CN207799414U - 一种工地施工监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工地施工监控系统，包括主机单元、供电单元、客户端，所述主机单元与供电单元电性连接，所述主机单元包括控制器主板、网络摄像机、传感器模块、通信接口模块、GPS定位模块、按键、若干个无线通信模块、本地报警器、数据显示屏，所述主机单元通过若干个无线通信模块与客户端无线连接。本实用新型高效运用各种模组，实现分立功能的模块化，本实用新型可以根据用户要求自定义集成与删减，避免了为单独功能重新增加设备造成的成本与体积的增加。本实用新型实现大范围远距离无线传输，无需专门拉电布线，节省了用户使用和建设成本，避免完全依靠人员现场巡逻造成的巡查滞后、监督时间不连续、效率低的问题。

Description

一种工地施工监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种工地施工监控系统。

背景技术

近年来，环境污染问题逐渐被人们所关注，而工地施工造成的扬尘与噪音则是城市中及其重大的污染源头，仅靠人员监管效率极低，迫切需要在线智能化监控系统进行监控。随着微型集成电路技术的进步，无线通信技术得到了良好的发展，但是传统的无线通信技术要么通信距离短，无法满足应用现场的要求，要么功耗过高，需要有线进行供电，使用过程中多有不便。其次传统的环境参数监控系统体积大、功耗大，功能相对单一，无法快速融合到现有的信息化系统当中。最后是传统监控系统监测指标单一，且安装过于明显，很容易通过人为手段干扰数据检测，造成刻意躲避监控。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有产品中不足，提供一种工地施工监控系统。

为了达到上述目的，本实用新型专利是通过以下技术方案实现的：

一种工地施工监控系统，包括主机单元、供电单元、客户端，所述主机单元与供电单元电性连接，所述主机单元包括控制器主板、网络摄像机、传感器模块、通信接口模块、GPS定位模块、按键、若干个无线通信模块、本地报警器、数据显示屏，所述网络摄像机、传感器模块、通信接口模块、GPS定位模块、按键、若干个无线通信模块、本地报警器、数据显示屏都与控制器主板电性连接，所述供电单元包括太阳能电池板、太阳能控制器、电池、供电控制开关，所述太阳能电池板与太阳能控制器电性连接，所述太阳能控制器与电池电性连接，电池与供电控制开关电性连接，所述传感器模块包含传感器处理单元、粉尘传感器、噪音传感器、震动传感器、气象传感器，所述粉尘传感器、噪音传感器、震动传感器、气象传感器都与传感器处理单元电性连接，所述主机单元通过若干个无线通信模块与客户端无线连接。

通信接口模块包括通信接口处理单元、RJ45接口组件、HDMI接口组件、USB接口组件、串行接口组件，所述RJ45接口组件、HDMI接口组件、USB接口组件、串行接口组件都与通信接口处理单元电性连接。

无线通信模块包括无线通信收发机U3、通信天线A1、电容C30、电容C31、电容C32、电容C40、电容C41、电阻R31、电感L6，所述无线通信收发机U3的VCC端通过电容C30电性连接地信号GND，所述电容C31、电容C32都与电容C31相互并联，所述无线通信收发机U3的VCC端还电性连接供电单元，所述无线通信收发机U3的GND端电性连接地信号GND，所述无线通信收发机U3的ANT端通过电容C40电性连接地信号GND，所述无线通信收发机U3的ANT端电性连接电感L6的一端，所述电感L6的另一端通过电容C41电性连接地信号GND，所述电感L6的另一端还电性连接通信天线A1，所述无线通信收发机U3的RST端、SEL/NSS端、MOS1端、MISO端、CLK端、DIO_0端、DIO_1端、DIO_2端、DIO_3端、DIO_5端都电性连接控制器主板，所述无线通信收发机U3的DIO_4端通过电阻R31电性连接控制器主板。

