CN204331401U - 基于物联网的渣土车环保运输智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于物联网的渣土车环保运输智能监控系统，包括监控服务器、数据服务器、交换机、路由器，所述交换机分别与监控服务器、数据服务器及路由器连接，所述监控服务器与数据服务器连接，还包括工地智能监控装置、消纳点智能监控装置和车载智能监控装置，所述工地智能监控装置、消纳点智能监控装置和车载智能监控装置均连接于网络，所述路由器也连接于网络。该系统运用物联网信息化手段管理渣土车环保运输，通过对渣土车运输源头、过程和消纳场所的闭环管理，既能够大幅度降低渣土车管理成本，又可以将原来分散的管理，放到一个统一的管理平台上来解决，减少人为因素干扰，降低管理成本。

Description

基于物联网的渣土车环保运输智能监控系统

技术领域

本发明涉及车辆智能监控系统，尤其是针对利用物联网的车辆运输智能监控系统。

背景技术

在大气环境治理、水环境治理过程中，可发现影响空气环境质量的可吸入颗粒物指标等诸多因素中，城市建筑工地渣土扬尘的问题是重要的因素。建筑工地渣土管理同水环境的治理之间没有直接的关系，但是工程泥浆、疏浚污泥在运输途中乱排放的现象比较突出。因此，加强建筑工地渣土管理，提高执法水平是一项急迫的任务。

而在市容环境治理中可以发现建筑工地渣土车管理的无序状态，对城市市容环境卫生的影响是明显的。这方面的影响主要来自两个方面：一是建设工地管理不到位，车身不洁的车辆将泥土带至工地周边地区；二是因超载导致渣土撒落道路地面，乱倒、偷倒渣土。

此外，近年来由于渣土车超载所带来的交通事故已经日趋严重，给人民的生命财产安全带来严重威胁，现在交管部门通过在路上对渣土车进行查处来避免交通事故，这种方式无法从源头来解决问题。如何实现对渣土车从源头、过程、消纳场所进行全程管控是一个急需解决的技术问题。

现有技术中已有利用GPS定位技术对车辆运动轨迹进行跟踪管理，如专利号为201220018308的专利公开了一种技术方案包括GP S设备、无线数据通讯器、定位监控装置、网络交换机和客户端；GPS设备的定位输出端与无线数据通讯器的定位输入端网络连接，无线数据通讯器的监控输出端与定位监控装置的监控输入端网络连接，定位监控装置的监控输出端与网络交换机的监控输入端网络连接，网络交换机的监控输出端与客户端的监控输入端网络连接。将GPS设备安装于车辆上，对废纸货柜车辆、成品纸车辆和煤炭运输船等进行实时定位跟踪，规范管理车辆以保障系统正常运作货物安全，监测异常现象，减少事故发生。

虽然，现有技术中已经实现了对车辆运行轨迹的跟踪管理，但是对于车辆相应的工作状态还未曾实现有效的跟踪管理。如针对渣土车相关的工作状态管理，现有技术中都未曾有过提及。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对渣土车实现状态监控的控制系统。

为了解决上述技术问题，本发明的基于物联网的渣土车环保运输智能监控系统，包括监控服务器、数据服务器、交换机、路由器，所述交换机分别与监控服务器、数据服务器及路由器连接，所述监控服务器与数据服务器连接，其特征在于还包括工地智能监控装置、消纳点智能监控装置和车载智能监控装置，所述工地智能监控装置、消纳点智能监控装置和车载智能监控装置均连接于网络，所述路由器也连接于网络。其中监控服务器、数据服务器、交换机、路由器构成渣土车环保运输监管平台。工地智能监控装置、消纳点智能监控装置和车载智能监控装置负责监控渣土车在各个环境下的工作状态，这些装置与渣土车环保运输监管平台构成整个监管系统。

上述技术方案中所述车载智能监控装置包括无线传输模块、GPS传感器、密封传感器和车尾摄像机，所述无线传输模块分别连接GPS传感器、密封传感器及车尾摄像机。

上述技术方案中所述消纳点智能监控装置包括无线路由器、主控制器、大门RFID读写器、大门摄像机、清洗摄像机、清洗RFID读写器，所述主控制器分别连接无线路由器、大门RFID读写器、大门摄像机、清洗摄像机、清洗RFID读写器。

