CN117361358A - 用于塔机的安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种用于塔机的安全监测系统。包括：塔机，塔机安装有至少一个传感器，用于实时采集塔机的作业数据，作业数据包括塔机的多个工况参数；终端盒子，安装于终端，用于实时接收作业数据，并将多个作业数据通过预设协议加密传输至物联网平台；物联网平台，包括远程监测装置，物料网平台用于根据加密后的作业数据判断多个工况参数是否超过预设安全阈值；在任意一个工况参数超过对应的预设安全阈值的情况下，通过远程监测装置获取用户输入的调控参数；根据调控参数生成对应的参数调控指令，将参数调控指令发送至塔机，以使塔机根据参数调控指令执行相应的参数调整。通过安全监测系统，实现了对塔机的远程，移动化的实时调试。

Description

用于塔机的安全监测系统

技术领域

本申请涉及工程机械技术领域，具体涉及一种用于塔机的安全监测系统。

背景技术

在工程机械领域，塔式起重机因其具有结构复杂、体积庞大的特点，其安全操控和作业施工都具有很高的风险和复杂度，稍有不慎，就会造成很严重的安全生产事故和财产损失，因此对塔机的安全监测有很高的要求。

目前大部分塔机生产企业都在塔机的驾驶室配置了安全监控系统，可以对塔机作业过程进行全程的监控，风险提示，确保安全施工，提升施工效率。但是安全监控系统的主要功能需要通过驾驶室TSM显示屏与现场售后或者客户交互实现。虽然界面简洁明了，但是必须要售后工程师或者客户爬上几十甚至上百米高的塔机驾驶室才能实现。这就往往需要售后人员现场支持，当施工现场有很多的塔机同时施工时，售后工程师的服务能力很难应付，一方面会造成人力成本的浪费，同时导致无法随时了解塔机运行状态以及无法对塔机进行远程管理的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种用于塔机的安全监测系统。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种用于塔机的安全监测系统，包括：

塔机，塔机安装有至少一个传感器，用于实时采集塔机的作业数据，作业数据包括塔机的多个工况参数；

终端盒子，安装于终端，用于实时接收作业数据，并将多个作业数据通过预设协议加密传输至物联网平台；

物联网平台，包括远程监测装置，物料网平台用于根据加密后的作业数据判断多个工况参数是否超过预设安全阈值；在任意一个工况参数超过对应的预设安全阈值的情况下，通过远程监测装置获取用户输入的调控参数；根据调控参数生成对应的参数调控指令，将参数调控指令发送至塔机，以使塔机根据参数调控指令执行相应的参数调整。

在本申请的实施例中，物联网平台还包括：分布式发布订阅消息模块，包括第一主题和第二主题，第一主题用于存储终端盒子上传的加密后的多个作业数据，第二主题用于存储解析后的多个作业数据；分布式计算引擎，用于对加密后的多个作业数据进行解析并发布至第二主题。

在本申请的实施例中，远程监测装置包括：远程安全监测模块，用于针对任意一个工况参数，将工况参数与对应的预设安全阈值进行对比，在工况参数超过预设安全阈值的情况下，生成对应的参数调整提示；人机交互界面，用于显示参数调整提示；在接收到用户触发的参数修改指令的情况下，跳转至参数调整页面，以获取用户输入的调控参数。

在本申请的实施例中，远程安全监测模块还用于：在获取到用户输入的调控参数之后，在调控参数与参数调整提示携带的参数调整建议不同的情况下，生成用户权限等级验证提示；在调控参数与参数调整提示携带的参数调整建议相同的情况下，将调控参数传输至远程调试模块。

在本申请的实施例中，人机交互界面还用于：根据用户权限等级验证提示启动人脸识别认证，以获取用户的人脸图像，并将人脸图像传输至远程安全监测模块。

在本申请的实施例中，远程安全监测模块还用于：将用户的人脸图像与数据库中预存的身份信息进行匹配，以确定用户的权限等级；在用户的权限等级为高级权限的情况下，确认用户权限通过核验；在用户权限通过核验的情况下，将调控参数传输至远程调试模块；在用户的权限等级为低级权限的情况下，确认用户权限未通过核验；在用户权限未通过核验的情况下，根据参数调整建议生成对应的调控参数至远程调试模块。