作为优选，无线通信模块为八个。

所述GPS定位模块包括GPS信号接收机U4、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电感L9、电感L3、通信天线A2，所述GPS信号接收机U4的VCC端电性连接供电单元，所述GPS信号接收机U4的VCC端通过电容C33电性连接地信号GND，所述电容C33与电容C34相并联，所述GPS信号接收机U4的GND端与地信号GND电性连接，所述GPS信号接收机U4的VANT端通过电容C35电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的VCC_RF端通过电容C36电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的LNA_EN端通过电容C37电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的TXD端通过电阻R21电性连接控制器主板，所述GPS信号接收机U4的RXD通过电阻R22电性连接控制器主板，所述GPS信号接收机U4的PPS通过电阻R23电性连接控制器主板，所述GPS信号接收机U4的GPIO0端通过电阻R24电性连接控制器主板，所述GPS信号接收机U4的GPIO15端通过电阻R25电性连接控制器主板，所述GPS信号接收机U4的GPIO14端通过电阻R26电性连接控制器主板，所述GPS信号接收机U4的RF_IN端通过电容C38电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的RF_IN端电性连接电感L9的一端，所述电感L9的另一端电性连接通信天线A2，所述电感L9的另一端还通过电容C39电性连接地信号GND，所述电感L9的另一端还通过电感L3连接供电单元。

控制器主板包括控制器U2A、控制器U2B、连接器J4、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C15、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、三极管Q1、蜂鸣器BZ、复位按键RST、晶振X1、晶振X2、电感L2，所述控制器U2A的OSC32_IN-PC14端通过电容C10电性连接地信号GND，所述控制器U2A的OSC32_IN-PC14端与控制器U2A的OSC32_OUT-PC15端之间电性连接晶振X1，所述控制器U2A的OSC32_OUT-PC15端通过电容C11电性连接地信号GND，所述控制器U2B的PH0-OSC_IN端通过电容C12电性连接地信号GND，所述控制器U2B的PH1-OSC_OUT端通过电容C13电性连接地信号GND，所述控制器U2B的PH0-OSC_IN端与控制器U2B的PH1-OSC_OUT端之间电性连接晶振X2，所述控制器U2B的VLCD端、VDD端、VDD_USB端都电性连接供电单元，所述控制器U2B的VDDA端通过电感L2电性连接供电单元，所述控制器U2B的NRST端通过电阻R10电性接供电单元，所述控制器U2B的NRST端通过电容C15电性连接地信号GND，所述复位按键RST与电容C15相并联，所述控制器U2B的BOOT0端通过电阻R11电性连接到地信号GND，所述连接器J4的8管脚电性连接控制器U2A的PA12端，所述连接器J4的8管脚还通过电阻R13电性连接到三极管Q1基极，所述三极管Q1的集电极电线连接供电单元，所述三极管Q1发射极通过蜂鸣器BZ电线连接地信号GND，所述供电单元通过电容C20电性连接到地信号GND，所述电容C21、电容C22、电容C23、电容C24都与电容C20相并联，所述控制器U2B的VDDA端通过电容C25电性连接到地信号GND，所述控制器U2B的VSSA端通过电阻R12电性连接到地信号GND，

无线通信收发机U3的型号为ZM470SX-M。

GPS信号接收机U4的型号为SKG09A。

控制器主板U2A的型号为STM32，所述控制器主板U2B的型号为RPI-CM3。

客户端为施工单位、监管单位、用户客户端，无线通信模块为低功耗广域网无线通信模块。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型高效运用各种模组，实现分立功能的模块化，本实用新型可以根据用户要求自定义集成与删减，避免了为单独功能重新增加设备造成的成本与体积的增加。本实用新型通过低功耗广域网无线通信模块实现了大范围远距离无线传输，将施工现场的环境数据远程传输给施工单位和监管单位，无需专门拉电布线，节省了用户使用和建设成本，通过综合运用多种传感器，有效识别工地是否在开工建设，建设产生的噪音污染、扬尘污染是否按照相关部门的要求进行噪音控制和扬尘控制，开工时间是否在相关部门规定的时间内，是否存在违规时间开工的问题，并通过网络摄像机抓拍现场图片取证，并将违规的数据和GPS位置信息通过低功耗广域网无线通信模块上报到客户端，从而派出专门稽查人员到现场解决问题，避免完全依靠人员现场巡逻造成的巡查滞后、监督时间不连续、效率低的问题。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为传感器模块的模块连接图；

