CN113194284B - 塔吊智能监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塔吊智能监测系统及方法，属于塔吊领域。本发明中主控模块发送工作指令至所述数据采集模块；数据采集模块根据所述工作指令采集被监测塔吊的监测数据，并将所述监测数据发送至所述数据处理模块；数据处理模块对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；预警模块根据所述异常数据发送报警信号至用户终端设备。通过对数据的实时监测，分析数据中存在的异常，在感知到异常时将异常数据发送给用户终端来进行警示，同时通过自身的报警装置发送报警信号，实时保证了塔吊的安全性。

Description

塔吊智能监测系统及方法

技术领域

本发明涉及塔吊技术领域，尤其涉及一种塔吊智能监测系统及方法。

背景技术

塔式起重机简称塔机，亦称塔吊，是建筑工地上最常用的一种起重设备，用来吊运施工用钢筋、木楞、钢管等施工原料的设备，是建筑施工一种必不可少的设备。但随之而来的安全问题也不容忽视，塔吊在使用过程中存在着高风险的安全问题，目前，塔吊在使用过程中仍靠着操作人员通过目测判断当前起吊重物使塔吊的当前状态是否安全，不能很好的实时而准确的监测各项数据，从而感知塔吊的当前状态的安全性。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种塔吊智能监测系统及方法，旨在解决现有技术不能对塔吊数据实时监测保证其安全性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种塔吊智能监测系统，所述塔吊智能监测系统包括：主控模块、数据采集模块、数据处理模块、预警模块以及用户终端设备，其中，所述主控模块分别与所述数据采集模块、数据处理模块以及预警模块连接，所述预警模块与所述用户终端设备连接；

所述主控模块，用于发送工作指令至所述数据采集模块；

所述数据采集模块：用于根据所述工作指令采集被监测塔吊的监测数据，并将所述监测数据发送至所述数据处理模块；

所述数据处理模块：用于对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；

所述预警模块：用于根据所述异常数据发送报警信号至用户终端设备。

可选地，所述数据采集模块包括传感器数据采集模块、视频采集模块以及数据发送模块；

所述传感器数据采集模块：用于采集安装于所述被监测塔吊中的传感器的数据；

所述视频采集模块：用于采集安装于所述被监测塔吊中的传感器对应预设范围内的视频监控数据；

数据发送模块，用于将所述传感器的数据以及所述视频监控数据发送至所述数据处理模块。

可选地，所述传感器数据采集模块包括红外线传感器数据采集模块、拉力传感器数据采集模块、倾角传感器数据采集模块、速度传感器数据采集模块以及微震传感器数据采集模块；

所述红外线传感器数据采集模块，用于采集安装于所述被监测塔吊起重臂上的红外线传感器数据；

所述拉力传感器数据采集模块，用于采集安装于所述起重臂上的拉力传感器数据；

所述倾角传感器数据采集模块，用于采集安装于所述被监测塔吊塔身的倾角传感器数据；

所述速度传感器数据采集模块，用于采集安装于所述被监测塔吊吊钩上的速度传感器数据；

所述微震传感器数据采集模块，用于采集安装于所述被监测塔吊塔基处的微震传感器数据。

可选地，所述数据处理模块包括数据分析模块和数据识别模块；

所述数据分析模块，用于对所述红外线传感器数据通过预设数据处理模型进行分析，得到所述起重臂周边存在对象的位置数据及移动数据；

所述数据分析模块，还用于对所述拉力传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述起重臂吊起重物的重量数据；

所述数据分析模块，还用于对所述倾角传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述被监测塔吊的倾斜数据；

所述数据分析模块，还用于对所述速度传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述吊钩的行驶数据；

所述数据分析模块，还用于对所述微震传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述塔基对应区域的地表震动数据；

所述数据分析模块，还用于对所述视频监控数据通过预设视频特征提取模型进行分析，得到所述视频监控数据对应的视频分解数据；

所述数据识别模块：用于根据所述位置数据、所述移动数据、所述重量数据、所述倾斜数据、所述行驶数据、所述地表震动数据以及所述视频分解数据通过预设异常数据检测模型进行检测识别，得到目标监测数据；

将所述目标监测数据与预设安全范围数据进行比较，得到不在所述预设安全范围内的目标监测数据，将所述不在所述预设安全范围内的目标监测数据作为异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备。

可选地，所述数据识别模块，还用于将所述位置数据通过预设异常数据检测模型进行检测，得到起重臂周边存在对象和所述起重臂的相对位置数据，若所述相对位置数据不在预设安全距离范围内，则所述位置数据为异常位置数据；

