CN208188864U - 一种基于色谱信标的施工现场作业人员定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于色谱信标的施工现场作业人员定位系统，包括前端定位系统、云服务平台和应用终端；前端定位系统包括色谱信标和接收设备，所述前端定位系统和所述应用终端均通过网络与所述云服务平台连接；所述色谱信标根据其颜色分别安装在各相应施工区域上，并不断发送信号；所述接收设备通过蓝牙接收到所述色谱信标发送的信息，并将信息通过NB‑IOT发送至所述云服务平台；所述云服务平台得到作业人员所处位置。本实用新型可在应用终端查看作业人员的位置信息、路径轨迹；通过色谱信标的不同颜色对对施工现场进行区域管理，具备对非授权作业人员靠近危险区域、进行越权作业等情况进行告警的功能；本实用新型的色谱信标无须布线，拆装简便。

Description

一种基于色谱信标的施工现场作业人员定位系统

技术领域

本实用新型涉及定位领域，具体涉及一种基于色谱信标的施工现场作业人员定位系统。

背景技术

建筑工程的施工过程是危险性大、突发性强、容易发生伤亡事故的生产过程，施工现场人员安全事故的频发对社会经济和人民生活造成严重不可逆转的影响。对施工现场作业人员进行有效的安全监管是解决安全事故频发的根本途径。

目前应用于施工现场的定位技术主要为室外GPS定位，由于在施工过程中现场的建筑结构在不断变化，室内定位难度较大，因此目前适用于建筑工程主体结构内部和地下场景的定位手段不足，使室内作业区域成为定位盲区，无法对作业人员的位置和活动实现有效管理。

同时，由于建筑施工现场环境复杂，需针对各区域类型包括安全区、危险区、普通作业区、特殊作业区等，进行区域定位管理，以强化对建筑施工现场作业人员的监管力度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于色谱信标的施工现场作业人员定位系统。针对GPS无法实现对室内楼层、地下基坑、巷道内的作业人员的定位，并对安全区、危险区、普通作业区、特殊作业区等区域进行标识，以实现对建筑施工现场室内作业人员的定位及区域定位管理的功能。

技术方案：

一种基于色谱信标的施工现场作业人员定位系统，包括前端定位系统、云服务平台和应用终端；前端定位系统包括色谱信标和接收设备，所述前端定位系统和所述应用终端均通过网络与所述云服务平台连接；

所述色谱信标为其上设有不同颜色的信标，在所述色谱信标内设有处理器芯片及为所述处理器芯片供电的电池，所述处理器芯片内设有蓝牙和识别标签；所述接收设备为施工现场作业人员所佩戴的智能佩戴设备，在所述接收设备上设有蓝牙、NB-IOT模组及身份标签；所述接收设备通过NB-IOT与所述云服务平台连接；

所述色谱信标根据其颜色分别安装在各相应施工区域上，并不断发送广播信号和识别标签；所述云服务平台根据施工现场建模，并确定各颜色色谱信标的位置；所述接收设备通过蓝牙接收到所述色谱信标发送的信息，并将所述色谱信标发送的信息及自身信息通过NB-IOT发送至所述云服务平台；

所述云服务平台对接收到的信息进行处理，根据所述色谱信标的识别标签，确定色谱信标所处位置，根据所述接收设备中的身份标签确定作业人员信息，并得到作业人员所处位置，并通过所述应用终端展示出来。

所述色谱信标包括壳体，电池、处理器芯片和安装底座；所述壳体由前盖板及后盖板配合形成；所述电池和处理器芯片固定安装在所述前盖板内，之间通过电路连接；在所述电池和处理器芯片之间设置有防干扰墙；所述处理器芯片包含蓝牙和识别标签，所述电池为所述处理器芯片供电；在所述壳体的中心位置上均设有中心螺丝孔；所述底座包括固定座，在所述固定座通过万向连接件连接有安装座，在所述安装座中心位置设置有与所述中心螺丝孔向配合的中心螺杆；所述色谱信标安装时，所述中心螺杆穿过所述壳体上的中心螺丝孔进行固定；所述色谱信标通过安装底座安装于施工现场，并旋转至合适的角度。