在本申请的实施例中，远程监测装置还包括：远程调试模块，用于根据调控参数生成对应的参数调控指令，并将参数调控指令传输至远程网关；远程网关，与终端盒子连接，用于接收参数调控指令，并将参数调控指令转发至终端盒子。

在本申请的实施例中，终端盒子还用于：接收参数调控指令，并根据参数类型将参数调控指令下发至塔机对应的执行单元，以使执行单元执行相应的参数调整；在执行单元执行相应的参数调整之后，实时接收塔机更新后的作业数据，并将更新后的作业数据传输至远程监测装置。

在本申请的实施例中，远程监测装置还用于：根据更新后的作业数据携带的工况参数生成对应的塔机分析报告，并将分析报告进行展示。

在本申请的实施例中，远程监测装置还包括：远程施工管理模块，用于构建塔机的安全区域地图；在塔机存在维修需求的情况下，生成对应的维修提示。

上述技术方案，提供一种用于塔机的安全监测系统，包括塔机，塔机安装有至少一个传感器，用于实时采集塔机的作业数据，作业数据包括塔机的多个工况参数；终端盒子，安装于终端，用于实时接收作业数据，并将多个作业数据通过预设协议加密传输至物联网平台；物联网平台，包括远程监测装置，物料网平台用于根据加密后的作业数据判断多个工况参数是否超过预设安全阈值；在任意一个工况参数超过对应的预设安全阈值的情况下，通过远程监测装置获取用户输入的调控参数；根据调控参数生成对应的参数调控指令，将参数调控指令发送至塔机，以使塔机根据参数调控指令执行相应的参数调整。通过安全监测系统，实现了塔机作业工况数据的实时采集，解析，以及实时监测，同时通过远程监测装置实时下发参数调控指令至塔机，达到了对塔机的远程，移动化的实时调试，配置和操控，极大提高了安全监测效率，降低了人工成本。

本申请实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：

图1示意性示出了根据本申请实施例的一种用于塔机的安全监测系统的结构框图；

图2示意性示出了根据本申请实施例的一种远程监测APP下发参数调控指令的流程示意图。

图3示意性示出了根据本申请实施例的一种远程监测APP的产品结构示意图；

图4示意性示出了根据本申请实施例的一种用于塔机的安全监测系统的系统架构图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

图1示意性示出了根据本申请实施例的一种用于塔机的安全监测系统的结构框图。如图1所示，本申请实施例提供一种用于塔机的安全监测系统，包括：

塔机110，塔机安装有至少一个传感器，用于实时采集塔机的作业数据，作业数据包括塔机的多个工况参数；

终端盒子120，安装于终端，用于实时接收作业数据，并将多个作业数据通过预设协议加密传输至物联网平台；

物联网平台130，包括远程监测装置132，物料网平台用于根据加密后的作业数据判断多个工况参数是否超过预设安全阈值；在任意一个工况参数超过对应的预设安全阈值的情况下，通过远程监测装置132获取用户输入的调控参数；根据调控参数生成对应的参数调控指令，将参数调控指令发送至塔机，以使塔机根据参数调控指令执行相应的参数调整。

塔机及塔式起重机，亦称塔吊。在本技术方案中，为了确保能够接收到塔机端上传的数据，在塔机出厂之前，将塔机在物联网平台进行注册，并进行出厂信息调试，以确保塔机端的数据可以传输到物联网平台端，物联网平台端的可以发送到塔机端。因此，在塔机于物联网平台进行注册之后，物联网平台端与塔机端才能互相识别，当塔机端的数据传输至物联网平台端时，物联网平台端可以将预存的终端编号、塔机编号、SIM卡号与实时采集到的数据进行匹配。

进一步地，塔机安装有至少一个传感器，传感器可以实时采集塔机的作业数据，作业数据包括塔机的多个工况参数，工况参数可以包括塔机的状态参数、震动参数以及电气信号等物理参数。塔机在出厂前在物联网平台端进行注册后，通过安装在塔机端的传感器对塔机的作业数据进行采集之后，则可以传输至物联网平台，实现塔机端数据的远程监控。具体地，传感器将采集到的作业数据通过5G发送至安装于终端的终端盒子，在本技术方案中，终端盒子可以是指自研的5G终端盒子，塔机在施工作业时通过传感器采集到的作业数据例如安全检测、安全施工、视频数据等均会通过PLC总线传输到5G终端盒子。5G终端盒子将采集到的作业数据进行加密后，通过LVS负载均衡器发送到多副本部署的云端网关，以提高数据的接收效率。网关在接收到数据之后，则会将这些加密后的作业数据传输至物联网平台。其中，LVS是一种集群技术，采用IP负载均衡技术和基于内容请求分发技术。