所述数据识别模块，还用于将所述移动数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到所述起重臂周边存在对象和所述被监测塔吊的相对移动关系，将所述相对移动关系通过碰撞预测模型进行预测，判断所述周边存在对象是否会和所述被监测塔吊发生碰撞，若能够发生碰撞，则所述移动数据为异常移动数据。

可选地，所述数据识别模块，还用于将所述重量数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测重量数据，若所述目标监测重量数据不在预设安全重量范围内，则所述目标监测重量数据为异常重量数据；

所述数据识别模块，还用于将所述倾斜数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测倾斜数据，若所述目标监测倾斜数据不在预设安全倾斜范围内，则所述目标监测倾斜数据为异常倾斜数据。

可选地，所述数据识别模块，还用于将所述行驶数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测速度数据及目标监测方位数据，若所述目标监测速度数据不在预设安全速度范围内，或所述目标监测方位数据不处于预设安全行驶方位，则所述目标监测速度数据及目标监测方位数据为异常行驶数据；

所述数据识别模块，还用于将所述地表震动数据通过所述所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测地表震动数据，若所述目标监测地表震动数据不在预设安全震动范围内，则所述目标监测地表震动数据为异常震动数据；

所述数据识别模块，还用于将所述视频分解数据与预设异常事件检测模型进行匹配，若所述视频分解数据能与所述预设异常事件检测模型匹配成功，则所述视频分解数据为异常视频监控数据。

进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种塔吊智能监测方法，所述塔吊智能监测方法应用于如上文所述的塔吊智能监测系统，所述塔吊智能监测系统包括：主控模块、数据采集模块、数据处理模块、视频采集模块、预警模块以及用户终端设备，其中，所述主控模块分别与所述数据采集模块、数据处理模块以及预警模块连接，所述预警模块与所述用户终端设备连接，所述塔吊智能监测方法包括：

所述主控模块发送工作指令至所述数据采集模块；

所述数据采集模块根据所述工作指令采集被监测塔吊的监测数据，并将所述监测数据发送至所述数据处理模块；

所述数据处理模块对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；

所述预警模块根据所述异常数据发送报警信号至用户终端设备。

可选地，所述数据采集模块包括传感器数据采集模块、视频采集模块以及数据发送模块；

所述传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊中的传感器的数据；

所述视频采集模块采集安装于所述被监测塔吊中的传感器对应预设范围内的视频监控数据；

所述数据发送模块将所述传感器的数据以及所述视频监控数据发送至所述数据处理模块。

可选地，所述传感器数据采集模块包括红外线传感器数据采集模块、拉力传感器数据采集模块、倾角传感器数据采集模块、速度传感器数据采集模块以及微震传感器数据采集模块；

所述红外线传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊起重臂上的红外线传感器数据；

所述拉力传感器数据采集模块采集安装于所述起重臂上的拉力传感器数据；

所述倾角传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊塔身的倾角传感器数据；

所述速度传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊吊钩上的速度传感器数据；

所述微震传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊塔基处的微震传感器数据。

本发明中的主控模块发送工作指令至所述数据采集模块；数据采集模块根据所述工作指令采集被监测塔吊的监测数据，并将所述监测数据发送至所述数据处理模块；数据处理模块对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；预警模块根据所述异常数据发送报警信号至用户终端设备。通过对数据的实时监测，分析数据中存在的异常，在感知到异常时将异常数据发送给用户终端来进行警示，同时通过自身的报警装置发送报警信号，实时保证了塔吊的安全性。

附图说明

图1是本发明塔吊智能监测系统第一实施例的结构框图；

图2为本发明塔吊智能监测系统第二实施例的结构框图；

图3为本发明塔吊智能监测系统第三实施例的结构框图；

图4为本发明塔吊智能监测系统的一整体安装示意图；

图5为本发明塔吊智能监测系统第四实施例的结构框图；

图6为本发明塔吊智能监测系统的第一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明塔吊智能监测系统第一实施例的结构框图。

在本实施例中，所述智能塔吊监测系统包括：主控模块10，数据采集模块20，数据处理模块30，预警模块40以及用户终端设备50。智能塔吊监测系统在被监测塔吊开始启动时即开始工作，同时主控模块10发送工作指令给数据采集模块20。

需要说明的是，数据采集模块20指的是塔吊监测系统用于采集工作中被监测塔吊的各项数据的模块，当数据采集模块20接收到主控模块10发送的工作指令，各项数据可以是监测到的视频监控数据或者传感器数据。同时数据采集模块中所运用的传感器有多种，比如红外线传感器、拉力传感器、倾角传感器以及微震传感器，为了避免数据采集的偶然性以及因为传感器损坏所导致的异常数据的出现，每种传感器至少需要安装两个或两个以上，每个传感器安装的位置不应该重复。

