CN214410059U - 基于bim模型的智慧工地智能管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种建筑施工技术领域，具体涉及基于BIM模型的智慧工地智能管理系统。其包括安全帽、门禁设备、环境监测装置、摄像机、基站、服务器、智能终端、雾炮机，安全帽佩戴在施工人员的头部，门禁设备安装在工地出入口，环境监测装置安装在工地不同位置，摄像机安装在环境监测装置和工地仓库、危险源上，基站将信息传输至服务器和智能终端，雾炮机接收控制信号进行降尘处理。一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，通过安全帽和环境监测装置实时采集工程相关数据，通过三维设计平台建立工程项目信息模型，实现协同互联、智能监控、科学决策的管理模式，同时利用雾炮机降低施工过程对环境的不利影响，提高工程的建造质量和管理水平。

Description

基于BIM模型的智慧工地智能管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种建筑施工技术领域，具体涉及基于BIM模型的智慧工地智能管理系统。

背景技术

随着国家城镇化进程的不断推进，工程建设项目的建设工序日趋复杂，在效率至上及劳务成本的双重压力下，导致施工企业对工期的要求也越来越紧，各工种之间的交叉作业也较之以往越来越频繁，新型的、在互联网时代成长起来的农民工，对安全管理的要求也越来越高，对项目的安全管理提出的挑战也越来越大。传统的管理模式不仅需要的管理人员多，也很难保证对项目的安全管理能够面面俱到，稍不留意，就会存在各种安全隐患。例如施工现场安全事故多发、人员管理难度大、扬尘噪声污染大、重点部位生产操作过程不规范、安全隐患发现不及时、工头挪用工资等多种问题，因此，急需一种能够消除上述建筑工地安全隐患，改善工地安全和管理效率的工地安全实时监测系统，在一定程度上弥补管理人员精力不足、监管范围有限的短板，更加有效地管控施工进度、质量和安全。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统。一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，通过安全帽和环境监测装置实时采集工程相关数据，通过三维设计平台建立工程项目信息模型，实现协同互联、智能监控、科学决策的高效管理模式，并将工程信息模型与物联网采集的工程环境数据进行挖掘分析，实现工程施工可视化管理和智慧化决策，同时利用雾炮机降低施工过程对环境的不利影响，提高工程的建造质量和管理水平。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，包括安全帽、门禁设备、环境监测装置、摄像机、基站、服务器、智能终端、雾炮机。

所述安全帽佩戴在施工人员的头部，所述门禁设备安装在工地出入口位置，施工人员佩戴安全帽通过时，可以自动获取安全帽内的信息，所述环境监测装置分散安装在工地不同位置，用于采集工地天气状况及噪音、扬尘污染状况，所述摄像机分散安装在环境监测装置和工地仓库、危险源上，所述环境监测装置和摄像机通过无线将采集到的数据传输至基站，所述基站将信息传输至服务器和智能终端，所述服务器嵌设有BIM监管平台和信息管理平台，智能终端嵌设有信息管理平台，信息管理平台存储环境监测装置和摄像机采集到的扬尘数据并判断扬尘数据是否超标，当扬尘数据超标时，向雾炮机发送控制信号，所述设置于监测现场的雾炮机，接收的控制信号进行的监测现场的降尘处理。

所述安全帽包括安全帽主体、RFID标签、供电模块、开关、控制器、传感器模块、GPS定位模块、无线传输模块。

所述安全帽包括安全帽主体和安装在安全帽主体内部的各个模块，所述RFID标签镶嵌在安全帽主体外侧正前方，所述RFID标签由施工现场布置RFID阅读器识别、读取信息，实现人员识别和定位，所述安全帽主体的顶部设有镂空安装腔，内部镂空安装腔与佩戴腔隔断，所述内部镂空安装腔内安装供电模块、控制器和传感器模块，所述GPS定位模块和无线传输模块和控制器镶嵌为一体，所述控制器与供电模块、传感器模块电连接，负责将接收到的由传感器模块发出的信息无线传输至基站，所述供电模块用于给安全帽上的各个模块提供电源，开关控制整个电路，所述GPS定位模块实时监测人员位置，并通过无线传输模块输出到系统平台。