所述色谱信标包括红色信标、蓝色信标、黄色信标以及绿色信标；相对应的区域分别为危险区域或禁区，特殊作业区域，普通作业区域以及休息区域；其中，特殊作业区域为特殊作业人员持证作业的区域；所述红色信标放置于危险区域或禁区的入口处或临边处；蓝色信标安装于特殊作业区域的入口处，黄色信标放置于普通作业区域；绿色信标放置于休息区域。

对于危险区域和特殊作业区域的色谱信标，当非授权作业人员或未持证作业人员靠近时，若云服务平台根据接收到的信号值处理得到的靠近距离超过设定安全距离时，将触发告警机制，云服务平台将弹窗显示告警原因及告警人员信息。

所述特殊作业区域中的作业设备通过网络与所述云服务平台连接；在确定未持证人员操作时，所述云服务平台通过网络切断所述特殊作业区域中的作业设备电源。

通过巡检人员定期携带接收设备对施工现场内的所述色谱信标进行检查；当其靠近正常运作的色谱信标时，所述云服务平台将所述色谱信标的位置信息传输至巡检员的手机终端供巡检人员查看；若巡检人员的手机终端未接收到其附近的色谱信标位置信息，则表明该色谱信标未正常运作，需要更换。

在各区域的作业设备上设有内置蓝牙的安全传感器，所述安全传感器监测作业设备相应的操作数值，通过蓝牙传输至作业人员佩戴的接收设备，再通过接收设备上的NB-IOT模组传输至云服务平台，所述云服务平台对其进行处理，若所述安全传感器监测作业设备相应的操作数值超出安全值，触发告警机制，云服务平台通过应用终端弹窗显示告警原因及告警人员信息；在发生事故之后，并据此追溯事故原因并追责。

在所述接收设备中根据需求设置有北斗定位模块，通过北斗定位系统对作业人员进行定位。

所述应用终端为电脑、平板或智能手机。

所述接收设备为智能安全帽、智能手表或智能手环。

有益效果：本实用新型的定位系统可在应用终端查看室内作业人员的位置信息、路径轨迹；通过色谱信标的不同颜色对施工现场的安全区、危险区、普通作业区、特殊作业区等区域进行标识，直观明了；对施工现场进行区域管理，具备对非授权作业人员靠近危险区域、进行越权作业等情况进行告警的功能；本实用新型的色谱信标无须布线，拆装简便。

附图说明

图1为本实用新型的系统组网图。

图2为本实用新型的色谱信标的内部结构示意图。

图3为本实用新型的色谱信标的安装底座结构示意图。

图4为本实用新型的色谱信标外观结构图。

附图中：1为螺丝孔，2为电池，3为防干扰墙，4为处理器芯片，5为前盖板前盖母口，6为中心螺丝孔，7为后盖板子口，8为安装座，9为万向连接件，10为铆钉，11为固定座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

图1为本实用新型的系统组网图。如图1所示，本实用新型的施工现场作业人员定位系统包括前端定位系统、云服务平台和应用终端。前端定位系统包括色谱信标和接收设备，应用终端为电脑、平板或智能手机等终端，前端定位系统和应用终端分别通过网络与云服务平台连接。

图2为本实用新型的色谱信标的内部结构示意图。如图2所示，色谱信标包括前盖板5、电池2、处理器芯片4和后盖板7；所述电池2和处理器芯片4固定安装在所述前盖板5内，之间通过电路连接，在所述电池2和处理器芯片4之间设置有防干扰墙3。所述处理器芯片4包含蓝牙和识别标签，所述电池2为所述处理器芯片4供电。在所述前盖板5和所述后盖板7上沿周向均均匀设有若干螺丝孔1，在所述前盖板5和所述后盖板7的中心位置上均设有中心螺丝孔6；所述前盖板5和所述后盖板7之间通过螺丝固定连接形成壳体。

图3为本实用新型的色谱信标的安装底座结构示意图。如图3所示，所述色谱信标的安装底座包括固定座11，在所述固定座11通过万向连接件9连接有安装座8，所述安装座8可在所述固定座11上自由旋转角度。在所述安装座8中心位置设置有中心螺杆，所述色谱信标安装在所述安装底座上时，所述中心螺杆穿过所述前盖板5和所述后盖板7的中心位置上设的中心螺丝孔6进行固定。最终安装如图4所示。