可以理解的是，数据处理模块30通过预设数据处理方式对采集到的数据进行数据分析处理，得到其中的异常数据，所述异常数据不仅包括传感器数据中存在的异常数据，还包括视频监控数据中识别到的异常数据。例如，通过对视频监控的处理之后发现当前塔吊周围无关人员存在过多，且位于被检测塔吊的危险范围内，随时有危险情况的发生，则此时的视频监控数据为异常数据。

需要说明的是，在检测到异常数据后，预警模块将传感器数据中存在的异常数据、视频监控中存在的异常数据以及传感器中存在的异常数据对应的视频监控数据一并发送给用户终端设备，在发送异常数据时还会发送警示信息给用户终端设备，同时塔吊智能监测系统自身也会发出报警信号(鸣笛、亮灯或其他警示信号)，例如，在检测到倾角传感器数据异常时，即塔身出现不正常倾斜角度时，获取监测倾角传感器的视频监控数据，将对应的视频监控数据和倾角传感器数据都发送给用户终端设备，并发送警示信息告知用户或管理员当前数据存在异常，同时塔吊智能监测系统发出鸣笛，警示周围人员当前塔吊存在异常，引起周边人员的注意。

在本实施例中，通过主控模块发送工作指令至数据采集模块；数据采集模块根据所述工作指令采集被监测塔吊的监测数据，并将所述监测数据发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；所述预警模块根据所述异常数据发送报警信号至用户终端设备。通过对数据的实时监测，分析数据中存在的异常，在感知到异常时将异常数据发送给用户终端来进行警示，同时通过自身的报警装置发送报警信号，实时保证了塔吊的安全性。

参照图2，图2为本发明塔吊智能监测系统第二实施例的结构框图，基于上述实施例，提出本发明塔吊智能监测系统的第二实施例。

在本实施例中，所述数据采集模块20包括传感器数据采集模块21、视频采集模块22以及数据发送模块23。

需要说明的是，所述传感器数据采集模块21是获取安装在被监测塔吊各个部位的传感器采集的数据，而所述视频采集模块22获取到的是视频监控数据，视频监控数据是通过安装在传感器对应的预设范围区域内的监控摄像头来获取的。例如，被监测塔吊的起重臂上安装有红外线传感器，在距离起重臂10米处安装有一个监控摄像头，同时监测起重臂周围环境。

在具体实现中，当传感器数据采集模块21和视频采集模块22获取到数据之后，数据发送模块23会将采集到的数据发送给数据处理模块30，以使数据处理模块30通过预设数据处理方式对采集到的数据进行数据分析处理。

本实施例通过传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊中的传感器的数据；视频采集模块采集安装于所述被监测塔吊中的传感器对应预设范围内的视频监控数据；数据发送模块将所述传感器的数据以及所述视频监控数据发送至所述数据处理模块。利用监控摄像头和传感器分别对被监测塔吊的运行数据和周边环境及同时监控，能够更为及时准确的发现被监测塔吊的异常并处理，保证了被监测塔吊运行的安全性。

参照图3，图3为本发明塔吊智能监测系统第三实施例的结构框图，基于上述实施例，提出本发明塔吊智能监测系统的第三实施例。

在本实施例中，所述传感器数据采集模块21包括红外线传感器数据采集模块211、拉力传感器数据采集模块212、倾角传感器数据采集模块213、速度传感器数据采集模块214以及微震传感器数据采集模块215；

需要说明的是，如图4所示，所述红外线传感器数据采集模块211是安装于被监测塔吊起重臂上的传感器，用于感知被监测塔吊周边物体有无对象或其他物体存在以及对象的移动朝向，同时需要安装不止1个红外线传感器，对应的塔身和塔顶也可以安装红外线传感器，例如通过红外线传感器感知到被监测塔吊起重臂5米处有人在行走，且人当前的行驶方向是趋近于起重臂的。

可以理解的是，所述拉力传感器数据采集模块212是安装于起重臂上，用于感知被监测塔吊此时起吊重物的重量，为避免拉力传感器出现损坏失灵的情况，可以对应安装多个拉力传感器来采集数据，避免采集到异常数据，例如通过拉力传感器可以获得被监测塔吊此时起吊的重物为0.8吨。

可以理解的是，所述倾角传感器数据采集模块213是安装于被监测塔吊的塔身，用于感知被监测塔吊的塔身的倾斜角度，倾角传感器安装于塔身的四周，用于监测塔身四周的倾斜状态，避免单个传感器数据采集的偶然性。