进一步地，本实施例中的物联网平台可以是指自研的物联网平台，包括远程监测装置。其中，为了实现远程安全监测和操控与在驾驶室通过TMS操控具有相同的体验，本技术方案通过java程序，采用spring cloud微服务架构和vue前端架构对TMS的整个安全监控和配置显示界面及后端数据调用服务进行了重构，以保持与TMS相同的界面风格和相同的功能，开发了远程监测装置。其中，TMS是一种配置在驾驶室的安全监测系统，能够对塔机工况，起重量，防碰撞，防摇，防风，变载立停，开机密码，机械控制模式等等一系列操作进行配置、调试。同时，安全监控系统可以对塔机作业过程进行全程的监控，风险提示，确保安全施工，提升施工效率。微服务架构是一种软件设计模式，它将一个应用程序拆分成多个小型、独立的服务，每个服务运行在自己的进程中，使用轻量级通信机制(例如HTTP API)进行通信。这种设计模式使得每个服务可以独立部署、扩展和维护，从而提高应用程序的可靠性、可伸缩性和灵活性。Spring Cloud是一组开源框架，用于构建和管理微服务应用程序。它基于Spring框架构建，并提供了一组工具和库，用于管理微服务应用程序的开发和部署。Spring Cloud提供了许多开箱即用的解决方案，包括服务发现、服务配置、负载均衡、断路器、路由和安全性等方面的解决方案，大大简化了构建微服务应用程序的工作。Vue是一套用于构建用户界面的渐进式框架。Vue采用自底向上增量开发的设计，提供了MVVM数据绑定和可组合的组件系统，具有简单、灵活的API，通过简单的API可实现响应式的数据绑定和可组合的视图组件。

具体地，在本技术方案中，加密后的作业数据上传至物联网平台中后，物联网平台根据加密后的作业数据判断多个工况参数是否超过预设安全阈值，例如塔机的震动参数、电气信号参数是否超过预设的震动安全阈值与电气安全阈值。在任意一个工况参数超过对应的预设安全阈值的情况下，通过远程监测装置获取用户输入的调控参数，并根据调控参数生成对应的参数调控指令，将参数调控指令发送至塔机，以使塔机根据参数调控指令执行相应的参数调整。

上述技术方案，通过安全监测系统，实现了塔机作业工况数据的实时采集，解析，以及实时监测，同时通过远程监测装置实时下发参数调控指令至塔机，达到了对塔机的远程，移动化的实时调试，配置和操控，极大提高了安全监测效率，降低了人工成本。

在一个实施例中，物联网平台还包括分布式发布订阅消息模块以及分布式计算引擎。其中，分布式发布订阅消息模块可以是指kafka，kafka是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，它可以处理用户在网站中的所有动作流数据，通过集群来提供实时的消息，同时，每条发布到Kafka集群的消息都有一个类别，即Topic，也可以称为主题，主题可以自由设置。在本技术方案中，分布式发布订阅消息模块设置有两个主题，分别为第一主题和第二主题，第一主题可以用于存储终端盒子上传的加密后的多个作业数据，第二主题用于存储解析后的作业数据。应当理解的是，第一主题也可以包括多个第一子主题，每个第一子主题分别用于存储不同类别的作业数据，例如，作业数据包括塔机的震动参数、电气信号参数，多个第一子主题可以分别存储震动参数与电气信号参数。分布式计算引擎可以是指Flink，Flink是一种开源流处理框架，Flink以数据并行和流水线方式执行任意流数据程序，Flink的流水线运行时系统可以执行批处理和流处理程序。在本技术方案中，分布式计算引擎用于对加密后的多个作业数据进行解析并发布至第二主题中。