上述技术方案中所述工地智能监控装置包括无线路由器、主控制器、大门RFID读写器、大门摄像机、清洗摄像机、清洗RFID读写器，噪声传感器、大量程光栅尺，所述主控制器分别连接无线路由器、大门RFID读写器、大门摄像机、清洗摄像机、清洗RFID读写器，噪声传感器、大量程光栅尺。所述工地智能监控装置就是在消纳点智能监控装置的基础上增加了噪声传感器、大量程光栅尺，噪声传感器、大量程光栅尺均连接于主控制器。

本发明的有益效果在于：运用物联网信息化手段管理渣土车环保运输，通过对渣土车运输源头、过程和消纳场所的闭环管理，既能够大幅度降低渣土车管理成本，又可以将原来分散的管理，放到一个统一的管理平台上来解决，减少人为因素干扰，降低管理成本。同时解决了渣土车抛撒滴漏的问题，有效避免了建筑垃圾对市容市貌、城市环境带来污染

附图说明

图1为本发明系统总体架构示意图。

图2为车载智能监控装置结构原理图。

图3为消纳点智能监控装置结构原理图。

图4为工地智能监控装置结构原理图。

具体实施方式

结合附图1-4可知，本发明的基于物联网的渣土车环保运输智能监控系统，包括监控服务器1、数据服务器2、交换机3、路由器4，所述交换机3分别与监控服务器1、数据服务器2及路由器4连接，所述监控服务器1与数据服务器2连接，还包括工地智能监控装置6、消纳点智能监控装置7和车载智能监控装置8，所述工地智能监控装置6、消纳点智能监控装置7和车载智能监控装置8均连接于网络5，所述路由器4也连接于网络5。网络5可以是3G网络也可以是internet网络。

所述车载智能监控装置8设置在渣土车上，包括无线传输模块9、GPS传感器10、密封传感器11和车尾摄像机12，所述无线传输模块9分别连接GPS传感器10、密封传感器11及车尾摄像机12。

所述消纳点智能监控装置7设置在消纳点，包括无线路由器13、主控制器14、大门RFID读写器15、大门摄像机16、清洗摄像机17、清洗RFID读写器18，所述主控制器14分别连接无线路由器13、大门RFID读写器15、大门摄像机16、清洗摄像机17、清洗RFID读写器18。

所述工地智能监控装置6设置在工地上，工地智能监控装置6是在消纳点智能监控装置7的基础上、还包括噪声传感器20、大量程光栅尺19。噪声传感器20、大量程光栅尺19均连接于主控制器。

环保运输监管平台采用基于网格密度的TDG算法建立渣土车运管全过程的取证分析处置模型，判定渣土车是否按规定路线行驶、是否超载、沿途抛洒、扬尘严重程度，一旦发现，及时记录和处理，实现渣土车的环保运输、安全运输管理；监管平台应用层提供基于渣土车监测数据的数据分析、统计分析等一系列计算机智能处理服务，为提炼和抽象出工地车辆运行情况，实现工地车辆监测数据的实时分析、历史数据分析。

工地智能监控装置6采用半有源RFID技术，通过大门RFID15、清洗RFID识别读写器18，获取、传输渣土车的身份信息、进出时间和是否清洗等信息；通过大量程光栅尺19，测量、传输装载高度，供主控制器单元14超载识别；构建工地通信网络，实现RFID、光栅尺、摄像机、噪声等传感器信息与主控制器单元14的通信，以及主控制器单元14与环保运输监管平台的3G网络接口；采用基于半有源RFID与机器视觉识别联动，实现违章取证图片的抓拍和传输；还具有工地噪声检测功能，通信模块掉线侦测、掉线后自动上线功能及控制系统与互联网通信的休眠与唤醒功能。

车载智能监控装置8通过GPS传感器10，实时获取车辆位置和速度信息；通过车尾摄像机12获取渣土车行进道路扬尘污染、渣土撒落程度；通过密封盖传感器11获取渣土车装载渣土的密封程度；构建3G无线传输网络，将车载信息实时上传给环保运输监管平台。