需要说明的是，所述速度传感器数据采集模块214是安装于被监测塔吊的吊钩上，用于监测吊钩的运行速度，为避免吊钩在运行过程中将速度传感器造成损坏或掉落，同样需要在吊钩上安装两个或两个以上的速度传感器。

需要说明的是，所述微震传感器数据采集模块215是安装于被监测塔吊塔基下，以塔基为中心，以3米为半径，在圆形范围内安装两个或两个以上的微震传感器，用于监测被监测塔吊当前所处位置的晃动情况，在具体实现中，微震传感器的安装范围可以不一定以3米为半径，所安装的范围可以更大或者更小，本实施例仅用3米进行举例，对具体范围不加以限制。

在具体实现中，在获取到红外线传感器数据、拉力传感器数据、倾角传感器数据、速度传感器数据、微震传感器数据后，数据发送模块23将上述各项传感器数据及视频监控数据发送给数据处理模块30进行数据处理。

本实施例中通过红外线传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊起重臂上的红外线传感器数据；拉力传感器数据采集模块采集安装于所述起重臂上的拉力传感器数据；倾角传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊塔身的倾角传感器数据；速度传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊吊钩上的速度传感器数据；微震传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊塔基处的微震传感器数据；数据发送模块将所述红外线传感器数据、所述拉力传感器数据、所述倾角传感器数据、所述速度传感器数据、所述微震传感器数据以及所述视频监控数据发送至所述数据处理模块。通过多种传感器对被监测塔吊工作状态时的各项数据进行全方位监测，使塔吊智能监测系统的监测更为准确且具有针对性。

参照图5，图5为本发明塔吊智能监测系统第四实施例的结构框图，基于上述实施例，提出本发明塔吊智能监测系统的第四实施例。

在本实施例中，所述数据处理模块30包括数据分析模块31和数据识别模块32；

需要说明的是，数据分析模块31通过对红外线传感器数据通过预设数据处理模型进行分析，所述预设数据处理模型是获得红外线传感器采集CCD图像处理接收发射与接收的时间差，经信号处理器处理后得到物体的位置数据及移动数据。例如当前被监测塔吊的周围有人在朝向被监测塔吊行走，在15：23：15时采集到的人距离被监测塔起重臂的位置为10米，在15：23：20时采集到的人距离被监测塔起重臂的位置为5米，则不仅可以实时获得人的位置信息，还可以通过预设间隔采集到的数据获得人的移动数据。

需要说明的是，数据分析模块31通过对拉力传感器采集到的电信号通过预设数据处理模型进行数据转换，得到被监测塔吊起重臂此时起吊重物的重量数据，可得到此时重物的具体重量数值。

需要说明的是，数据分析模块31通过对倾角传感器采集到的数据通过预设数据处理模型进行数据处理，过滤掉被监测塔定震动引起的噪声，对有效值进行转化，以得到当前被监测塔吊的倾斜角度，保证通信的可靠，判断准确。

可以理解的是，数据分析模块31通过对速度传感器采集到的脉冲信号通过预设数据处理模型进行转换，得到被监测塔吊吊钩的实时运行速度及运行方位，以得到被监测塔吊吊钩的行驶数据。

可以理解的是，数据分析模块32通过对微震传感器采集到的波形图进行处理，预设数据处理模型能够对波形图进行归一化处理，得到标准化波形图，以得到被监测塔吊的塔基处的地表震动数据，实时监测塔身是否稳固。

可以理解的是，数据分析模块31还对采集到的视频监控数据通过预设视频特征提取模型进行特征提取，所述预设视频特征提取模型是根据神经网络模型基于预存标注了塔吊周边对象的视频数据对其进行训练，最终得到预设视频特征提取模型。将进行特征提取后的视频数据进行存储，最终得到视频分解数据。

在具体实现中，数据识别模块32将获取到的各项数据分别进行检测识别，得到检测后的数据，将其作为目标监测数据，再从目标监测数据里筛选其中存在的异常数据。预设安全范围指的是对应数据在被监测塔吊工作时各项数据应该处于的安全范围。

需要说明的是，数据识别模块32将位置数据和起重臂的位置数据进行检测，以得到二者之间的相对位置数据，在相对位置数据不在安全距离范围内时，则说明当前的位置数据存在异常。例如，通过分析红外线数据得到距起重臂5米处有人存在，且移动方向趋近于起重臂，距离起重臂的安全距离范围为6米以上，则说明当前相对距离不在安全范围内，则当前获取的位置数据为异常位置数据。