图3为通信接口模块的模块连接图；

图4为无线通信模块的电路原理图；

图5为GPS定位模块的电路原理图；

图6为控制器U2A的电路原理图；

图7为控制器U2B的电路原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步说明：

如图1到图7所示，一种工地施工监控系统，包括主机单元1、供电单元2、客户端3，所述主机单元1与供电单元2电性连接，所述主机单元1包括控制器主板11、网络摄像机12、传感器模块13、通信接口模块14、GPS定位模块15、按键16、八个无线通信模块17、本地报警器18、数据显示屏19，所述网络摄像机12、传感器模块13、通信接口模块14、GPS定位模块15、按键16、八个无线通信模块17、本地报警器18、数据显示屏19都与控制器主板11电性连接，所述供电单元2包括太阳能电池板21、太阳能控制器22、电池23、供电控制开关24，所述太阳能电池板21与太阳能控制器22电性连接，所述太阳能控制器22与电池23电性连接，电池23与供电控制开关24电性连接，所述传感器模块13包含传感器处理单元31、粉尘传感器32、噪音传感器33、震动传感器34、气象传感器35，所述粉尘传感器32、噪音传感器33、震动传感器34、气象传感器35都与传感器处理单元31电性连接，主机单元1通过八个无线通信模块17与客户端3无线连接。客户端3为施工单位、监管单位、用户客户端，所述无线通信模块17为低功耗广域网无线通信模块.

如图3所示，所述通信接口模块14包括通信接口处理单元41、RJ45接口组件42、HDMI接口组件43、USB接口组件44、串行接口组件45，所述RJ45接口组件42、HDMI接口组件43、USB接口组件44、串行接口组件45都与通信接口处理单元41电性连接。

如图4所示，所述无线通信模块17包括无线通信收发机U3、通信天线A1、电容C30、电容C31、电容C32、电容C40、电容C41、电阻R31、电感L6，所述无线通信收发机U3的VCC端通过电容C30电性连接地信号GND，所述电容C31、电容C32都与电容C31相互并联，所述无线通信收发机U3的VCC端还电性连接供电单元2，所述无线通信收发机U3的GND端电性连接地信号GND，所述无线通信收发机U3的ANT端通过电容C40电性连接地信号GND，所述无线通信收发机U3的ANT端电性连接电感L6的一端，所述电感L6的另一端通过电容C41电性连接地信号GND，所述电感L6的另一端还电性连接通信天线A1，所述无线通信收发机U3的RST端、SEL/NSS端、MOS1端、MISO端、CLK端、DIO_0端、DIO_1端、DIO_2端、DIO_3端、DIO_5端都电性连接控制器主板11，所述无线通信收发机U3的DIO_4端通过电阻R31电性连接控制器主板11。

