CN203159096U - 一种基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统，所述系统包括监控终端和监控中心，所述监控终端包括传感器组、A/D转换器、微处理器和无线通信模块，所述监控终端通过无线通信模块与所述监控中心连接。本实用新型的监控终端通过GPRS网络与监控中心通信，整个系统的结构设计合理，可以有效的对塔式起重机进行远程的监测和预警，加强对塔式起重机的管理和维护，保证了使用效率。

Description

一种基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统

技术领域

本实用新型涉及塔式起重机安全监测技术领域，特别涉及一种基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统。

背景技术

塔式起重机在建筑行业作为主要的物料运输机械得到广泛的应用。尤其近年来随着高层、超高层建筑的兴起，塔机式起重机在现代化建筑施工过程作用越来越大并且不断向大型化、智能化方向发展。但目前在建筑施工过程中，由于操作工人不清楚塔机的当前状态和一些操作工人为了追求工作“效率”使塔机超负荷工作，导致塔机事故引起的人员伤亡和设备损坏屡屡发生，重大事故发生率居高不下，塔机的安全性能已成为威胁建筑工人生命和企业财产的大问题。

目前国内塔机装配的一些简单控制仪表只能针对单台塔机实现超限、超载控制，也不具有实时性、远程监控管理功能，无法对塔机运行情况分析，而对塔机实施有效的管理措施，不能满足客户的使用需求。

实用新型内容

为此，本实用新型提出一种基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。

本实用新型另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本实用新型的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本实用新型目的和优点。

本实用新型提供了一种基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统，所述系统包括监控终端和监控中心，其特征在于，所述监控终端包括传感器组、A/D转换器、微处理器和无线通信模块，所述传感器组与所述A/D转换器连接，所述A/D转换器和无线通信模块与所述微处理器连接，所述监控终端通过无线通信模块与所述监控中心连接，其中，所述A/D转换器、微处理器和无线通信模块均设置在塔吊司机室内，所述传感器组包括多个传感器，所述多个传感器设置在所述塔式起重机的机身的不同位置处。

优选的，所述传感器组包括高度传感器、幅度传感器、重量传感器、风速传感器和转角传感器。

优选的，所述高度传感器安装在起升机构上，幅度传感器安装在变幅机构上，重量传感器安装在塔机测力环轴中，风速传感器设置在塔吊回转塔身的塔顶上，转角传感器与安装于塔吊非回转主塔身与回转塔身之间的回转机构相对应配装，各传感器通过电缆与所述A/D转换器连接。

优选的，所述重量传感器为销轴式载荷传感器。

优选的，所述监控终端还包括与所述微处理器连接的液晶显示屏。

优选的，所述监控终端还包括与微处理器连接的报警装置。

本实用新型的监控终端通过GPRS网络与监控中心通信，整个系统的结构设计合理，可以有效的对塔式起重机进行远程的监测和预警，加强对塔式起重机的管理和维护，保证了使用效率。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的、基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统的结构示意图。

图2根据本实用新型实施例的、微处理器的电路图。

图3根据本实用新型实施例的、无线通信模块的电路图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。

图1为根据本实用新型实施例的、基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统的结构示意图。

如图1所示，本实用新型所提供的基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统包括：监控终端和监控中心，其中，所述监控终端包括传感器组、A/D转换器、微处理器和无线通信模块，所述传感器组与所述A/D转换器连接，所述A/D转换器和无线通信模块与微处理器连接，所述监控终端通过无线通信模块与所述监控中心连接，其中所述A/D转换器、微处理器和无线通信模块均设置在塔吊司机室内，所述传感器组包括多个传感器，所述多个传感器设置在所述塔式起重机的机身的不同位置处。

具体的，所述传感器组包括高度传感器、幅度传感器、重量传感器、风速传感器和转角传感器，所述高度传感器安装在起升机构上，幅度传感器安装在变幅机构上，重量传感器安装在塔机测力环轴中，风速传感器设置在塔吊回转塔身的塔顶上，转角传感器与安装于塔吊非回转主塔身与回转塔身之间的回转机构相对应配装，各传感器通过电缆与所述A/D转换器连接。

根据本实用新型的一个优选实施例，所述重量传感器为销轴式载荷传感器。

A/D转换器采用高性能的ADS1114A/D转换器，ADS1114A/D转换器的采样频率最高可达到860Hz。所述A/D转换器用于将传感器组采集到的所述塔式起重机的物理信息转换成数字信号，这样可以实现数据采集模块向微处理器传输是数字信号，这样使得微处理器处理数据时更加方便、快捷。

根据本实用新型的一个优选实施例，所述监控终端还包括与微处理器连接的液晶显示屏，所述液晶显示屏设置在塔吊司机室内，其用于实时的显示由各个传感器采集到的塔式起重机的数据。

根据本实用新型的一个优选实施例，所述监控终端还包括与微处理器连接的报警装置，当由各个传感器采集到的塔式起重机的数据超过阈值时，由微处理器驱动所述报警装置进行报警。