需要说明的是，数据识别模块32将移动数据和起重臂的移动数据进行检测，以得到二者之间的相对移动关系，基于相对移动关系及二者移动速度通过碰撞预测模型进行预测，若能够发生碰撞，则所述移动数据为异常移动数据，所述碰撞预测模型是通过大量的样本数据(即起重臂及周围可移动对象的行驶速度和相对移动及位置)对初始神经网络模型进行训练得到的。例如，若起重臂与周边人的相对移动关系为相互靠近，基于二者的移动速度通过碰撞预测得到二者在未来5分钟内会有碰撞的可能性，则获得的人的移动数据为异常移动数据。

可以理解的是，数据识别模块32将被监测塔吊起重臂所带吊起重物的重量数据和被监测塔吊塔身的倾斜数据进行检测，以得到目标监测重量数据和目标监测倾斜数据，由于被监测塔吊能起吊重物的重量会有一个安全范围，不同型号的塔吊所能够起吊的重物重量都有一个极大值，若当前的重量数据值超过了安全范围，则说明目标监测重量数据为异常数据。同时不同高度的塔吊允许倾斜的角度不同，若当前倾斜角度超过了对应型号的安全倾斜值，则说明目标监测倾斜数据为异常数据。

可以理解的是，数据识别模块32将被监测塔吊吊钩的行驶数据进行检测，得到行驶数据中包含的吊钩的当前行驶速度和行驶方位，一般情况下，为了保证塔吊在吊起重物时的平稳性，吊钩的行驶速度通常会有一个安全阈值，若超速，则可能导致安全事故的发生，同时，被监测塔吊将重物运行到目的地时会根据控制室的操纵杆来控制方位，通过对行驶方位的监测若当前行驶方向未按照控制路线行驶，则说明当前的行驶数据存在异常。

应当理解的是，数据识别模块32将地表震动数据得到的标准化时域波形图进行检测，通过将监测的波形图和地表震动正常是存在的波形图进行比对，得到其差异性，对存在的差异性进行分析，若发现其中的差异性较大，被监测塔吊的塔基正处于不正常晃动的阶段，则说明目标监测地表震动数据为异常震动数据。

应当理解的是，数据识别模块32数据分析模块31中得到的视频分解数据与预设的异常事件检测模型进行匹配，若视频分解数据能够与异常事件检测模型进行匹配，则说明当前视频分解数据中存在异常，即为异常视频监控数据。所述预设异常事件检测模型是根据神经网络模型基于标注了异常事件的视频数据进行训练，最后得到的异常事件检测模型。

本实施例通过数据分析模块对红外线传感器数据、拉力传感器数据、倾角传感器数据、速度传感器数据、微震传感器数据通过预设数据模型进行分析，得到分析数据，对视频监控数据通过预设视频特征提取模型进行分析，得到视频监控数据对应的视频分解数据，再通过数据识别模块对分析数据进行检测识别，得到目标监测数据，将所述目标检测数据与预设安全范围数据进行比较，得到不在所述预设安全范围内的目标检测数据，将所述不在所述预设安全范围内的目标检测数据作为异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备。通过数据处理模块对数据的分析和识别，能够更为准确的得到被监测塔吊中存在的异常数据，并对其进行反馈，能够保证被监测塔吊的安全性。

参照图6，图6为本发明塔吊智能监测方法第一实施例的流程示意图，所述塔吊智能监测方法应用于塔吊智能监测系统，所述塔吊智能监测系统包括：主控模块、数据采集模块、数据处理模块预警模块以及用户终端设备，其中，所述主控模块分别与所述数据采集模块、数据处理模块以及预警模块连接，所述预警模块与所述用户终端设备连接，所述塔吊智能监测方法包括：

步骤S10，所述主控模块发送工作指令给所述数据采集模块。

需要说明的是，被监测塔吊开始启动时，智能监测系统随即开始工作，主控模块发送工作指令给数据采集模块，以使数据采集模块开始进行数据采集。

步骤S20，所述数据采集模块根据所述工作指令采集被监测塔吊的监测数据，并将所述监测数据发送至所述数据处理模块。

需要说明的是，数据采集模块指的是塔吊监测系统用于采集工作中被监测塔吊的各项数据的模块，当数据采集模块接收到主控模块发送的工作指令，各项数据可以是监测到的视频数据或者传感器数据。

进一步地，所述数据采集模块包括传感器数据采集模块、视频采集模块以及数据发送模块；所述传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊中的传感器的数据；所述视频采集模块采集安装于所述被监测塔吊中的传感器对应预设范围内的视频监控数据；所述数据发送模块将所述传感器的数据以及所述视频监控数据发送至所述数据处理模块。