如图5所示，所述GPS定位模块15包括GPS信号接收机U4、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电感L9、电感L3、通信天线A2，所述GPS信号接收机U4的VCC端电性连接供电单元2，所述GPS信号接收机U4的VCC端通过电容C33电性连接地信号GND，所述电容C33与电容C34相并联，所述GPS信号接收机U4的GND端与地信号GND电性连接，所述GPS信号接收机U4的VANT端通过电容C35电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的VCC_RF端通过电容C36电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的LNA_EN端通过电容C37电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的TXD端通过电阻R21电性连接控制器主板11，所述GPS信号接收机U4的RXD通过电阻R22电性连接控制器主板11，所述GPS信号接收机U4的PPS通过电阻R23电性连接控制器主板11，所述GPS信号接收机U4的GPIO0端通过电阻R24电性连接控制器主板11，所述GPS信号接收机U4的GPIO15端通过电阻R25电性连接控制器主板11，所述GPS信号接收机U4的GPIO14端通过电阻R26电性连接控制器主板11，所述GPS信号接收机U4的RF_IN端通过电容C38电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的RF_IN端电性连接电感L9的一端，所述电感L9的另一端电性连接通信天线A2，所述电感L9的另一端还通过电容C39电性连接地信号GND，所述电感L9的另一端还通过电感L3连接供电单元2。

如图6和图7所示，所述控制器主板11包括控制器U2A、控制器U2B、连接器J4、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C15、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、三极管Q1、蜂鸣器BZ、复位按键RST、晶振X1、晶振X2、电感L2，所述控制器U2A的OSC32_IN-PC14端通过电容C10电性连接地信号GND，所述控制器U2A的OSC32_IN-PC14端与控制器U2A的OSC32_OUT-PC15端之间电性连接晶振X1，所述控制器U2A的OSC32_OUT-PC15端通过电容C11电性连接地信号GND，所述控制器U2B的PH0-OSC_IN端通过电容C12电性连接地信号GND，所述控制器U2B的PH1-OSC_OUT端通过电容C13电性连接地信号GND，所述控制器U2B的PH0-OSC_IN端与控制器U2B的PH1-OSC_OUT端之间电性连接晶振X2，所述控制器U2B的VLCD端、VDD端、VDD_USB端都电性连接供电单元2，所述控制器U2B的VDDA端通过电感L2电性连接供电单元2，所述控制器U2B的NRST端通过电阻R10电性接供电单元2，所述控制器U2B的NRST端通过电容C15电性连接地信号GND，所述复位按键RST与电容C15相并联，所述控制器U2B的BOOT0端通过电阻R11电性连接到地信号GND，所述连接器J4的8管脚电性连接控制器U2A的PA12端，所述连接器J4的8管脚还通过电阻R13电性连接到三极管Q1基极，所述三极管Q1的集电极电线连接供电单元2，所述三极管Q1发射极通过蜂鸣器BZ电线连接地信号GND，所述供电单元2通过电容C20电性连接到地信号GND，所述电容C21、电容C22、电容C23、电容C24都与电容C20相并联，所述控制器U2B的VDDA端通过电容C25电性连接到地信号GND，所述控制器U2B的VSSA端通过电阻R12电性连接到地信号GND，

无线通信收发机U3的型号为ZM470SX-M。GPS信号接收机U4的型号为SKG09A。所述控制器主板U2A的型号为STM32，所述控制器主板U2B的型号为RPI-CM3。

本实用新型结构简单，成本低，本实用新型保证了通信的安全，降低了设备功耗，提高了无线通信距离，具备自动采集与识别功能，并且可以通过无线通信模块将采集数据与图片远程上报给用户客户端，避免用户大量人力监控，节省了成本，提高了用户的工作效率和工作质量。监控系统系统可以将读取的数据通过无线通信模块上传到用户客户端，实现数据和设备的实时在线与刷新；本地报警器和数据显示屏用于指示系统当前运行状态，通过这两个模块，用户无需登录系统或接入网络即可知晓当前设备是否运行正常，获取采集的数据结果，非常方便用户现场操作。