出于数据传输安全和节省传输流量的考虑，塔机的作业在传输的过程中会经过传输协议(MQTT，私有协议，数据加密压缩协议)的层层加密压缩，最后物联网平台收到的作业数据其实是一串串加密后的16进制字符串。为了便于远程监测平台和物联网平台对作业数据的使用，需要将kafka消息队列中塔机不同时刻的加密作业数据进行实时的解析。在本技术方案中，创新性地采用了性能先进，数据处理效率极高的分布式实时数据计算引擎Flink来对kafka主题Topic1中的作业数据进行实时解析，根据数据传输协议，数据解析协议的加密规则，进行实时的反向解密计算，最后实时得到了key：value一一对应json格式的明文物联网数据，然后Flink继续将解析得到的明文json格式数据一方面继续回写到kafka另一个主题Topic2，供远程监测平台使用。应当理解的是，物联网平台包括数据库系统，例如cassandra、hbase，另一方面解析后的明文作业数据可以存储到物联网平台的数据库系统中，供物联网平台使用。

在一个实施例中，远程监测装置包括远程安全监测模块以及人机交互界面。其中，远程安全监测模块，用于针对任意一个工况参数，将工况参数与对应的预设安全阈值进行对比，在工况参数超过预设安全阈值的情况下，生成对应的参数调整提示。人机交互界面，用于显示参数调整提示，在接收到用户触发的参数修改指令的情况下，跳转至参数调整页面，以获取用户输入的调控参数。具体地，传感器采集到塔机的作业数据后，通过PLC总线加密传输至终端盒子，经终端盒子后通过LVS负载均衡器发送到多副本部署的云端网关，网关在接收到数据之后，则会将这些加密后的作业数据传输至物联网平台的分布式发布订阅消息模块的第一主题中。分布式计算引擎实时对第一主题中的加密作业数据进行解析以得到明文后的作业数据，并将明文后的作业数据发布至分布式发布订阅消息模块的第二主题以及物联网平台的数据库系统中，分别供远程监测平台和物联网平台调用。存储至第二主题中的作业数据经远程监测平台调用后，远程安全监测模块针对任意一个工况参数，将工况参数与对应的预设安全阈值进行对比，当工况参数超过预设安全阈值的情况下，生成对应的参数调整提示。例如以塔机的震动参数、电气信号参数为例，在塔机的震动参数、电气信号参数中的任意一个参数超过预设的震动安全阈值或电气安全阈值时，远程安全监测模块生成对应的震动参数调整提示与电气信号参数调整提示。生成的参数调整提示通过人机界面进行展示，用户在接受到提示之后，可以根据提示触发参数修改指令。人机交互界面根据用户触发的参数修改指令跳转至对应参数调整页面，并获取用户输入的调控参数。

在一个实施例中，人机界面根据参数调整页面获取到用户输入的调控参数之后，将调控参数传输至远程安全监测模块。远程安全监测模块在获取到用户输入的调控参数之后，需判断用户输入的调控参数是否与生成的参数调整提示携带的参数调整建议相同。在调控参数与参数调整提示携带的参数调整建议不同的情况下，生成用户权限等级验证提示，以验证当前用户的权限等级是否能够具备自由修改参数的权力。在调控参数与参数调整提示携带的参数调整建议相同的情况下，将调控参数传输至远程调试模块。

进一步地，在调控参数与参数调整提示携带的参数调整建议不同的情况下，远程安全监测模块生成用户权限等级验证提示并传输至人机交互界面。在本技术方案中，针对任意一个工况参数，该工况参数的可调值为一个范围区间而不是一个固定值，例如，以工况参数为塔机的回转速度为例，设定回转速度的安全阈值为1000r/min，当塔机当前的回转速度为1100r/min时，需对回转速度进行调整，根据塔机当前的其余各项参数确定得到此时应将回转速度调整为800-880r/min区间范围内。因此，远程安全监测模块生成的参数调整提示携带的参数调整建议为对应参数的可调整区间。当用户输入的调控参数不处于该可调整区间范围内时，例如，用户输入的回转速度为700r/min或900r/min，明显地，700r/min或900r/min不处于800-880r/min区间范围内。此时，用户输入的调控参数与参数调整建议不同，需对用户的权限等级进行验证。如若用户输入的回转速度为800r/min，800r/min处于800-880r/min区间范围内，此时，用户输入的调控参数与参数调整建议相同，远程安全监测模块则直接将用户输入的调控参数传输值远程调试模块。

人机交互界面根据用户权限等级验证提示启动人脸识别认证，以获取用户的人脸图像，在用户录入人脸之后人机交互界面自动关闭人脸识别认证，并将人脸图像传输至远程安全监测模块。