需要说明的是，数据采集模块包括视频采集模块、传感器数据采集模块和数据发送模块。所述传感器数据采集模块是获取安装在被监测塔吊各个部位的传感器采集的数据，而所述视频采集模块获取到的是视频监控数据，视频监控数据是通过安装在传感器对应的预设范围区域内的监控摄像头来获取的。例如，被监测塔吊的起重臂上安装有红外线传感器，在距离起重臂10米处安装有一个监控摄像头，同时监测起重臂周围环境。

在具体实现中，当传感器数据采集模块和视频采集模块获取到数据之后，数据发送模块会将采集到的数据发送给数据处理模块，以使数据处理模块通过预设数据处理方式对采集到的数据进行数据分析处理。

可以理解的是，本实施例通过监控摄像头和传感器分别对被监测塔吊的运行数据和周边环境及同时监控，能够更为及时准确的发现被监测塔吊的异常并处理，保证了被监测塔吊运行的安全性。

进一步地，所述传感器数据采集模块包括红外线传感器数据采集模块、拉力传感器数据采集模块、倾角传感器数据采集模块、速度传感器数据采集模块以及微震传感器数据采集模块；所述红外线传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊起重臂上的红外线传感器数据；所述拉力传感器数据采集模块采集安装于所述起重臂上的拉力传感器数据；所述倾角传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊塔身的倾角传感器数据；所述速度传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊吊钩上的速度传感器数据；所述微震传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊塔基处的微震传感器数据。

需要说明的是，所述红外线传感器是安装于被监测塔吊起重臂上的传感器，用于感知被监测塔吊周边物体有无对象或其他物体存在以及对象的移动朝向，同时需要安装不止1个红外线传感器，对应的塔身和塔顶也可以安装红外线传感器，例如通过红外线传感器感知到被监测塔吊起重臂5米处有人在行走，且人当前的行驶方向是趋近于起重臂的。

可以理解的是，所述拉力传感器是是安装于起重臂上，用于感知被监测塔吊此时起吊重物的重量，为避免拉力传感器出现损坏失灵的情况，可以对应安装多个拉力传感器来采集数据，避免采集到异常数据，例如通过拉力传感器可以获得被监测塔吊此时起吊的重物为0.8吨。

可以理解的是，所述倾角传感器是安装于被监测塔吊的塔身，用于感知被监测塔吊的塔身的倾斜角度，倾角传感器安装于塔身的四周，用于监测塔身四周的倾斜状态，避免单个传感器数据采集的偶然性。

需要说明的是，所述速度传感器是安装于被监测塔吊的吊钩上，用于监测吊钩的运行速度，为避免吊钩在运行过程中将速度传感器造成损坏或掉落，同样需要在吊钩上安装两个或两个以上的速度传感器。

需要说明的是，所述微震传感器是安装于被监测塔吊塔基下，以塔基为中心，以3米为半径，在圆形范围内安装两个或两个以上的微震传感器，用于监测被监测塔吊当前所处位置的晃动情况，在具体实现中，微震传感器的安装范围可以不一定以3米为半径，所安装的范围可以更大或者更小，本实施例仅用3米进行举例，对具体范围不加以限制。

在具体实现中，在获取到红外线传感器数据、拉力传感器数据、倾角传感器数据、速度传感器数据、微震传感器数据后，数据发送模块将上述各项传感器数据及视频监控数据发送给数据处理模块进行数据处理。

可以理解的是，在本实施例中，通过多种传感器对被监测塔吊工作状态时的各项数据进行全方位监测，使塔吊智能监测系统的监测更为准确且具有针对性。

步骤S30，所述数据处理模块对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备。

需要说明的是，数据处理模块通过预设数据处理方式对采集到的数据进行数据分析处理，得到其中的异常数据，所述异常数据不仅包括传感器数据中存在的异常数据，还包括视频监控数据中识别到的异常数据。

步骤S40，所述预警模块根据所述异常数据发送报警信号至用户终端设备。

需要说明的是，在检测到异常数据后，预警模块将传感器数据中存在的异常数据、视频监控中存在的异常数据以及传感器中存在的异常数据对应的视频监控数据一并发送给用户终端设备，在发送异常数据时还会发送警示信息给用户终端设备，同时塔吊智能监测系统自身也会发出报警信号(鸣笛、亮灯或其他警示信号)，例如，在检测到倾角传感器数据异常时，即塔身出现不正常倾斜角度时，获取监测倾角传感器的视频监控数据，将对应的视频监控数据和倾角传感器数据都发送给用户终端设备，并发送警示信息告知用户或管理员当前数据存在异常，同时塔吊智能监测系统发出鸣笛，警示周围人员当前塔吊存在异常，引起周边人员的注意。