微处理器负责协调各个模块间的工作，本实用新型采用高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机STC12C5A60S2为核心构成。

图2示出了8051单片机STC12C5A60S2（U3）的电路图。

如图2所示，单片机工作状态指示灯D5通过限流电阻R25连接电源Vcc,并与MCU单片机引脚1相连，MCU单片机该引脚周期性的输出低电平，从而控制D5不断闪烁，告之外界单片机运行正常，没有进入死循环。MCU单片机第二个引脚通过限流电阻R26与三极管T1的基极相连，T1的集电极串联报警蜂鸣器BEEP1后接地，T1的发射极与供电电源VCC相连。当系统发生错误时，单片机第二引脚将输出高电平，开启三极管T1，三极管T1的集电极和发射极导通，使报警蜂鸣器BEEP1发声报警，提醒现场工作人员注意。MCU单片机的RST引脚接电解电容E3的负极后接供电电源VCC，并限流电阻R27后接地，用于监测单片机供电电压VCC，当VCC低于上电复位电路的检测门槛电压时，所有逻辑电路都会复位；当VCC重新恢复正常电压时，延迟若干时钟后，上电复位结束。XTAL1和XTAL2外接由晶振CY1，电容C1和C2组成的时钟电路，以为单片机STC12C5A60S2提供时钟。RST2引脚接电源，NA引脚通过电阻R28接地，起到选通芯片的作用。

图3根据本实用新型实施例的、无线通信模块的电路图。本实用新型的无线通信模块采用GPRS三频段GPRS芯片SIM300，实现监控终端与远程监控中心的通信。它可在全球范围内的EGSM900MHz、DCS1800MHz、PCS1900MHz三种频率下工作，能够提供GPRS多信道类型多达10个，并且支持CS-1、CS-2、CS-3和CS-4四种GPRS编码方案。

如图3所示，SIM300芯片的接收数据引脚RXD、发送数据引脚TXD分别经限流电阻R18、限流电阻R19和跳线座Jtx1、Jrx1后再分别与MCU单片机的第一发送数据引脚和第一接收数据引脚相连(即MCU单片机第一串口引脚1TXD、1RXD)，用于实现MCU单片机与SIM300芯片间的数据通讯。MCU单片机的第三十三引脚(即P06引脚)经限流电阻R17后与SIM300芯片的开关引脚(即PWRKEY引脚)相连，产生一段时间的低电平，可开启或关闭SIM300芯片。网络状态引脚(即引脚Network LED)经限流电阻R16后与第四发光二极管D4相连，指示SIM300芯片的开启/关闭状态。输出测试引脚(即引脚VDD_EXT_3V)为SIM300芯片输出测试端，当该引脚输出3V电压时，说明SIM300芯片处于正常工作状态。SIM300芯片的引脚SIM_VDD、SIM_I/O、SIM_CLK、SIM_RST为与SIM卡通讯的引脚。SIM300芯片的8个VBAT引脚用来连接供电电压，其中的一个VBAT引脚通过电容E12接地。引脚SPK1P和SPK1N为正负音频输出引脚，其连接扩音器SPK（J7）。引脚MIC1P和MIC1N为正负音频输入引脚，所述引脚MIC1P和MIC1N与电容C11，C10，电感L2，L3连接。

如图1所示，本实用新型的监控中心由计算机和多个手机组成，监控终端可以通过GPRS网络将采集到的数据实时的发送到监控中心的计算机或者手机上，以便于相关人员进行及时的处理。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统，所述系统包括监控终端和监控中心，其特征在于，所述监控终端包括传感器组、A/D转换器、微处理器和无线通信模块，所述传感器组与所述A/D转换器连接，所述A/D转换器和无线通信模块与所述微处理器连接，所述监控终端通过无线通信模块与所述监控中心连接，其中，所述A/D转换器、微处理器和无线通信模块均设置在塔吊司机室内，所述传感器组包括多个传感器，所述多个传感器设置在所述塔式起重机的机身的不同位置处。

2.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统，其特征在于，所述传感器组包括高度传感器、幅度传感器、重量传感器、风速传感器和转角传感器。

3.根据权利要求2所述的基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统，其特征在于，所述高度传感器安装在起升机构上，幅度传感器安装在变幅机构上，重量传感器安装在塔机测力环轴中，风速传感器设置在塔吊回转塔身的塔顶上，转角传感器与安装于塔吊非回转主塔身与回转塔身之间的回转机构相对应配装，各传感器通过电缆与所述A/D转换器连接。

4.根据权利要求2或3所述的基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统，其特征在于，所述重量传感器为销轴式载荷传感器。

5.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统，其特征在于，所述监控终端还包括与所述微处理器连接的液晶显示屏。

6.根据权利要求1所述的基于无线通信技术的塔式起重机智能预警系统，其特征在于，所述监控终端还包括与微处理器连接的报警装置。

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