接收设备为施工现场作业人员所佩戴的智能安全帽、智能手表或智能手环等智能佩戴设备，接收设备上设有蓝牙、NB-IOT模组及身份标签，在接近色谱信标一定范围时，会接收到色谱信标发送的信号。色谱信标中的处理器芯片4不断发送广播信号和识别标签，当携带有接收设备的作业人员靠近时，其接收设备中的蓝牙与色谱信标中的蓝牙实现“握手”，接收色谱信标发送的信息，而后接收设备将接收到的信息，由接收设备通过NB-IOT模组向云服务平台传输其接收到的信息及其身份标签信息，云服务平台根据色谱信标的识别标签，确定色谱信标所处位置，根据接收设备中的身份标签确定作业人员信息，得到作业人员所处位置。前端定位系统将色谱信标的信息及作业人员信息通过物联网传输至云服务平台，经云服务平台处理后，通过网络设备经互联网传输至应用终端。云服务平台可根据作业人员的定位信息确定各作业人员的位置轨迹，并在应用终端上可视化地展示出来。同时，云服务平台还可记录色谱信标发送信息被接收的次数，根据总次数判断色谱信标的电量情况，电量正常时，在应用终端上显示为绿色，低电量时则在应用终端上为红点闪烁，提醒作业人员及时更换电池。

参照图4，根据施工现场的建筑施工图，将所述色谱信标的前后盖板设计成不同颜色，形成不同颜色的色谱信标。将不同颜色的色谱信标放置于不同施工区域，进行区域管理。作业人员可根据色谱信标的颜色明确其对应的区域，防止误入，造成不良后果。在本实用新型中，色谱信标分别设计成红色信标、蓝色信标、黄色信标以及绿色信标；相对应的区域分别为危险区域或禁区，特殊作业区域，普通作业区域以及休息区域；其中，特殊作业区域为特殊作业人员持证作业的区域，如塔吊作业区或临时用电区域等。红色信标放置于危险区域或禁区的入口处或临边处；蓝色信标安装于特殊作业区域的入口处，黄色信标放置于普通作业区域；绿色信标放置于休息区域；参照图4，色谱信标通过安装底座安装于施工现场，并旋转至合适的角度。云服务平台根据建筑施工图建模，并于应用终端界面对应显示各色谱信标的位置。

对于危险区域和特殊作业区域的色谱信标，当非授权作业人员或未持证作业人员靠近时，若云服务平台根据接收到的信号值处理得到的靠近距离超过设定安全距离时，将触发告警机制，云服务平台将弹窗显示告警原因及告警人员信息，以便于现场安全管理人员及时处理。

在本实用新型中，特殊作业区域中的作业设备通过网络与云服务平台连接，在确定未持证人员操作时，云服务平台通过网络切断特殊作业区域中的作业设备电源，以防止事故发生。

在本实用新型中，在各区域的作业设备上设有内置蓝牙的安全传感器，如塔吊上安装有超重传感器；所述安全传感器监测作业设备相应的操作数值，通过蓝牙传输至作业人员佩戴的接收设备，再通过接收设备上的NB-IOT模组传输至云服务平台，所述云服务平台对其进行处理，若所述安全传感器监测作业设备相应的操作数值超出安全值，将触发告警机制，云服务平台将通过应用终端弹窗显示告警原因及告警人员信息，以便于现场安全管理人员及时处理。在发生事故之后，可据此追溯事故原因并追责。

在本实用新型中，在普通作业区域中，云服务平台可根据作业人员的定位信息确定作业人员的工作状态、工作时间及工作进程。在休息区域云服务平台可根据作业人员的定位信息确定作业人员的休息时间，判断作业人员是否偷懒怠工。

在本实用新型中，巡检人员定期携带接收设备对施工现场内的信标进行检查，当其靠近正常运作的色谱信标时，其接收设备中的蓝牙与色谱信标中的蓝牙实现“握手”，云服务平台将色谱信标的位置信息传输至巡检员的手机终端，巡检员可在手机终端查看；若巡检员的手机终端未接收到其附近的色谱信标位置信息，则表明色谱信标未正常运作，需要更换。

在本实用新型中，在必要时候可在接收设备中设置北斗定位模块，通过对作业人员的北斗定位，与本实用新型形成互补和加强。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于色谱信标的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：包括前端定位系统、云服务平台和应用终端；前端定位系统包括色谱信标和接收设备，所述前端定位系统和所述应用终端均通过网络与所述云服务平台连接；

