动式起重机数据与视频信号采集的方法,其特征在于,步骤B中,数据标准化处理模块(6)对数据进行处理的过程为:
放大电路(8)对信号进行放大;
A/D转换器(9)将放大后的模拟信号转换为数字信号;
符合IEEE1451标准的单片机(10)将数字信号转换为CAN总线信号。
3.根据权利要求1所述的移动式起重机数据与视频信号采集的方法,其特征在于,
步骤A1中,在臂架上安装臂架倾角传感器,在主平台上安装回转角度传感器和水平仪,在卷扬机上安装卷扬感应传感器,在臂头上安装风速仪,在平台上安装手柄位置检测器和压力开关;其中,臂架倾角传感器、风速仪和卷扬感应传感器与无线扩展模块(4)无线连接,水平仪、回转角度传感器、手柄位置检测器和压力开关通过传输线与CAN扩展模块(3)相连;
在步骤B中,臂架倾角传感器检测臂架的倾角并将数据传输至无线扩展模块(4),风速仪检测风速并将数据传输至无线扩展模块(4),卷扬感应传感器检测卷扬转动速度并将数据传输至无线扩展模块(4),水平仪检测主平台的水平度并将数据传输至CAN扩展模块(3),回转角度传感器检测主平台的回转角度并将数据传输至CAN扩展模块(3);手柄位置检测器和压力开关检测手柄的动作并将数据传输至CAN扩展模块(3)。
4.根据权利要求1所述的移动式起重机数据与视频信号采集的方法,其特征在于,所述视频采集终端(1)为网络摄像机,并通过4G网络与现场智能控制器(7)相连。
5.用于权利要求1、2、3或4所述的移动式起重机数据与视频信号采集的方法的移动式起重机数据与视频信号采集系统,包括起重机的原车电控系统,所述原车电控系统包括发动机控制单元(11)和力矩限制器监测单元(12),所述发动机控制单元(11)和力矩限制器监测单元(12)均连接CAN总线(5);其特征在于,
还包括视频采集终端(1)、多个用于检测起重机运动部件工作参数的传感器(2)、无线扩展模块(4)、CAN扩展模块(3)以及现场智能控制器(7),部分传感器(2)与无线扩展模块(4)无线连接,另一部分传感器(2)与CAN扩展模块(3)有线连接,所述无线扩展模块(4)和CAN扩展模块(3)内置数据标准化处理模块(6),且无线扩展模块(4)和CAN扩展模块(3)均与CAN总线(5)相连,所述CAN总线(5)和视频采集终端(1)均与现场智能控制器(7)相连。
6.根据权利要求5所述的移动式起重机数据与视频信号采集系统,其特征在于,所述数据标准化处理模块(6)包括依次连接的放大电路(8)、A/D转换器(9)和符合IEEE1451标准的单片机(10)。
7.根据权利要求5所述的移动式起重机数据与视频信号采集系统,其特征在于,所述传感器(2)包括臂架倾角传感器、回转角度传感器、水平仪、卷扬感应传感器、风速仪、手柄位置检测器和压力开关,所述臂架倾角传感器、风速仪和卷扬感应传感器与无线扩展模块(4)无线连接,水平仪、回转角度传感器、手柄位置检测器和压力开关与CAN扩展模块(3)有线连接。
8.根据权利要求5所述的移动式起重机数据与视频信号采集系统,其特征在于,所述视频采集终端(1)为网络摄像机,并通过4G网络与现场智能控制器(7)相连。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181207

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