所述环境监测装置包括底座、支撑柱、风速风向传感器、噪音传感器、气体传感器、雨量计、太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池、逆变器、单片机、LED屏幕。

所述底座通过膨胀螺栓固定在地表上，所述支撑柱采用中空设计，竖直固定在底座上，所述支撑柱顶部安装有风速风向传感器，风速风向传感器与支撑柱顶部螺栓固定连接，所述支撑柱从上至下依次安装噪音传感器、气体传感器、雨量计和太阳能电池板，所述噪音传感器通过螺栓安装在支撑柱上，所述气体传感器、雨量计和太阳能电池板通过抱箍螺栓固定在支撑柱上，所述太阳能控制器、蓄电池、逆变器通过隔板固定在支撑柱内部，所述太阳能电池板与太阳能控制器电连接，太阳能控制器通过导线与蓄电池和逆变器连接，所述逆变器通过导线为单片机、雨量计、气体传感器、风速风向传感器、噪音传感器提供220V稳定电压，所述单片机为环境监测装置的核心，安装在底座内部，通过导线与传感器探头、雨量计、气体传感器、风速风向传感器、噪音传感器连接，通过内嵌节点向基站传递数据信息，所述LED屏幕通过抱箍固定在支撑柱上，通过导线获取单片机内部噪音和PM2.5数据显示在屏幕上。

优选的，所述安全帽后端外侧设有隐藏式充电插口，充电插口外侧设有扣盖。

优选的，所述传感器模块包括脉搏传感器、体温传感器和电容式接近传感器，分别用于采集佩戴者的脉搏信息、体温信息和佩戴信息，当安全帽佩戴在头部时，电容式接近传感器输出信号到控制器，并通过无线传输模块输出到基站。

优选的，所述门禁设备包括安装在工地出入口位置的闸机和固定在闸机上方的RFID阅读器，RFID阅读器根据天线接收到的RFID标签的先后顺序实现自动考勤，实时显示目前的出勤人员情况，同时对佩戴人员的脉搏信息、体温信息和佩戴信息进行实时监测，当收到异常告警信息时，发出报警信息并通知管理人员，保证人员安全。

优选的，所述单片机内嵌报警器和Zigbee路由器节点，实时将信息发送至基站。

优选的，所述摄像机采用无线微型摄像机，通过无线网络将视频传送至基站。

优选的，所述基站通过射频定位技术，将人员机械位置实时反映

在项目BIM模型中，快速了解现场人员机械布置情况，进而实现人员机械的实时调配。

优选的，所述信息管理平台分为绿色施工、进度管理、劳务管理、技术管理、安全管理五大模块，分别将现场视频、人员管理、数据监测、物料管理等集成在物联网平台中，实现智能终端网络远程访问，提高了管理人员对现场的远程管控能力。

本实用新型的有益效果为：

一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，通过安全帽和环境监测装置实时采集工程相关数据，通过三维设计平台建立工程项目信息模型，实现协同互联、智能监控、科学决策的高效管理模式，并将工程信息模型与物联网采集的工程环境数据进行挖掘分析，实现工程施工可视化管理和智慧化决策，同时利用雾炮机降低施工过程对环境的不利影响，提高工程的建造质量和管理水平。

本实用新型一些部件在整体中的具体有益效果：

1.本实用新型中，所述传感器模块包括脉搏传感器、体温传感器和电容式接近传感器，分别用于采集佩戴者的脉搏信息、体温信息和佩戴信息，当安全帽佩戴在头部时，电容式接近传感器输出信号到控制器，并通过无线传输模块输出到基站。

2.本实用新型中，所述的安全帽是工地作业时必须佩带的防护用具，且RFID标签具有唯一标识性，将RFID标签与安全帽结合在一起，为每个工地员工设置唯一标识，并绑定个人信息，不仅可以强制工人佩戴安全帽，保证施工安全，还可以解决传统考勤出现的问题，同时可以解决内部及外来人员识别区分，一举三得。

