CN203653085U - 一种可识别驾驶人员身份的塔机监控系统 - Google Patents

Abstract

一种可识别驾驶人员身份的塔机监控系统，该系统由信号采集单元、电源单元、通讯单元、控制单元、处理单元、驱动单元、数据接收与处理单元、协议处理单元、GPRS单元、显示单元、GPS单元、监控单元、指纹或者头像采集设备所组成。本实用新型能实时有效的监控塔机的工作情况，通过载重量的比较做出相应的告警，使操作人员能提前做出判断。本实用新型有效地解决了认证塔机驾驶员的身份，是否是持证人员，避免了由无证驾驶人员违规驾驶引发的安全隐患。本实用新型适用于塔机安全监控。

Description

一种可识别驾驶人员身份的塔机监控系统

技术领域    

本实用新型涉及一种可识别驾驶人员身份的塔机监控系统，属起重机械安全监控技术领域。

背景技术    

塔式起重机是垂直运输货物的机械设备，是现代工业和民用建筑领域主要施工机械之一。主要应用于城市超高层建筑施工、桥梁工程、港口工程、电力建设工程、水利工程等。塔机在物料升降和搬运过程中存在的潜在危险比较多，事故发生率较大，从查阅的文献资料中可知导致事故发生的主因是驾驶员的超载和违规操作，有章不循。设备管理、指挥、操作人员缺乏应有的安全技术常识，违章指挥、违章操作、冒险蛮干；操作人员资质管理缺失，无法杜绝无证人员上岗、疲劳运行等引发塔机事故的安全隐患。

随着国家城镇化的逐步推进，塔式起重机在日常的生产活动中使用越来越频繁。现有的塔机远程监控系统是一种GPRS/CDMA的塔机远程监控系统系统，利用GPRS/CDMA远程高速数据传输功能实现塔机的幅度、力矩、重力、风速、高度及回转角等工作参数的远程传输，从而实现了远程监控中心对塔机的实时监控功能。但是现有的塔机远程监控系统只能实现远程采集塔机运行的基本数据，而无法对驾驶塔机的人员进行身份认证和识别，更无法监控驾驶塔机的驾驶员是否是持证上岗，从而无法防止缺乏应有安全驾驶技术的无证驾驶人员违规操作、冒险蛮干等引发安全事故的发生。

发明内容    

本实用新型的目的是，为了解决现有的塔机远程监控系统只能实现远程采集塔机运行的基本数据,而无法对驾驶塔机的人员进行身份认证和识别的问题，本实用新型公开一种具有身份认证的塔机安全监控系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在塔机驾驶室安装指纹识别或者头像识别设备，对塔机驾驶人员进行身份认证，通过身份认证后才能开始操作塔机。在塔机驾驶员操作中进行实时数据的采集和监控，对当前塔机是否安全运行进行判断，如果判断出有安全隐患立即报警，使操作员进行调整。

本实用新型为一种基于AVR单片机实现的塔机监控系统由信号采集单元、电源单元、通讯单元、控制单元、处理单元、驱动单元、数据接收与处理单元、协议处理单元、GPRS单元、显示单元、GPS单元、监控单元、指纹或者头像采集设备单元所组成。采集单元、电源单元和通讯单元分别接处理单元的相应接口；控制单元分别连接至通讯单元和处理单元的相应接口；数据接收与处理单元连接驱动单元的输入端，驱动单元的输出端分别连接协议处理单元的输入端和显示单元；GPS单元连接协议处理单元，协议处理单元的输出端接GPRS单元的输入端，GPRS单元的输出端接监控中心；处理单元通过无线网络与数据接收与处理单元和GPS单元连接。

指纹识别或者头像识别设备设置在塔机驾驶室中，信号采集单元通过塔机上的指纹识别或者头像识别设备，采集塔机操作员的信息，再通过GPRS设备将信息传达到监控中心，监控中心对信息进行判断。

本实用新型与现有塔机安全监控系统比较优点是：本实用新型能实时有效的监控塔机的工作情况，通过载重量的比较做出相应的告警，使操作人员能提前做出判断。有效地解决了认证塔机驾驶员的身份，是否是持证人员，避免了由无证驾驶人员违规驾驶引发的安全隐患。

本实用新型适用于塔机安全监控。

附图说明   

图1为本实用新型的系统硬件结构框图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型是一种基于AVR单片机实现的塔机监控系统的设计方案及其硬件设计思路。本系统通过一个宽电压的电源模块供电，能很好的适应工地的工作环境，不会因为电网电压的波动影响仪表的正常使用。通过传感器信号经过放大处理、AD转化成数字信号交由单片机处理并判断是否在安全工作，如塔机安全受到影响则立即参与控制，通过32路开关量输出将危险方向运行的继电器断电，使得塔机只能向安全方向运行。通过RS485将计算出来的信息传输给HIM，给驾驶员友好的人机界面和文字提示。