进一步地，远程安全监测模块在接收到人机交互界面发送的人脸图像后，将用户的人脸图像与数据库中预存的身份信息进行匹配，以确定用户的权限等级。数据库中预存的身份信息包括所有的塔机使用用户，在用户初次使用塔机前，需将身份信息进行提前录入，以获取启用塔机的权力。根据人脸图像与数据库中的数据进行匹配之后，在用户的权限等级为高级权限的情况下，此时，用户可以自由使用塔机的任意功能，因此，确认用户权限通过核验。在用户权限通过核验的情况下，将调控参数传输至远程调试模块，以使远程调试模块根据该调控参数执行对应的后续操作。在用户的权限等级为低级权限的情况下，此时，用户只具备启用塔机的权限，不具备自由使用塔机的任意功能的权力，因此，确认用户权限未通过核验。在用户权限未通过核验的情况下，远程安全监测模块根据参数调整建议生成对应的调控参数至远程调试模块。

在一个实施例中，远程监测装置还包括远程调试模块以及远程网关。其中，远程安全监测模块将调控参数发送至远程调试模块之后，远程调试模块可以用于根据调控参数生成对应的参数调控指令，并将参数调控指令传输至远程网关。远程网关与终端盒子连接，用于接收远程调试模块发送的参数调控指令，并将参数调控指令转发至终端盒子。

进一步地，终端盒子在接收到远程调试模块发送的参数调控指令之后，根据参数类型将参数调控指令下发至塔机对应的执行单元，以使执行单元执行相应的参数调整。在执行单元执行相应的参数调整之后，实时接收塔机更新后的作业数据，并将更新后的作业数据传输至远程监测装置。

如图2所示，提供了一种远程监测APP下发参数调控指令的流程示意图。在本技术方案中，远程安全监测装置与塔机的数据交互包括两部分，一是塔机上传到云端的安全监测作业数据，二是远程监测装置下发到塔机的参数配置和调控信息例如包括防碰撞参数配置，限位模式设置，定距微动，风速阈值等参数，以及一些防摇，密文验证，变载立停等控制指令的下发。前面属于数据上行，后面的调试和参数配置属于数据下行。为了实现数据的下行，在本技术方案中，创新性地在远程监测装置侧通过调用自研的指令下发服务的API接口，在远程监测装置上实现调试指令和参数配置指令的下发。这些指令数据通过物联网系统的指令发送服务以API接口的形式下发到远程云端网关，然后通过5G网络以极低时延发送到塔机边缘盒子，最终塔机的电控单元将这些指令作用到塔机的各个执行单元上，完成塔机参数的设置和调试，其过程如图3所示，这样就可以达到与在塔机驾驶室的TMS上直接进行调试相同的效果，塔机调试后的结果数据又通过如图3所示的上行通道被实时采集，解析，分发然后传输到远程监测装置的后端数据库存储系统，远程监测装置通过api接口调用后端存储系统的实时作业数据就可以立即看到参数配置和远程调试后的结果。

进一步地，远程监测装置将经参数调整后得到的更新后的作业数据携带的工况参数生成对应的塔机分析报告，并将分析报告进行展示。

在一个实施例中，远程监测装置还包括远程施工管理模块，用于构建塔机的安全区域地图；在塔机存在维修需求的情况下，生成对应的维修提示。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种远程监测APP的产品结构示意图。远程监测APP包括远程网关、远程调试、远程安全监测、远程施工管理以及远程指令服务。其中，远程网关用于上行数据的接收与转发，以及下行数据的接收与转发。远程调试用于远程协助传感器标定，远程设置塔机参数、远程协助塔机调试、故障报警远程诊断以及新功能软件远程升级。远程安全监测用于单机状态监控，设备健康地图、传动系统状态监测、塔机状态识别与监测，垂直度/塔高/臂长监测，结构应力及振动监测，吊重监测，风速监测，钢丝绳健康监测，附着力监测以及电气信号监测。远程施工管理用于实现作业人员管理，群塔安全地图，违规操作预警以及设备维修提醒。远程指令服务用于调试指令的下发，远程升级指令的下发以及控制指令的下发。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种用于塔机的安全监测系统的系统架构图。为了实现塔机远程安全监测，远程调试，工况查询，密码修改，远程操控等功能，在确保安全的前提下，远程便捷的协助客户自主完成塔机的标定、参数设置等调试工作，确保客户可以快速安全启用塔机，减少现场售后技术支持，同时提升客户体验。本技术方案通过一系列的技术创新和流程设计，设计了一种如图4所示的用于塔机的安全监测系统的系统架构图，可以实现对塔机进行远程安全监测、调试以及操控，可以从根本上解决客户面临着塔机数量多监管难、无法随时了解塔机运行状态、无法远程管理等痛点。该系统架构涉及的基础软件环境包含但不限于以下边缘终端和5G网络接入设备，LVS负载均衡器，物联网管理系统，工业大数据平台(存储系统(hadoop)，计算系统，远程监测APP应用以及数据存储系统Mysql。