3.本实用新型中，所述信息管理平台分为绿色施工、进度管理、劳务管理、技术管理、安全管理五大模块，分别将现场视频、人员管理、数据监测、物料管理等集成在物联网平台中，实现智能终端网络远程访问，提高了管理人员对现场的远程管控能力。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型安全帽结构示意图。

图3为本实用新型安全帽系统电路连接图。

图4为本实用新型环境监测装置结构示意图。

图5为本实用新型环境监测装置电路连接图。

图6为本实用新型信息管理平台架构图。

图中：1、安全帽，101、安全帽主体，102、RFID标签，103、供电模块，104、开关，105、控制器，106、传感器模块，107、GPS定位模块，108、无线传输模块，2、门禁设备，3、环境监测装置，301、底座，302、支撑柱，303、风速风向传感器，304、噪音传感器，305、气体传感器，306、雨量计，307、太阳能电池板，308、太阳能控制器，309、蓄电池，310、逆变器，311、单片机，312、LED屏幕，4、摄像机，5、基站，6、服务器，7、智能终端，8、雾炮机。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型做进一步描述：

实施例：

如附图1和附图6所示。

一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，包括安全帽1、门禁设备2、环境监测装置3、摄像机4、基站5、服务器6、智能终端7、雾炮机8。

所述安全帽1佩戴在施工人员的头部，所述门禁设备2安装在工地出入口位置，施工人员佩戴安全帽1通过时，可以自动获取安全帽1内的信息，所述环境监测装置3分散安装在工地不同位置，用于采集工地天气状况及噪音、扬尘污染状况，所述摄像机4分散安装在环境监测装置3和工地仓库、危险源上，所述环境监测装置3和摄像机4通过无线将采集到的数据传输至基站5，所述基站5将信息传输至服务器6和智能终端7，所述服务器6嵌设有BIM监管平台和信息管理平台，智能终端7嵌设有信息管理平台，信息管理平台存储环境监测装置3和摄像机4采集到的扬尘数据并判断扬尘数据是否超标，当扬尘数据超标时，向雾炮机8发送控制信号，所述设置于监测现场的雾炮机8，接收的控制信号进行的监测现场的降尘处理。

如附图2和附图3所示。

所述安全帽1包括安全帽主体101、RFID标签102、供电模块103、开关104、控制器105、传感器模块106、GPS定位模块107、无线传输模块108。

所述安全帽1包括安全帽主体101和安装在安全帽主体101内部的各个模块，所述RFID标签102镶嵌在安全帽主体101外侧正前方，所述RFID标签102由施工现场布置RFID阅读器识别、读取信息，实现人员识别和定位，所述安全帽主体101的顶部设有镂空安装腔，内部镂空安装腔与佩戴腔隔断，所述内部镂空安装腔内安装供电模块103、控制器105和传感器模块106，所述GPS定位模块107和无线传输模块108和控制器105镶嵌为一体，所述控制器105与供电模块103、传感器模块106电连接，负责将接收到的由传感器模块106发出的信息无线传输至基站5，所述供电模块103用于给安全帽1上的各个模块提供电源，开关104控制整个电路，所述GPS定位模块107实时监测人员位置，并通过无线传输模块108输出到系统平台。

如附图4和附图5所示。

所述环境监测装置3包括底座301、支撑柱302、风速风向传感器303、噪音传感器304、气体传感器305、雨量计306、太阳能电池板307、太阳能控制器308、蓄电池309、逆变器310、单片机311、LED屏幕312。