消纳点智能监控装置7通过半有源RFID获得的渣土车身份、卸土时间、是否清洗等记录，所有这些传感信息进行数据融合，一旦发现违章现象，启动视频抓拍取证，将违章取证图片连同此时的传感各信息一起打包，通过3G通信网络送到城管部门的环保运输监管平台保存，以便后续处理。

(1)采用基于半有源RFID与机器视觉识别联动的方法对渣土车环保运输数据实时采集和动态存储，速度快、可靠性高；

(2)采用基于网格密度的TDG算法建立渣土车运管全过程的取证分析处置模型，杜绝渣土车带泥上路、沿途抛洒、非法倾倒等污染行为；

(3)采用多传感器数据融合技术，将RFID定点监测、GPS路径跟踪、在线视频图像进行三重协同监控。

本发明针对渣土车环保运输的超载、非法车辆识别、未清洗、轨迹定位、密封盖到位、环境噪声等多传感器的融合处理，将工地RFID定点监测与在线视频图像协同监控，监控黑车运输、超载运输等；将消纳点RFID定点监测与在线视频图像协同监控，监控黑车运输、渣土车不定点卸载；将GPS路径跟踪与车载在线视频图像协同监控，监控渣土车不按指定路线运输、渣土车带泥上路、扬尘污染程度等。

采用分层分块的模块化结构，形成功能相对独立、可单独调试的子系统，如RFID信息识别和传输子系统、装载高度光栅测量子系统、违章取证视频图像抓拍和传输子系统、噪声测量获取子系统等。具体研究试验中，先调试各个子系统，输入信号可以由实验仪器模拟产生，或直接来自调试完毕的子系统，与另外子系统相连的输出信号先断开，直到确保准确无误后才能相连；当所有子系统调试完毕后，加入主控系统，调试与各子系统之间的信息交换、数据融合、功能协调、监控识别算法等；最后则进行整机指标测试，并根据测试结果进行相关部分的调整、优化；最终实现与上位机的渣土车环保运输监管平台相连、测试、验证整体系统，直至达到满意效果。由工地智能监控装置、车载智能监控装置及消纳点智能监控装置构成，采用多传感器数据融合技术，包括RFID信息识别和传输子系统、装载高度光栅测量子系统、违章取证视频图像抓拍和传输子系统、噪声测量获取子系统，所述各子系统之间采用分层分块的模块化结构，功能相对独立、可单独调试。

由于工地是渣土的源头，必须在源头就对渣土车进行严格的监管，避免运输过程中的环境污染行为。工地智能监控装置设计原理：

1)采用半有源RFID技术，通过大门RFID、清洗RFID识别，获取、传输渣土车的身份信息、进出时间和是否清洗等信息。半有源RFID是一项易于操控、简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术，在平时情况，其处于休眠状态不工作，不向外界发出RFID信号，只有在其进入低频激活器的激活信号范围时，标签被激活后才开始工作。这样，以低频激活器为基点来定位，在不同的位置安装不同的基点，然后在一个大区域用远距离读写器识别读取信号之后，用RS485总线或以太网网络的上传方式将车辆信息上传到工地智能监控装置的主控制器单元，完成了渣土车身份、进出门时间、到达清洗点等记录信息的采集、传输。识别工作无须人工干预，既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准，可在各种恶劣环境下自由工作，不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，特别适用于工地环境等场合。

2)通过大量程光栅尺，测量、传输装载高度，供主控制器单元超载识别。由于不同渣土车车型，其装载限高有可能不同，工地智能监控装置主控制器单元超载识别时，必须结合具体车型，车型信息可事先写到渣土车的RFID卡里。

3)构建工地通信网络，实现RFID、光栅尺、摄像机、噪声等传感器信息与主控制器单元的通信，以及主控制器单元与环保运输监管平台的3G网络接口。

根据传感器输出接口的不同，在主控制器单元端设计不同的接收接口，如RS485、以太网、无线射频，以及上传环保运输监管平台的3G网络接口，保证传感信息的通信实时性、可靠性。