为了实现对塔机的实时远程安全监测，远程调试和操控，其中最重要的一点是能够以极低的延时和极高的速率将施工区域的塔机作业数据(包括工况数据，视频数据，位置数据，安全监测报警数据)实时传送到物联网平台，并且能以极低的延时将平台侧的指令数据发送到塔机边缘端。本技术方案中，在塔机的边缘端采用了自研的5G终端盒子，塔机施工时所有传感器采集到的关于安全监测，安全施工，视频数据，工况数据等都会通过PLC总线传输到5G边缘终端，然后通过5G网络将采集到的IOT数据经过LVS负载均衡器发送到多副本部署的云端网关，以提高数据接收效率。网关接收到数据之后会将这些IOT数据转发到消息队列kafka的一个主题topic1，至此完成了塔机侧数据的实时采集。

进一步地，出于数据传输安全和节省传输流量的考虑，塔机的IOT在传输的过程中会经过传输协议(MQTT，私有协议，数据加密压缩协议)的层层加密压缩，最后平台收到的IOT数据其实是一串串加密后的16进制字符串。为了便于APP应用和物联网平台对数据的使用，需要将kafka消息队列中塔机不同时刻的加密IOT数据进行实时的解析。在本技术方案中，创新性地采用了性能先进，数据处理效率极高的分布式实时数据计算引擎Flink来对kafka中的加密IOT数据进行实时解析，根据数据传输协议，数据解析协议的加密规则，进行实时的反向解密计算，最后实时得到了key：value一一对应json格式的明文物联网数据，然后Flink继续将解析得到的明文json格式数据一方面继续回写到kafka另一个主题topic2，供远程监测APP应用使用，另一方面将解析后的明文物联网数据存储到物联网的后台数据库系统中，供物联网平台使用。

进一步地，与TMS直接通过塔机电控单元获取数据和发送控制指令不同，远程监控APP需要通过5G网络，物联网系统，大数据处理系统来实时获取塔机的IOT数据包括故障诊断报警详情等安全监测数据，实时工况数据，并通过云端物联网系统下发指令或者参数配置信息，然后将指令数据和参数配置数据通过网关，5G网络发送到塔机的边缘盒子。由于5G网络的低时延，高带宽的特性，使的通过远程监测APP进行安全监测和参数配置具有与TMS相同的时效性。在本技术方案中，可以将kafka主题topic2中的数据存储到远程APP后端数据库系统mysql中，远程监测APP就可以通过API接口实时从mysql中获取相应塔机的安全监测数据，包括开关机记录，工作循环数据，工作统计数据，塔机工作状态查询，塔机最新工况数据等。

进一步地，在远程监测APP侧通过调用自研的指令下发服务的API接口，在远程监测APP上实现调试指令和参数配置指令的下发，这些指令数据通过物联网系统的指令发送服务以API接口的形式下发到远程云端网关。然后通过5G网络以极低时延发送到塔机边缘盒子，最终塔机的电控单元将这些指令作用到塔机的各个执行单元上，完成塔机参数的设置和调试。这样就达到了与在塔机驾驶室的TMS上直接进行调试相同的效果，塔机调试后的结果数据又通过上行通道被实时采集，解析，分发然后传输到远程监测APP的后端数据库存储系统，远程监测APP通过api接口调用后端存储系统的实时IOT数据就可以立即看到参数配置和远程调试后的结果。

