CN112116045A - 一种智能脚手架安全状态提示及检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及施工安全管控技术领域，且公开了一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，包括RFID识别模块、手机客户端、PC客户端、报警模块和依次连接的存储模块、后台服务器、通讯模块、激光测距模块和发光标牌模块，RFID识别模块、手机客户端、PC客户端均与通讯模块相连接，通讯模块和激光测距模块均与报警模块相连接；发光标牌模块用以高亮显示的状态显示标牌提示内容，并通过通讯模块与手机客户端、PC客户端通讯连接。本发明设计通过提示标牌明确展示脚手架的安全状态，方便验证脚手架作业人员的身份和数量是否到位，可实时监测脚手架的偏移量和水平度，在超过预设安全值时可及时警示作业人员、呼叫管理和救援人员，有效提高安全性。

Description

一种智能脚手架安全状态提示及检测系统
技术领域
本发明涉及施工安全管控技术领域，尤其涉及一种智能脚手架安全状态提示及检测系统。
背景技术
随着现代化大型建筑体系的发展，建筑工地越来越多。建筑工地指的是一处正在发展建筑项目，进行土木工程的地点，其范围常有围板、铁丝网或者围墙所封闭，限制人员及物料、机械和车辆的进出。建筑工地中常用的工具包括脚手架等，脚手架是指施工现场为工人操作并解决垂直和水平运输而搭设的各种支架，是为了保证各施工过程顺利进行而搭设的工作平台，是建筑工地现场重要的辅助结构材料。然而，在脚手架使用过程中，脚手架钢管会因为受力过大导致折弯而引发事故，存在安全隐患。经检索，授权公告号为CN109375594A的中国专利公开了一种城市安全智慧管控平台及管控系统，城市安全智慧管控系统包括设置在物联网终端设备中的物联网采集模块、智能传感器，设置在云服务端的中央服务调度模块、业务引擎模块、数据分析引擎、告警联动模块、终端接入引擎、终端运维引擎和预警通知模块，以及用户App，PC端；其中，用户App、PC端以及智能传感器分别与云服务端连接；该设计中多种类型物联网传感器的统一接入，多种网络的统一接入包括但不限于NB-IoT网络和Ziggbee网络，对各种物联网传感器身份进行识别判断。
但是，目前国内外脚手架提示标牌中，一般通过两类标牌，以手工填写的方式实现脚手架的安全状态和脚手架施工作业人员身份信息等内容，但存在两个问题，一是悬挂标牌的内容需要改动时，必须取下来重新填写；二是标牌内容亮度不够，三是无法在脚手架的垂直及水平方向变化量进行测量及预警，因此我们提出了一种智能脚手架安全状态提示及检测系统用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的缺点，而提出的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，包括RFID识别模块、手机客户端、PC客户端、报警模块和依次连接的存储模块、后台服务器、通讯模块、激光测距模块和发光标牌模块，所述RFID识别模块、手机客户端、PC客户端均与通讯模块相连接，所述通讯模块和激光测距模块均与报警模块相连接；
所述发光标牌模块用以高亮显示的状态显示标牌提示内容，并通过所述通讯模块与所述手机客户端、PC客户端通讯连接；
所述手机客户端和PC客户端用于装载与所述后台服务器匹配的APP并支持APP内二维码扫描功能，通过所述后台服务器修改所述发光标牌模块的标牌提示内容，作业前，负责人通过所述手机客户端扫描脚手架下提供的二维码或提示标牌上的二维码，在手机客户端提供的模板化的作业内容、工序及准备工作内容的表单中逐项填报并提交，后台软件未收到表单或提交的表单与工作票规定的内容不符，将生成报警信号；
所述RFID识别模块通过RFID技术和RFID无源卡识别使用脚手架作业的人员身份和数量，由后台软件处理RFID基站通过4G/5G网络回传的人员数量和信息，与工作票内容比对，确认是否存在未授权人员登上脚手架作业、作业人员不全、安全监督人员与负责人未到岗的情况，并形成在PC客户端和手机客户端的相关报警信号；
所述激光测距模块设置在标牌的垂直和水平各两个端点处，作业现场完成脚手架搭建后，搭建单位明确脚手架标牌的位置，并申请生产管理人员现场检查验收，验收合格后经批准悬挂标牌，所述激光测距模块用于测量标牌中心点距测量点的实际距离，按照用户定义的脚手架管控标准，偏离位移到达临界点后，后台软件即生成报警；
所述存储模块用于存储数据；
所述后台服务器用于收发和处理数据并给出指令；
所述报警模块用于接收后台服务器和激光测距模块发出的报警指令并进行警报提醒。