本实用新型实施例的设备装置模块结构如图1所示，

本实施例一种基于AVR单片机实现的塔机监控系统由信号采集单元、电源单元、通讯单元、控制单元、处理单元、驱动单元、数据接收与处理单元、协议处理单元、GPRS单元、显示单元、GPS单元、监控单元、指纹识别或者头像识别设备组成。

塔机监控系统和指纹或者头像采集设备设置在塔机驾驶室中。

指纹或头像采集单元，其作用是采集外部塔机操作人员的指纹与头像信息，并将信息传递给信号采集单元，最后将数据发送给监控中心进行识别。

信号采集单元包括开关量信号采集模块和模拟量采集模块，开关量信号采集模块作用是采集开关量传感器信号，将塔机的限位信号和接近开关的信号检测出来，传给控制板做处理。模拟量采集模块作用是采集重量、幅度、高度、回转角度、风速、倾角等传感器的模拟信号，将模拟量处理成数字量传输给供采集板做处理；信号采集单元还通过塔机上的指纹或者头像采集设备，采集塔机操作员的信息，再通过GPRS设备将信息传达到监控中心。

电源单元，其作用是将塔机的220v交流电转化成5V的直流电压，供仪表使用。

处理单元，其作用是作为核心处理器件，对数据进行运算、处理。

控制单元，其作用是将单片机输出的控制信号通过光电耦合器件控制继电器输出。

通讯单元，其作用是用来作为AVR数据采集、控制中心和ARM9数据处理中心的通信。

数据接收和处理单元，其作用是接收来自AVR单片机传输过来的数据，并对数据进行处理。

驱动单元，其作用是驱动显示屏、处理人机界面。显示单元，其作用是将处理后的数据显示在屏幕上，给操作员直观的数据显示和操作提示。

协议处理单元，其作用是处理和服务器的通信协议，保证和远程监控平台的接口顺畅。

GPS单元，其作用是通过卫星定位，将GPS信息传给主机。GPRS单元，其作用是将数据通过该模块传输到互联网。

监控中心，其作用是将设备传输过来的数据进行处理和保存，并通过WEB网页提供给用户访问。

数据处理流程：开关量信号采集模块和模拟量采集模块的信号经过放大处理、模数转换成数字信号交由处理单元处理，处理单元根据设置的传感器器的初始值和线性度对数据进行运算。将运算的结果传输给驱动单元，然后驱动单元将运算结果和预设的报警值、控制值进行比较。当达到报警值时通过显示单元显示并声光报警。当达到控制值时通过通讯单元将控制信息传输给处理单元，处理单元通过控制单元控制塔机。同时处理单元通过GPS单元将塔机各机构的运行信息上传控制单元。

本实用新型可以和原有塔式起重机的机械安全保护装置兼容，实现对塔机安全的机械电子双重保护，而当原有机械保护装置失效时可替代原有机械安全保护装置，可以保证塔机的安全运行。同时比机械的保护装置提供更全面、更精确、更可靠的保护。具有数据管理功能，即黑匣子功能，可将塔机运行的数据存储在仪表内，提供给使用者和管理者详尽的数据报表。并且具有GPS定位和GPRS远程传输功能，可通过网络将数据上传到服务器。本实用新型能通过塔机上的指纹或者头像采集设备，采集塔机操作员的信息，再通过GPRS设备将信息传达到监控中心，对驾驶人员进行身份识别，对不具备驾驶本塔机的人员进行及时报警，并拒绝其驾驶，不能启动塔机；有效地避免了无证驾驶人员违规驾驶引发的安全隐患。

本实用新型通过2.4Ghz的zigbee模块实现自组网，可以将报警信息和违章操作的信息实时的传输到工地的项目部，第一时间通知安全管理员，避免事故的发生。

Claims (3)

1.一种可识别驾驶人员身份的塔机监控系统，其特征在于，所述系统由信号采集单元、电源单元、通讯单元、控制单元、处理单元、驱动单元、数据接收与处理单元、协议处理单元、GPRS单元、显示单元、GPS单元、监控单元、指纹或者头像采集设备；采集单元、电源单元和通讯单元分别接处理单元的相应接口；控制单元分别连接至通讯单元和处理单元的相应接口；数据接收与处理单元连接驱动单元的输入端，驱动单元的输出端分别连接协议处理单元的输入端和显示单元；GPS单元连接协议处理单元，协议处理单元的输出端接GPRS单元的输入端，GPRS单元的输出端接监控中心；处理单元通过无线网络与数据接收与处理单元和GPS单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种可识别驾驶人员身份的塔机监控系统，其特征在于，所述指纹识别或者头像识别设备设置在塔机驾驶室中，信号采集单元通过塔机上的指纹识别或者头像识别设备，采集塔机操作员的信息，再通过GPRS设备将信息传达到监控中心。

3.根据权利要求1所述的一种可识别驾驶人员身份的塔机监控系统，其特征在于，所述电源单元是将220伏交流变成5伏直流的电源。

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