本实用新型高效运用各种模组，实现分立功能的模块化，本实用新型可以根据用户要求自定义集成与删减，避免了为单独功能重新增加设备造成的成本与体积的增加。本实用新型通过低功耗广域网无线通信模块实现了大范围远距离无线传输，将施工现场的环境数据远程传输给施工单位和监管单位，无需专门拉电布线，节省了用户使用和建设成本，通过综合运用多种传感器，有效识别工地是否在开工建设，建设产生的噪音污染、扬尘污染是否按照相关部门的要求进行噪音控制和扬尘控制，开工时间是否在相关部门规定的时间内，是否存在违规时间开工的问题，并通过网络摄像机抓拍现场图片取证，并将违规的数据和GPS位置信息通过低功耗广域网无线通信模块上报到客户端，从而派出专门稽查人员到现场解决问题，避免完全依靠人员现场巡逻造成的巡查滞后、监督时间不连续、效率低的问题。

需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一种具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形，例如无线通信模块为若干个。

总之，本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种工地施工监控系统，其特征在于，包括主机单元(1)、供电单元(2)、客户端(3)，所述主机单元(1)与供电单元(2)电性连接，所述主机单元(1)包括控制器主板(11)、网络摄像机(12)、传感器模块(13)、通信接口模块(14)、GPS定位模块(15)、按键(16)、若干个无线通信模块(17)、本地报警器(18)、数据显示屏(19)，所述网络摄像机(12)、传感器模块(13)、通信接口模块(14)、GPS定位模块(15)、按键(16)、若干个无线通信模块(17)、本地报警器(18)、数据显示屏(19)都与控制器主板(11)电性连接，所述供电单元(2)包括太阳能电池板(21)、太阳能控制器(22)、电池(23)、供电控制开关(24)，所述太阳能电池板(21)与太阳能控制器(22)电性连接，所述太阳能控制器(22)与电池(23)电性连接，电池(23)与供电控制开关(24)电性连接，所述传感器模块(13)包含传感器处理单元(31)、粉尘传感器(32)、噪音传感器(33)、震动传感器(34)、气象传感器(35)，所述粉尘传感器(32)、噪音传感器(33)、震动传感器(34)、气象传感器(35)都与传感器处理单元(31)电性连接，所述主机单元(1)通过若干个无线通信模块(17)与客户端(3)无线连接。

2.根据权利要求1所述一种工地施工监控系统，其特征在于，所述通信接口模块(14)包括通信接口处理单元(41)、RJ45接口组件(42)、HDMI接口组件(43)、USB接口组件(44)、串行接口组件(45)，所述RJ45接口组件(42)、HDMI接口组件(43)、USB接口组件(44)、串行接口组件(45)都与通信接口处理单元(41)电性连接。

3.根据权利要求1所述一种工地施工监控系统，其特征在于，所述无线通信模块(17)包括无线通信收发机U3、通信天线A1、电容C30、电容C31、电容C32、电容C40、电容C41、电阻R31、电感L6，所述无线通信收发机U3的VCC端通过电容C30电性连接地信号GND，所述电容C31、电容C32都与电容C31相互并联，所述无线通信收发机U3的VCC端还电性连接供电单元(2)，所述无线通信收发机U3的GND端电性连接地信号GND，所述无线通信收发机U3的ANT端通过电容C40电性连接地信号GND，所述无线通信收发机U3的ANT端电性连接电感L6的一端，所述电感L6的另一端通过电容C41电性连接地信号GND，所述电感L6的另一端还电性连接通信天线A1，所述无线通信收发机U3的RST端、SEL/NSS端、MOS1端、MISO端、CLK端、DIO_0端、DIO_1端、DIO_2端、DIO_3端、DIO_5端都电性连接控制器主板(11)，所述无线通信收发机U3的DIO_4端通过电阻R31电性连接控制器主板(11)。