4)采用基于半有源RFID与机器视觉识别联动，实现违章取证图片的抓拍和传输；

通过半有源RFID获得的渣土车身份、进出工地时间、是否清洗等记录，以及通过大量程光栅尺获得的车辆装载高度等信息，都通过工地通信网络送到工地智能监控装置的主控制器单元，所有这些传感信息进行数据融合，经识别算法判定是否有无证黑车、未清洗、超载等违章现象，一旦发现，启动视频抓拍取证，将违章取证图片连同此时的传感各信息一起打包，通过3G通信网络送到保运输监管平台保存，以便后续处理。

5)工地智能监控装置还具有工地噪声检测功能，随时记录工地噪声数值，也通过3G通信网络送到环保运输监管平台。

6)通信模块掉线侦测、掉线后自动上线功能；控制系统与互联网通信的休眠与唤醒功能。

渣土车直接关系着一个城市的卫生面貌，不按线路行驶、“滴、洒、漏”和乱卸乱倒等违法违规行为时有发生，造成沿途扬尘污染和渣土撒落等现象。

1)通过GPS传感器，实时获取车辆位置和速度信息；

2)通过车尾摄像机获取渣土车行进道路扬尘污染、渣土撒落程度；

3)通过密封盖传感器获取渣土车装载渣土的密封程度；

4)构建3G无线传输网络，将车载信息实时上传给环保运输监管平台；

5)监管平台采用基于网格密度的TDG算法建立渣土车运管全过程的取证分析处置模型，判定渣土车是否按规定路线行驶、是否超载、沿途抛洒、扬尘严重程度，一旦发现，及时记录和处理，实现渣土车的环保运输、安全运输管理。

各地政府一般都在城郊设立几个正规的消纳场所，对渣土进行集中卸放或零时堆放处理，但目前渣土车偷倒渣土的现象屡见不鲜，已经造成城市渣土管理上的短板和缺陷。消纳点智能监控装置设计原理与工地端智能监控装置相似。通过半有源RFID获得的渣土车身份、卸土时间、是否清洗等记录，所有这些传感信息进行数据融合，一旦发现违章现象，启动视频抓拍取证，将违章取证图片连同此时的传感各信息一起打包，通过3G通信网络送到城管部门的环保运输监管平台保存，以便后续处理。

渣土车运输监管平台采用开源WEB开发框架Struts，采用了MVC模式“分离显示逻辑和业务逻辑”能够有效的减弱业务逻辑接口和数据接口之间的耦合，并让视图层更富于变化。Struts包括了框架类、帮助类和定制的JSP标签库，以及大量基于JAVA EE Model2设计模式的应用技术，这种结构是其具有多种优点。

监管平台应用层提供基于渣土车监测数据的数据分析、统计分析等一系列计算机智能处理服务，为提炼和抽象出工地车辆运行情况，实现工地车辆监测数据的实时分析、历史数据分析。智能处理层由数据库、数据接入模块、数据访管理模块、安全管理以及智能分析模块五个部分组成。

Claims (4)

1.一种基于物联网的渣土车环保运输智能监控系统，包括监控服务器、数据服务器、交换机、路由器，所述交换机分别与监控服务器、数据服务器及路由器连接，所述监控服务器与数据服务器连接，其特征在于还包括工地智能监控装置、消纳点智能监控装置和车载智能监控装置，所述工地智能监控装置、消纳点智能监控装置和车载智能监控装置均连接于网络，所述路由器也连接于网络。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网的渣土车环保运输智能监控系统，其特征在于所述车载智能监控装置包括无线传输模块、GPS传感器、密封传感器和车尾摄像机，所述无线传输模块分别连接GPS传感器、密封传感器及车尾摄像机。

3.如权利要求1所述的一种基于物联网的渣土车环保运输智能监控系统，其特征在于所述消纳点智能监控装置包括无线路由器、主控制器、大门RFID读写器、大门摄像机、清洗摄像机、清洗RFID读写器，所述主控制器分别连接无线路由器、大门RFID读写器、大门摄像机、清洗摄像机、清洗RFID读写器。

4.如权利要求1所述的一种基于物联网的渣土车环保运输智能监控系统，其特征在于所述工地智能监控装置包括无线路由器、主控制器、大门RFID读写器、大门摄像机、清洗摄像机、清洗RFID读写器，噪声传感器、大量程光栅尺，所述主控制器分别连接无线路由器、大门RFID读写器、大门摄像机、清洗摄像机、清洗RFID读写器，噪声传感器、大量程光栅尺。