优选的，所述激光测距模块通过其中的相邻两个垂直测距点和水平测距点与标牌中心点的实际距离，并通过4G/5G通讯网，由激光测距仪或集中了激光测距仪数据的采集器将测量结果上传至后台服务器，结合脚手架初装时设定中心点与该两个端点的设定距离，计算出自该两个测距点至标牌实际中心点连线与该两个测量点与设定中心点连线之间的偏离角度，进而确定标牌实际中心点在水平方向和垂直方向偏离设定中心点的位移。
优选的，所述发光标牌模块包括供电接口、水平仪、供电单元、二维码标贴和依次连接的标牌单元、LED灯箱单元、无线通讯单元，所述标牌单元、LED灯箱单元、无线通讯单元、水平仪、供电接口均与供电单元相连接；
所述LED灯箱单元集成嵌入到所述标牌单元内，所述供电单元为锂电池，所述供电接口为所述供电单元的充电接口，所述无线通讯单元设置为蓝牙通讯模式，所述LED灯箱单元通过所述无线通讯单元与所述手机客户端相连接，所述二维码标贴由发光标牌模块的信息生成。
优选的，所述水平仪设置于脚手架的标牌上，所述水平仪检测到脚手架水平发生变化超过预设的安全值时，通过报警模块就地警示并报警给管理人员。
优选的，所述RFID识别模块包括依次连接的RFID射频标签、RFID读写器和RFID基站，所述RFID识别模块由脚手架的作业人员携带，所述RFID读写器用于读写脚手架作业人员携带的RFID识别模块并将识别结果发送至所述RFID基站，所述RFID基站根据识别结果判断脚手架作业人员的身份信息。
优选的，所述报警模块包括声光报警器、语音播报单元和呼叫单元，所述声光报警器用于发出声光报警信号，所述语音播报单元用于引导脚手架作业人员规避和消除危险源，所述呼叫单元用于上报负责人和救援单位。
优选的，所述通讯模块包括依次连接的4G通讯单元、网络选择单元和5G通讯单元，所述网络选择单元根据作业现场的网络信号模式来选择网络传输方式。
优选的，所述存储模块存储的数据包括发光标牌模块的提示内容、脚手架中心点与两端点的初始设定距离、脚手架作业人员的身份和数量信息。
与现有技术相比，本发明中提供了一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，具备以下有益效果：
1、使用提示标牌明确展示脚手架的安全状态，向高空作业人员提示脚手架是否可用；展示脚手架的负责人、申请人、搭建人、搭建时间、验收人、验收时间；展示脚手架的位置、编号、承重能力、作业人员名单；
2、提供身份验证能力，确定脚手架上作业人员身份，包括监督检查人员是否到位；
3、脚手架作业内容及工序的手机确认；
4、脚手架标牌悬挂位置的确定和标注、标牌位置在垂直及水平方向变化量的测量及预警；
本发明设计通过提示标牌明确展示脚手架的安全状态，方便验证脚手架作业人员的身份和数量是否到位，可实时监测脚手架的偏移量和水平度，在超过预设安全值时可及时警示作业人员、呼叫管理和救援人员，有效提高安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统的结构示意图；
图2为本发明提出的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统的发光标牌模块的结构示意图；
图3为本发明提出的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统的RFID识别模块的结构示意图；
图4为本发明提出的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统的报警模块的结构示意图；
图5为本发明提出的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统的通讯模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，包括RFID识别模块、手机客户端、PC客户端、报警模块和依次连接的存储模块、后台服务器、通讯模块、激光测距模块和发光标牌模块，RFID识别模块、手机客户端、PC客户端均与通讯模块相连接，通讯模块和激光测距模块均与报警模块相连接；
发光标牌模块用以高亮显示的状态显示标牌提示内容，并通过通讯模块与手机客户端、PC客户端通讯连接；
手机客户端和PC客户端用于装载与后台服务器匹配的APP并支持APP内二维码扫描功能，通过后台服务器修改发光标牌模块的标牌提示内容，作业前，负责人通过手机客户端扫描脚手架下提供的二维码或提示标牌上的二维码，在手机客户端提供的模板化的作业内容、工序及准备工作内容的表单中逐项填报并提交，后台软件未收到表单或提交的表单与工作票规定的内容不符，将生成报警信号；
RFID识别模块通过RFID技术和RFID无源卡识别使用脚手架作业的人员身份和数量，由后台软件处理RFID基站通过4G/5G网络回传的人员数量和信息，与工作票内容比对，确认是否存在未授权人员登上脚手架作业、作业人员不全、安全监督人员与负责人未到岗的情况，并形成在PC客户端和手机客户端的相关报警信号；