本技术方案，创造性地对塔机驾驶室内的TMS系统的所有安全监监测，调试和操控界面进行了重构和改造，实现了塔机安全监测和调试TMS系统的移动化，通过APP替代TMS。通过融合5G技术，先进物联网技术，大数据实时处理技术等一方面实现了塔机作业工况数据的实时采集，解析，移动端实时展现，实时监测，安全报警提示；另一方面实现了通过移动端app将操控和调试指令实时下发到塔机边缘侧，达到了对塔机的远程，移动化的实时调试，配置和操控，起到了防撞，防摇，防风等安全作业的作用。

还需要说明的是，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、商品或者设备不仅包括那些要素，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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述系统包括：

塔机，所述塔机安装有至少一个传感器，用于实时采集所述塔机的作业数据，所述作业数据包括所述塔机的多个工况参数；

终端盒子，安装于终端，用于实时接收所述作业数据，并将所述多个作业数据通过预设协议加密传输至物联网平台；

物联网平台，包括远程监测装置，所述物料网平台用于根据加密后的作业数据判断所述多个工况参数是否超过预设安全阈值；在任意一个工况参数超过对应的预设安全阈值的情况下，通过所述远程监测装置获取用户输入的调控参数；根据所述调控参数生成对应的参数调控指令，将所述参数调控指令发送至所述塔机，以使所述塔机根据所述参数调控指令执行相应的参数调整。

2.根据权利要求1所述的用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述物联网平台还包括：

分布式发布订阅消息模块，包括第一主题和第二主题，所述第一主题用于存储所述终端盒子上传的加密后的多个作业数据，所述第二主题用于存储解析后的多个作业数据；

分布式计算引擎，用于对加密后的多个作业数据进行解析并发布至所述第二主题。

3.根据权利要求1所述的用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述远程监测装置包括：

远程安全监测模块，用于针对任意一个工况参数，将所述工况参数与对应的预设安全阈值进行对比，在所述工况参数超过所述预设安全阈值的情况下，生成对应的参数调整提示；

人机交互界面，用于显示所述参数调整提示；在接收到所述用户触发的参数修改指令的情况下，跳转至所述参数调整页面，以获取所述用户输入的调控参数。

4.根据权利要求3所述的用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述远程安全监测模块还用于：

在获取到所述用户输入的调控参数之后，在所述调控参数与所述参数调整提示携带的参数调整建议不同的情况下，生成用户权限等级验证提示；

在所述调控参数与所述参数调整提示携带的参数调整建议相同的情况下，将所述调控参数传输至远程调试模块。

5.根据权利要求4所述的用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述人机交互界面还用于：

根据所述用户权限等级验证提示启动人脸识别认证，以获取所述用户的人脸图像，并将所述人脸图像传输至所述远程安全监测模块。

6.根据权利要求5所述的用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述远程安全监测模块还用于：

将所述用户的人脸图像与数据库中预存的身份信息进行匹配，以确定所述用户的权限等级；

在所述用户的权限等级为高级权限的情况下，确认所述用户权限通过核验；

在所述用户权限通过核验的情况下，将所述调控参数传输至远程调试模块；

在所述用户的权限等级为低级权限的情况下，确认所述用户权限未通过核验；

在所述用户权限未通过核验的情况下，根据所述参数调整建议生成对应的调控参数至所述远程调试模块。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述的用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述远程监测装置还包括：

所述远程调试模块，用于根据所述调控参数生成对应的参数调控指令，并将所述参数调控指令传输至远程网关；

所述远程网关，与所述终端盒子连接，用于接收所述参数调控指令，并将所述参数调控指令转发至所述终端盒子。

8.根据权利要求7所述的用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述终端盒子还用于：

接收所述参数调控指令，并根据参数类型将所述参数调控指令下发至所述塔机对应的执行单元，以使所述执行单元执行相应的参数调整；

在所述执行单元执行相应的参数调整之后，实时接收所述塔机更新后的作业数据，并将所述更新后的作业数据传输至所述远程监测装置。

9.根据权利要求8所述的用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述远程监测装置还用于：

根据所述更新后的作业数据携带的工况参数生成对应的塔机分析报告，并将所述分析报告进行展示。

10.根据权利要求1所述的用于塔机的安全监测系统，其特征在于，所述远程监测装置还包括：

远程施工管理模块，用于构建所述塔机的安全区域地图；在所述塔机存在维修需求的情况下，生成对应的维修提示。