4.根据权利要求1所述一种工地施工监控系统，其特征在于，所述无线通信模块(17)为八个。

5.根据权利要求1所述一种工地施工监控系统，其特征在于，所述GPS定位模块(15)包括GPS信号接收机U4、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电容C33、电容C34、电容C35、电容C36、电容C37、电容C38、电容C39、电感L9、电感L3、通信天线A2，所述GPS信号接收机U4的VCC端电性连接供电单元(2)，所述GPS信号接收机U4的VCC端通过电容C33电性连接地信号GND，所述电容C33与电容C34相并联，所述GPS信号接收机U4的GND端与地信号GND电性连接，所述GPS信号接收机U4的VANT端通过电容C35电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的VCC_RF端通过电容C36电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的LNA_EN端通过电容C37电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的TXD端通过电阻R21电性连接控制器主板(11)，所述GPS信号接收机U4的RXD通过电阻R22电性连接控制器主板(11)，所述GPS信号接收机U4的PPS通过电阻R23电性连接控制器主板(11)，所述GPS信号接收机U4的GPIO0端通过电阻R24电性连接控制器主板(11)，所述GPS信号接收机U4的GPIO15端通过电阻R25电性连接控制器主板(11)，所述GPS信号接收机U4的GPIO14端通过电阻R26电性连接控制器主板(11)，所述GPS信号接收机U4的RF_IN端通过电容C38电性连接地信号GND，所述GPS信号接收机U4的RF_IN端电性连接电感L9的一端，所述电感L9的另一端电性连接通信天线A2，所述电感L9的另一端还通过电容C39电性连接地信号GND，所述电感L9的另一端还通过电感L3连接供电单元(2)。

6.根据权利要求1所述一种工地施工监控系统，其特征在于，所述控制器主板(11)包括控制器U2A、控制器U2B、连接器J4、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C15、电容C20、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、三极管Q1、蜂鸣器BZ、复位按键RST、晶振X1、晶振X2、电感L2，所述控制器U2A的OSC32_IN-PC14端通过电容C10电性连接地信号GND，所述控制器U2A的OSC32_IN-PC14端与控制器U2A的OSC32_OUT-PC15端之间电性连接晶振X1，所述控制器U2A的OSC32_OUT-PC15端通过电容C11电性连接地信号GND，所述控制器U2B的PH0-OSC_IN端通过电容C12电性连接地信号GND，所述控制器U2B的PH1-OSC_OUT端通过电容C13电性连接地信号GND，所述控制器U2B的PH0-OSC_IN端与控制器U2B的PH1-OSC_OUT端之间电性连接晶振X2，所述控制器U2B的VLCD端、VDD端、VDD_USB端都电性连接供电单元(2)，所述控制器U2B的VDDA端通过电感L2电性连接供电单元(2)，所述控制器U2B的NRST端通过电阻R10电性接供电单元(2)，所述控制器U2B的NRST端通过电容C15电性连接地信号GND，所述复位按键RST与电容C15相并联，所述控制器U2B的BOOT0端通过电阻R11电性连接到地信号GND，所述连接器J4的8管脚电性连接控制器U2A的PA12端，所述连接器J4的8管脚还通过电阻R13电性连接到三极管Q1基极，所述三极管Q1的集电极电线连接供电单元(2)，所述三极管Q1发射极通过蜂鸣器BZ电线连接地信号GND，所述供电单元(2)通过电容C20电性连接到地信号GND，所述电容C21、电容C22、电容C23、电容C24都与电容C20相并联，所述控制器U2B的VDDA端通过电容C25电性连接到地信号GND，所述控制器U2B的VSSA端通过电阻R12电性连接到地信号GND。

7.根据权利要求3所述一种工地施工监控系统，其特征在于，所述无线通信收发机U3的型号为ZM470SX-M。

8.根据权利要求5所述一种工地施工监控系统，其特征在于，所述GPS信号接收机U4的型号为SKG09A。

9.根据权利要求6所述一种工地施工监控系统，其特征在于，所述控制器主板U2A的型号为STM32，所述控制器主板U2B的型号为RPI-CM3。

10.根据权利要求1所述一种工地施工监控系统，其特征在于，所述客户端(3)为施工单位、监管单位、用户客户端，所述无线通信模块(17)为低功耗广域网无线通信模块。