在本实施例中通过主控模块发送工作指令至数据采集模块；数据采集模块根据所述工作指令采集被监测塔吊的监测数据，并将所述监测数据发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；所述预警模块根据所述异常数据发送报警信号至用户终端设备。通过对数据的实时监测，分析数据中存在的异常，在感知到异常时将异常数据发送给用户终端来进行警示，同时通过自身的报警装置发送报警信号，实时保证了塔吊的安全性。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种塔吊智能监测系统，其特征在于，所述塔吊智能监测系统包括：主控模块、数据采集模块、数据处理模块、预警模块以及用户终端设备，其中，所述主控模块分别与所述数据采集模块、数据处理模块以及预警模块连接，所述预警模块与所述用户终端设备连接；

所述主控模块，用于发送工作指令至所述数据采集模块；

所述数据采集模块：用于根据所述工作指令采集被监测塔吊的监测数据，并将所述监测数据发送至所述数据处理模块；

所述数据处理模块：用于对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；

所述预警模块：用于根据所述异常数据发送报警信号至用户终端设备；

其中，所述数据采集模块包括传感器数据采集模块、视频采集模块以及数据发送模块；

所述传感器数据采集模块：用于采集安装于所述被监测塔吊中的传感器的数据；

所述视频采集模块：用于采集安装于所述被监测塔吊中的传感器对应预设范围内的视频监控数据；

数据发送模块，用于将所述传感器的数据以及所述视频监控数据发送至所述数据处理模块；

其中，所述传感器数据采集模块包括红外线传感器数据采集模块、拉力传感器数据采集模块、倾角传感器数据采集模块、速度传感器数据采集模块以及微震传感器数据采集模块；

所述红外线传感器数据采集模块，用于采集安装于所述被监测塔吊起重臂上的红外线传感器数据；

所述拉力传感器数据采集模块，用于采集安装于所述起重臂上的拉力传感器数据；

所述倾角传感器数据采集模块，用于采集安装于所述被监测塔吊塔身的倾角传感器数据；

所述速度传感器数据采集模块，用于采集安装于所述被监测塔吊吊钩上的速度传感器数据；

所述微震传感器数据采集模块，用于采集安装于所述被监测塔吊塔基处的微震传感器数据，所述微震传感器数据采集模块是安装于被监测塔吊塔基下，以塔基为中心，以预设长度为半径，在圆形范围内安装两个或两个以上的微震传感器，用于监测被监测塔吊当前所处位置的晃动情况；

其中，所述数据处理模块包括数据分析模块和数据识别模块；

所述数据分析模块，用于对所述红外线传感器数据通过预设数据处理模型进行分析，得到所述起重臂周边存在对象的位置数据及移动数据；

所述数据分析模块，还用于对所述拉力传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述起重臂吊起重物的重量数据；

所述数据分析模块，还用于对所述倾角传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述被监测塔吊的倾斜数据；

所述数据分析模块，还用于对所述速度传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述吊钩的行驶数据；

所述数据分析模块，还用于对所述微震传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述塔基对应区域的地表震动数据；

所述数据分析模块，还用于对所述视频监控数据通过预设视频特征提取模型进行分析，得到所述视频监控数据对应的视频分解数据；

所述数据识别模块：用于根据所述位置数据、所述移动数据、所述重量数据、所述倾斜数据、所述行驶数据、所述地表震动数据以及所述视频分解数据通过预设异常数据检测模型进行检测识别，得到目标监测数据；

将所述目标监测数据与预设安全范围数据进行比较，得到不在所述预设安全范围内的目标监测数据，将所述不在所述预设安全范围内的目标监测数据作为异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；

其中，所述数据识别模块，还用于将所述行驶数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测速度数据及目标监测方位数据，若所述目标监测速度数据不在预设安全速度范围内，或所述目标监测方位数据不处于预设安全行驶方位，则所述目标监测速度数据及目标监测方位数据为异常行驶数据；

所述数据识别模块，还用于将所述地表震动数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测地表震动数据，若所述目标监测地表震动数据不在预设安全震动范围内，则所述目标监测地表震动数据为异常震动数据；

所述数据识别模块，还用于将所述视频分解数据与预设异常事件检测模型进行匹配，若所述视频分解数据能与所述预设异常事件检测模型匹配成功，则所述视频分解数据为异常视频监控数据。

2.如权利要求1所述的塔吊智能监测系统，其特征在于，所述数据识别模块，还用于将所述位置数据通过预设异常数据检测模型进行检测，得到起重臂周边存在对象和所述起重臂的相对位置数据，若所述相对位置数据不在预设安全距离范围内，则所述位置数据为异常位置数据；