所述底座301通过膨胀螺栓固定在地表上，所述支撑柱302采用中空设计，竖直固定在底座301上，所述支撑柱302顶部安装有风速风向传感器303，风速风向传感器303与支撑柱302顶部螺栓固定连接，所述支撑柱302从上至下依次安装噪音传感器304、气体传感器305、雨量计306和太阳能电池板307，所述噪音传感器304通过螺栓安装在支撑柱302上，所述气体传感器305、雨量计306和太阳能电池板307通过抱箍螺栓固定在支撑柱302上，所述太阳能控制器308、蓄电池309、逆变器310通过隔板固定在支撑柱302内部，所述太阳能电池板307与太阳能控制器308电连接，太阳能控制器308通过导线与蓄电池309和逆变器310连接，所述逆变器310通过导线为单片机311、雨量计306、气体传感器305、风速风向传感器303、噪音传感器304提供220V稳定电压，所述单片机311为环境监测装置3的核心，安装在底座301内部，通过导线与传感器探头、雨量计306、气体传感器305、风速风向传感器303、噪音传感器304连接，通过内嵌节点向基站5传递数据信息，所述LED屏幕312通过抱箍固定在支撑柱302上，通过导线获取单片机311内部噪音和PM2.5数据显示在屏幕上。

上述实施例中，具体的，所述安全帽1后端外侧设有隐藏式充电插口，充电插口外侧设有扣盖。

上述实施例中，具体的，所述传感器模块106包括脉搏传感器、体温传感器和电容式接近传感器，分别用于采集佩戴者的脉搏信息、体温信息和佩戴信息，当安全帽1佩戴在头部时，电容式接近传感器输出信号到控制器105，并通过无线传输模块108输出到基站5。

上述实施例中，具体的，所述门禁设备2包括安装在工地出入口位置的闸机和固定在闸机上方的RFID阅读器，RFID阅读器根据天线接收到的RFID标签102的先后顺序实现自动考勤，实时显示目前的出勤人员情况，同时对佩戴人员的脉搏信息、体温信息和佩戴信息进行实时监测，当收到异常告警信息时，发出报警信息并通知管理人员，保证人员安全。