激光测距模块设置在标牌的垂直和水平各两个端点处，作业现场完成脚手架搭建后，搭建单位明确脚手架标牌的位置，并申请生产管理人员现场检查验收，验收合格后经批准悬挂标牌，激光测距模块用于测量标牌中心点距测量点的实际距离，按照用户定义的脚手架管控标准，偏离位移到达临界点后，后台软件即生成报警；
存储模块用于存储数据；
后台服务器用于收发和处理数据并给出指令；
报警模块用于接收后台服务器和激光测距模块发出的报警指令并进行警报提醒。
本实施例中，激光测距模块通过其中的相邻两个垂直测距点和水平测距点与标牌中心点的实际距离，并通过4G/5G通讯网，由激光测距仪或集中了激光测距仪数据的采集器将测量结果上传至后台服务器，结合脚手架初装时设定中心点与该两个端点的设定距离，计算出自该两个测距点至标牌实际中心点连线与该两个测量点与设定中心点连线之间的偏离角度，进而确定标牌实际中心点在水平方向和垂直方向偏离设定中心点的位移。
本实施例中，发光标牌模块包括供电接口、水平仪、供电单元、二维码标贴和依次连接的标牌单元、LED灯箱单元、无线通讯单元，标牌单元、LED灯箱单元、无线通讯单元、水平仪、供电接口均与供电单元相连接；
LED灯箱单元集成嵌入到标牌单元内，供电单元为锂电池，供电接口为供电单元的充电接口，无线通讯单元设置为蓝牙通讯模式，LED灯箱单元通过无线通讯单元与手机客户端相连接，二维码标贴由发光标牌模块的信息生成。
本实施例中，水平仪设置于脚手架的标牌上，水平仪检测到脚手架水平发生变化超过预设的安全值时，通过报警模块就地警示并报警给管理人员。
本实施例中，RFID识别模块包括依次连接的RFID射频标签、RFID读写器和RFID基站，RFID识别模块由脚手架的作业人员携带，RFID读写器用于读写脚手架作业人员携带的RFID识别模块并将识别结果发送至RFID基站，RFID基站根据识别结果判断脚手架作业人员的身份信息。
本实施例中，报警模块包括声光报警器、语音播报单元和呼叫单元，声光报警器用于发出声光报警信号，语音播报单元用于引导脚手架作业人员规避和消除危险源，呼叫单元用于上报负责人和救援单位。
本实施例中，通讯模块包括依次连接的4G通讯单元、网络选择单元和5G通讯单元，网络选择单元根据作业现场的网络信号模式来选择网络传输方式。
本实施例中，存储模块存储的数据包括发光标牌模块的提示内容、脚手架中心点与两端点的初始设定距离、脚手架作业人员的身份和数量信息。
本实施例中，采用直流供电的防水防尘LED灯箱嵌入标牌，用以高亮显示的状态，提标牌示内容，同时LED灯箱可以通过蓝牙方式与手机通讯，将手机作为客户端，修改提示内容。目前LED灯箱在小型化应用方面有成熟的技术和产品，已经可以小到制作胸卡的水平。LED灯箱的电源可采用锂离子电池，低功耗LED灯箱需要配备锂离子电池的容量根据功耗实际计算；
采用RFID技术和RFID无源卡识别使用脚手架作业的人员身份和数量，由后台软件处理RFID基站通过4G/5G网络回传的人员数量和信息，与工作票内容比对，确认是否存在未授权人员登上脚手架作业、作业人员不全、安全监督人员与负责人未到岗等情况，并形成在PC客户端和手机客户端的相关报警；
手机客户端和PC客户端提供APP，支持APP内二维码扫描功能，作业前，负责人可扫描脚手架下提供的二维码或提示标牌上的二维码，在手机客户端提供的模板化的作业内容、工序及准备工作内容的表单中逐项填报并提交，后台软件未收到表单或提交的表单与工作票规定的内容不符，将生成报警；
完成脚手架搭建后，搭建单位应明确脚手架标牌的位置，并申请生产管理人员现场检查验收，验收合格后经批准悬挂标牌方可作业，在标牌的垂直和水平各两个端点处，布置激光测距装置，用来测量标牌中心点距测量点的实际距离。通过其中的相邻两个垂直测距点和水平测距点与标牌中心点的实际距离，并通过4G/5G通讯网，由激光测距仪或集中了激光测距仪数据的采集器将测量结果上传至后台服务器，结合脚手架初装时设定中心点与该两个端点的设定距离，可计算出自该两个测距点至标牌实际中心点连线与该两个测量点与设定中心点连线之间的偏离角度，进而确定标牌实际中心点在水平方向和垂直方向偏离设定中心点的位移。按照用户定义的脚手架管控标准，偏离位移到达临界点后，后台软件即生成报警。在脚手架的标牌上加装水平仪，当水平发生变化达到一定量时，系统就地警示并报警给有关管理人员。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，其特征在于，包括RFID识别模块、手机客户端、PC客户端、报警模块和依次连接的存储模块、后台服务器、通讯模块、激光测距模块和发光标牌模块，所述RFID识别模块、手机客户端、PC客户端均与通讯模块相连接，所述通讯模块和激光测距模块均与报警模块相连接；