所述色谱信标为其上设有不同颜色的信标，在所述色谱信标内设有处理器芯片及为所述处理器芯片供电的电池，所述处理器芯片内设有蓝牙和识别标签；所述接收设备为施工现场作业人员所佩戴的智能佩戴设备，在所述接收设备上设有蓝牙、NB-IOT模组及身份标签；所述接收设备通过NB-IOT与所述云服务平台连接；

所述色谱信标根据其颜色分别安装在各相应施工区域上，并不断发送广播信号和识别标签；所述云服务平台根据施工现场建模，并确定各颜色色谱信标的位置；所述接收设备通过蓝牙接收到所述色谱信标发送的信息，并将所述色谱信标发送的信息及自身信息通过NB-IOT发送至所述云服务平台；

所述云服务平台对接收到的信息进行处理，根据所述色谱信标的识别标签，确定色谱信标所处位置，根据所述接收设备中的身份标签确定作业人员信息，并得到作业人员所处位置，并通过所述应用终端展示出来。

2.根据权利要求1所述的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：所述色谱信标包括壳体，电池、处理器芯片和安装底座；所述壳体由前盖板及后盖板配合形成；所述电池和处理器芯片固定安装在所述前盖板内，之间通过电路连接；在所述电池和处理器芯片之间设置有防干扰墙；所述处理器芯片包含蓝牙和识别标签，所述电池为所述处理器芯片供电；在所述壳体的中心位置上均设有中心螺丝孔；所述底座包括固定座，在所述固定座通过万向连接件连接有安装座，在所述安装座中心位置设置有与所述中心螺丝孔向配合的中心螺杆；所述色谱信标安装时，所述中心螺杆穿过所述壳体上的中心螺丝孔进行固定；所述色谱信标通过安装底座安装于施工现场，并旋转至合适的角度。

3.根据权利要求1所述的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：所述色谱信标包括红色信标、蓝色信标、黄色信标以及绿色信标；相对应的区域分别为危险区域或禁区，特殊作业区域，普通作业区域以及休息区域；其中，特殊作业区域为特殊作业人员持证作业的区域；所述红色信标放置于危险区域或禁区的入口处或临边处；蓝色信标安装于特殊作业区域的入口处，黄色信标放置于普通作业区域；绿色信标放置于休息区域。

4.根据权利要求3所述的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：对于危险区域和特殊作业区域的色谱信标，当非授权作业人员或未持证作业人员靠近时，若云服务平台根据接收到的信号值处理得到的靠近距离超过设定安全距离时，将触发告警机制，云服务平台将弹窗显示告警原因及告警人员信息。

5.根据权利要求3所述的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：所述特殊作业区域中的作业设备通过网络与所述云服务平台连接；在确定未持证人员操作时，所述云服务平台通过网络切断所述特殊作业区域中的作业设备电源。

6.根据权利要求1所述的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：通过巡检人员定期携带接收设备对施工现场内的所述色谱信标进行检查；当其靠近正常运作的色谱信标时，所述云服务平台将所述色谱信标的位置信息传输至巡检员的手机终端供巡检人员查看；若巡检人员的手机终端未接收到其附近的色谱信标位置信息，则表明该色谱信标未正常运作，需要更换。

7.根据权利要求1所述的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：在各区域的作业设备上设有内置蓝牙的安全传感器，所述安全传感器监测作业设备相应的操作数值，通过蓝牙传输至作业人员佩戴的接收设备，再通过接收设备上的NB-IOT模组传输至云服务平台，所述云服务平台对其进行处理，若所述安全传感器监测作业设备相应的操作数值超出安全值，触发告警机制，云服务平台通过应用终端弹窗显示告警原因及告警人员信息；在发生事故之后，并据此追溯事故原因并追责。

8.根据权利要求1所述的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：所述云服务平台记录各色谱信标发送信息被接收的次数，并根据各色谱信标被接收的总次数判断色谱信标的电量情况，以及时更换电池。

9.根据权利要求1所述的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：所述应用终端为电脑、平板或智能手机。

10.根据权利要求1所述的施工现场作业人员定位系统，其特征在于：所述接收设备为智能安全帽、智能手表或智能手环。