上述实施例中，具体的，所述单片机311内嵌报警器和Zigbee路由器节点，实时将信息发送至基站5。

上述实施例中，具体的，所述摄像机4采用无线微型摄像机，通过无线网络将视频传送至基站5。

上述实施例中，具体的，所述基站5通过射频定位技术，将人员机械位置实时反映在项目BIM模型中，快速了解现场人员机械布置情况，进而实现人员机械的实时调配。

上述实施例中，具体的，所述信息管理平台分为绿色施工、进度管理、劳务管理、技术管理、安全管理五大模块，分别将现场视频、人员管理、数据监测、物料管理等集成在物联网平台中，实现智能终端7网络远程访问，提高了管理人员对现场的远程管控能力。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的可行性，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，其特征在于，包括安全帽（1）、门禁设备（2）、环境监测装置（3）、摄像机（4）、基站（5）、服务器（6）、智能终端（7）、雾炮机（8），所述安全帽（1）佩戴在施工人员的头部，所述门禁设备（2）安装在工地出入口位置，施工人员佩戴安全帽（1）通过时，可以自动获取安全帽（1）内的信息，所述环境监测装置（3）分散安装在工地不同位置，用于采集工地天气状况及噪音、扬尘污染状况，所述摄像机（4）分散安装在环境监测装置（3）和工地仓库、危险源上，所述环境监测装置（3）和摄像机（4）通过无线将采集到的数据传输至基站（5），所述基站（5）将信息传输至服务器（6）和智能终端（7），所述服务器（6）嵌设有BIM监管平台和信息管理平台，智能终端（7）嵌设有信息管理平台，信息管理平台存储环境监测装置（3）和摄像机（4）采集到的扬尘数据并判断扬尘数据是否超标，当扬尘数据超标时，向雾炮机（8）发送控制信号，所述设置于监测现场的雾炮机（8），接收的控制信号进行的监测现场的降尘处理。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，其特征在于，所述安全帽（1）包括安全帽主体（101）、RFID标签（102）、供电模块（103）、开关（104）、控制器（105）、传感器模块（106）、GPS定位模块（107）、无线传输模块（108），所述安全帽（1）包括安全帽主体（101）和安装在安全帽主体（101）内部的各个模块，所述RFID标签（102）镶嵌在安全帽主体（101）外侧正前方，所述RFID标签（102）由施工现场布置RFID阅读器识别、读取信息，实现人员识别和定位，所述安全帽主体（101）的顶部设有镂空安装腔，内部镂空安装腔与佩戴腔隔断，所述内部镂空安装腔内安装供电模块（103）、控制器（105）和传感器模块（106），所述GPS定位模块（107）和无线传输模块（108）和控制器（105）镶嵌为一体，所述控制器（105）与供电模块（103）、传感器模块（106）电连接，负责将接收到的由传感器模块（106）发出的信息无线传输至基站（5），所述供电模块（103）用于给安全帽（1）上的各个模块提供电源，开关（104）控制整个电路，所述GPS定位模块（107）实时监测人员位置，并通过无线传输模块（108）输出到系统平台。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，其特征在于，所述环境监测装置（3）包括底座（301）、支撑柱（302）、风速风向传感器（303）、噪音传感器（304）、气体传感器（305）、雨量计（306）、太阳能电池板（307）、太阳能控制器（308）、蓄电池（309）、逆变器（310）、单片机（311）、LED屏幕（312），所述底座（301）通过膨胀螺栓固定在地表上，所述支撑柱（302）采用中空设计，竖直固定在底座（301）上，所述支撑柱（302）顶部安装有风速风向传感器（303），风速风向传感器（303）与支撑柱（302）顶部螺栓固定连接，所述支撑柱（302）从上至下依次安装噪音传感器（304）、气体传感器（305）、雨量计（306）和太阳能电池板（307），所述噪音传感器（304）通过螺栓安装在支撑柱（302）上，所述气体传感器（305）、雨量计（306）和太阳能电池板（307）通过抱箍螺栓固定在支撑柱（302）上，所述太阳能控制器（308）、蓄电池（309）、逆变器（310）通过隔板固定在支撑柱（302）内部，所述太阳能电池板（307）与太阳能控制器（308）电连接，太阳能控制器（308）通过导线与蓄电池（309）和逆变器（310）连接，所述逆变器（310）通过导线为单片机（311）、雨量计（306）、气体传感器（305）、风速风向传感器（303）、噪音传感器（304）提供220V稳定电压，所述单片机（311）为环境监测装置（3）的核心，安装在底座（301）内部，通过导线与传感器探头、雨量计（306）、气体传感器（305）、风速风向传感器（303）、噪音传感器（304）连接，通过内嵌节点向基站（5）传递数据信息，所述LED屏幕（312）通过抱箍固定在支撑柱（302）上，通过导线获取单片机（311）内部噪音和PM2.5数据显示在屏幕上。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，其特征在于，所述安全帽（1）后端外侧设有隐藏式充电插口，充电插口外侧设有扣盖。

5.根据权利要求2所述的一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，其特征在于，所述传感器模块（106）包括脉搏传感器、体温传感器和电容式接近传感器，分别用于采集佩戴者的脉搏信息、体温信息和佩戴信息，当安全帽（1）佩戴在头部时，电容式接近传感器输出信号到控制器（105），并通过无线传输模块（108）输出到基站（5）。

6.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，其特征在于，所述门禁设备（2）包括安装在工地出入口位置的闸机和固定在闸机上方的RFID阅读器，RFID阅读器根据天线接收到的RFID标签（102）的先后顺序实现自动考勤，实时显示目前的出勤人员情况，同时对佩戴人员的脉搏信息、体温信息和佩戴信息进行实时监测。

7.根据权利要求3所述的一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，其特征在于，所述单片机（311）内嵌报警器和Zigbee路由器节点，实时将信息发送至基站（5）。

8.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，其特征在于，所述基站（5）通过射频定位技术，将人员机械位置实时反映在项目BIM模型中。

9.根据权利要求1所述的一种基于BIM模型的智慧工地智能管理系统，其特征在于，所述信息管理平台分为绿色施工、进度管理、劳务管理、技术管理、安全管理五大模块，分别将现场视频、人员管理、数据监测、物料管理等集成在物联网平台中，实现智能终端（7）网络远程访问，提高了管理人员对现场的远程管控能力。

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