所述数据识别模块，还用于将所述移动数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到所述起重臂周边存在对象和所述被监测塔吊的相对移动关系，将所述相对移动关系通过碰撞预测模型进行预测，判断所述周边存在对象是否会和所述被监测塔吊发生碰撞，若能够发生碰撞，则所述移动数据为异常移动数据。

3.如权利要求1所述的塔吊智能监测系统，其特征在于，所述数据识别模块，还用于将所述重量数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测重量数据，若所述目标监测重量数据不在预设安全重量范围内，则所述目标监测重量数据为异常重量数据；

所述数据识别模块，还用于将所述倾斜数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测倾斜数据，若所述目标监测倾斜数据不在预设安全倾斜范围内，则所述目标监测倾斜数据为异常倾斜数据。

4.一种塔吊智能监测方法，其特征在于，应用如权利要求1至3中任一项所述的塔吊智能监测系统，所述塔吊智能监测系统包括：主控模块、数据采集模块、数据处理模块、视频采集模块、预警模块以及用户终端设备，所述塔吊智能监测方法包括：

所述主控模块发送工作指令至所述数据采集模块；

所述数据采集模块根据所述工作指令采集被监测塔吊的监测数据，并将所述监测数据发送至所述数据处理模块；

所述数据处理模块对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；

所述预警模块根据所述异常数据发送报警信号至用户终端设备；

其中，所述数据采集模块包括传感器数据采集模块、视频采集模块以及数据发送模块；

所述传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊中的传感器的数据；

所述视频采集模块采集安装于所述被监测塔吊中的传感器对应预设范围内的视频监控数据；

所述数据发送模块将所述传感器的数据以及所述视频监控数据发送至所述数据处理模块；

其中，所述传感器数据采集模块包括红外线传感器数据采集模块、拉力传感器数据采集模块、倾角传感器数据采集模块、速度传感器数据采集模块以及微震传感器数据采集模块；

所述红外线传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊起重臂上的红外线传感器数据；

所述拉力传感器数据采集模块采集安装于所述起重臂上的拉力传感器数据；

所述倾角传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊塔身的倾角传感器数据；

所述速度传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊吊钩上的速度传感器数据；

所述微震传感器数据采集模块采集安装于所述被监测塔吊塔基处的微震传感器数据，所述微震传感器数据采集模块是安装于被监测塔吊塔基下，以塔基为中心，以预设长度为半径，在圆形范围内安装两个或两个以上的微震传感器，用于监测被监测塔吊当前所处位置的晃动情况；

其中，所述数据处理模块包括数据分析模块和数据识别模块；

所述数据处理模块对所述监测数据进行数据处理，得到异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备，包括：

所述数据分析模块对所述红外线传感器数据通过预设数据处理模型进行分析，得到所述起重臂周边存在对象的位置数据及移动数据；

所述数据分析模块对所述拉力传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述起重臂吊起重物的重量数据；

所述数据分析模块对所述倾角传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述被监测塔吊的倾斜数据；

所述数据分析模块对所述速度传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述吊钩的行驶数据；

所述数据分析模块对所述微震传感器数据通过所述预设数据处理模型进行分析，得到所述塔基对应区域的地表震动数据；

所述数据分析模块对所述视频监控数据通过预设视频特征提取模型进行分析，得到所述视频监控数据对应的视频分解数据；

所述数据识别模块根据所述位置数据、所述移动数据、所述重量数据、所述倾斜数据、所述行驶数据、所述地表震动数据以及所述视频分解数据通过预设异常数据检测模型进行检测识别，得到目标监测数据；

将所述目标监测数据与预设安全范围数据进行比较，得到不在所述预设安全范围内的目标监测数据，将所述不在所述预设安全范围内的目标监测数据作为异常数据，并将所述异常数据发送至用户终端设备；

其中，所述数据识别模块还用于将所述行驶数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测速度数据及目标监测方位数据，若所述目标监测速度数据不在预设安全速度范围内，或所述目标监测方位数据不处于预设安全行驶方位，则所述目标监测速度数据及目标监测方位数据为异常行驶数据；

所述数据识别模块还用于将所述地表震动数据通过所述预设异常数据检测模型进行检测，得到目标监测地表震动数据，若所述目标监测地表震动数据不在预设安全震动范围内，则所述目标监测地表震动数据为异常震动数据；

所述数据识别模块还用于将所述视频分解数据与预设异常事件检测模型进行匹配，若所述视频分解数据能与所述预设异常事件检测模型匹配成功，则所述视频分解数据为异常视频监控数据。