所述发光标牌模块用以高亮显示的状态显示标牌提示内容，并通过所述通讯模块与所述手机客户端、PC客户端通讯连接；
所述手机客户端和PC客户端用于装载与所述后台服务器匹配的APP并支持APP内二维码扫描功能，通过所述后台服务器修改所述发光标牌模块的标牌提示内容，作业前，负责人通过所述手机客户端扫描脚手架下提供的二维码或提示标牌上的二维码，在手机客户端提供的模板化的作业内容、工序及准备工作内容的表单中逐项填报并提交，后台软件未收到表单或提交的表单与工作票规定的内容不符，将生成报警信号；
所述RFID识别模块通过RFID技术和RFID无源卡识别使用脚手架作业的人员身份和数量，由后台软件处理RFID基站通过4G/5G网络回传的人员数量和信息，与工作票内容比对，确认是否存在未授权人员登上脚手架作业、作业人员不全、安全监督人员与负责人未到岗的情况，并形成在PC客户端和手机客户端的相关报警信号；
所述激光测距模块设置在标牌的垂直和水平各两个端点处，作业现场完成脚手架搭建后，搭建单位明确脚手架标牌的位置，并申请生产管理人员现场检查验收，验收合格后经批准悬挂标牌，所述激光测距模块用于测量标牌中心点距测量点的实际距离，按照用户定义的脚手架管控标准，偏离位移到达临界点后，后台软件即生成报警；
所述存储模块用于存储数据；
所述后台服务器用于收发和处理数据并给出指令；
所述报警模块用于接收后台服务器和激光测距模块发出的报警指令并进行警报提醒。
2.根据权利要求1所述的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，其特征在于，所述激光测距模块通过其中的相邻两个垂直测距点和水平测距点与标牌中心点的实际距离，并通过4G/5G通讯网，由激光测距仪或集中了激光测距仪数据的采集器将测量结果上传至后台服务器，结合脚手架初装时设定中心点与该两个端点的设定距离，计算出自该两个测距点至标牌实际中心点连线与该两个测量点与设定中心点连线之间的偏离角度，进而确定标牌实际中心点在水平方向和垂直方向偏离设定中心点的位移。
3.根据权利要求1所述的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，其特征在于，所述发光标牌模块包括供电接口、水平仪、供电单元、二维码标贴和依次连接的标牌单元、LED灯箱单元、无线通讯单元，所述标牌单元、LED灯箱单元、无线通讯单元、水平仪、供电接口均与供电单元相连接；
所述LED灯箱单元集成嵌入到所述标牌单元内，所述供电单元为锂电池，所述供电接口为所述供电单元的充电接口，所述无线通讯单元设置为蓝牙通讯模式，所述LED灯箱单元通过所述无线通讯单元与所述手机客户端相连接，所述二维码标贴由发光标牌模块的信息生成。
4.根据权利要求3所述的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，其特征在于，所述水平仪设置于脚手架的标牌上，所述水平仪检测到脚手架水平发生变化超过预设的安全值时，通过报警模块就地警示并报警给管理人员。
5.根据权利要求1所述的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，其特征在于，所述RFID识别模块包括依次连接的RFID射频标签、RFID读写器和RFID基站，所述RFID识别模块由脚手架的作业人员携带，所述RFID读写器用于读写脚手架作业人员携带的RFID识别模块并将识别结果发送至所述RFID基站，所述RFID基站根据识别结果判断脚手架作业人员的身份信息。
6.根据权利要求1所述的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，其特征在于，所述报警模块包括声光报警器、语音播报单元和呼叫单元，所述声光报警器用于发出声光报警信号，所述语音播报单元用于引导脚手架作业人员规避和消除危险源，所述呼叫单元用于上报负责人和救援单位。
7.根据权利要求1所述的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，其特征在于，所述通讯模块包括依次连接的4G通讯单元、网络选择单元和5G通讯单元，所述网络选择单元根据作业现场的网络信号模式来选择网络传输方式。
8.根据权利要求1所述的一种智能脚手架安全状态提示及检测系统，其特征在于，所述存储模块存储的数据包括发光标牌模块的提示内容、脚手架中心点与两端点的初始设定距离、脚手架作业人员的身份和数量信息。
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