專利名稱：一種基于gprs網(wǎng)絡(luò)的智能塔式起重機安全記錄系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的智能記錄和在線監(jiān)控系統(tǒng)，具體是一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的智能搭式起重機安全記錄系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，針對塔機起重安全保護裝置記錄儀的研制主要有三類一類是電子模擬式， 它采用了大量的模擬電路對傳感器信號進行處理計算，用模擬表顯示，弊端是精度低、設(shè)計維護難度大、易損壞，現(xiàn)已逐步被淘汰。第二類是數(shù)字式，它是目前使用最普遍的一種，其特點是，復(fù)雜的計算工作全部由軟件來完成，系統(tǒng)的集成度和綜合精度比以前有所提高，且系統(tǒng)具有自檢功能，采用新型高性能單片機及外圍芯片，性能更加穩(wěn)定、功耗更低、系統(tǒng)集成度更高。第三類是微機控制方式，它是目前最先進和功能最強的一類，體現(xiàn)了人機界面的優(yōu)化，顯示信息量大，強光下讀數(shù)清晰，功耗極低，具有文字提示功能，且全部的工作參數(shù)可在操作臺上顯示，電氣系統(tǒng)中對所有工作參數(shù)都設(shè)置了安全極限值，可實時監(jiān)控。從實際應(yīng)用技術(shù)角度而言，雖然是多年研究的問題，但還是主要集中在對實際工況信號分析的基礎(chǔ)上尋求新的有效信號分解提取方法，這樣處理對塔機安全性能判定可提供依據(jù)，所以在我國能及時檢修以消除關(guān)鍵設(shè)備的潛在故障是至關(guān)重要的，但對于一個發(fā)展中國家，我國現(xiàn)行的預(yù)防性定期維修和運轉(zhuǎn)至損壞再維修的設(shè)備維修體制已不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，形成這種局面的客觀原因主要有兩個方面，一方面需塔機工作領(lǐng)域廣泛， 操作空間分散；另一方面，能實現(xiàn)在線檢測的塔機記錄儀價位比較高，多數(shù)中小企業(yè)經(jīng)濟承受能力有限，就這兩方面大大地限制了塔機工作的安全運行。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為避免由塔機故障而造成巨大損失，塔機監(jiān)控系統(tǒng)必須向數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的、離散的監(jiān)控系統(tǒng)必將遭到摒棄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前大型塔機設(shè)備安全存在不適的問題，而提供極為經(jīng)濟， 可實現(xiàn)在線監(jiān)測塔機故障是否存在的一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的智能塔式起重機安全記錄系統(tǒng)。所采取的技術(shù)方案是
一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的智能塔式起重機安全記錄系統(tǒng)，包括ARM11、攝像機、觸摸屏彩色液晶、上位機和單片機系統(tǒng)；所述攝像機對塔機提升物體瞬間進行定時三連拍，ARMll自動完成對攝像機的拍照操作，通過SPI接口存儲到SD卡中，并對信息進行進一步的處理，上述 ARMll通過對采集數(shù)據(jù)的處理，一路在本地完成對現(xiàn)場工作狀態(tài)的監(jiān)控與分析并且通過觸摸屏彩色液晶顯示出來；一路經(jīng)GPRS模塊或以太網(wǎng)接口與遠程監(jiān)控站上位機連接，并且將數(shù)據(jù)上傳并且分析，所述的單片機系統(tǒng)包括裝在箱體里的光電隔離器、中間繼電器，所述的光電隔離器將塔機當前工作狀態(tài)對應(yīng)的多個開關(guān)量輸入與單片機系統(tǒng)相連；對下一時刻塔機工作狀態(tài)的執(zhí)行動作由單片機系統(tǒng)經(jīng)對應(yīng)的多個開關(guān)量輸出送至中間繼電器后執(zhí)行，所述的ARMll接口通過高速串口與單片機系統(tǒng)相連接。本發(fā)明的工作原理及操作程序
GPRS網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)上開通的一種新型的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，在有GPRS承載業(yè)務(wù)支持的標準化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上，GPRS可以提供系列交互式業(yè)務(wù)服務(wù)。本發(fā)明的塔機群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，是由多個塔式起重機安全記錄儀與建委監(jiān)察站的上位機以移動GPRS網(wǎng)絡(luò)相連接的方式構(gòu)成，系統(tǒng)中每一個記錄儀都能夠獨立工作，同時通過自己攜帶的GPRS模塊與建委監(jiān)察站的監(jiān)控系統(tǒng)之間建立數(shù)據(jù)通道，因為GPRS網(wǎng)絡(luò)是無線網(wǎng)絡(luò)，所以不會因為塔機的移動或者變化而需要重新布線。本發(fā)明中塔式起重機安全記錄儀內(nèi)均裝有GPRS模塊，其塔式起重機安全記錄儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，通用的智能記錄裝置的架構(gòu)以ARMll為核心，配以GPRS、以太網(wǎng)等接口模塊，在此基礎(chǔ)上利用單片機C8051F020擴展通用的模擬量、數(shù)字量I/O接口。實際使用時，操作者利用觸摸屏彩色液晶根據(jù)特定的要求對硬件模塊和接口進行組態(tài)選擇， 監(jiān)控中心可以實時監(jiān)測塔機的當前運行動作數(shù)據(jù)，也可以通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)閱某一臺塔機以前的工作記錄，還可以將塔機的記錄儀中的SD卡取走，直接在監(jiān)控中心上讀取其歷史記錄。操作步驟
1、塔機起重貨物時，首先由塔機上的操作人員控制起重吊鉤或其它吊具的起升、下降， 當貨物是由下至上起吊，在離開地面的瞬間，塔機操作室下方的攝像機會對待提升的貨物進行三連拍，目的是避免違反安全操作規(guī)則的情況出現(xiàn)，如超載或未確認吊運物品重量，斜拉斜吊，吊重旁站人、吊重捆扎不可靠，吊鉤掛鉤不可靠等，攝像機獲取的信息操作人員可通過彩色液晶直接觀測，也可通過GPRS模塊或以太網(wǎng)接口傳送至遠程監(jiān)控端，當操作人員忽略上述可能出現(xiàn)問題時，監(jiān)控端可強行取消塔機當前的工作命令。2、塔機運輸貨物時，操作人員通過觸摸屏彩色液晶，不僅可以顯示塔機工作過程各種參數(shù)的數(shù)字量，還可顯示各參數(shù)變化的圖形，使操作者準確判斷塔機的工作狀態(tài)、及時掌握塔機的工作區(qū)域限制情況(例如與高壓線、與周圍障礙物的距離)。多變的操作界面使操作者無單調(diào)感、疲勞感。3、監(jiān)控中心的計算機根據(jù)回傳的塔機工作狀態(tài)參數(shù)信息，通過上位機分析軟件進行系統(tǒng)分析和統(tǒng)計，采用新型高性能單片機及外圍芯片，性能穩(wěn)定、功耗較低、系統(tǒng)集成度
尚ο本發(fā)明的優(yōu)點
本發(fā)明設(shè)計科學(xué)、富有創(chuàng)意，通過塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)記錄儀對于塔機運行數(shù)據(jù)和圖像的采集和存儲，提高故障診斷的靈活性、易操作性和準確性，提高了塔機的安全運作效率、 實用性較強、整體結(jié)構(gòu)緊湊、耗材少、壽命長、成本低廉、性能穩(wěn)定、可靠、維修方便，本發(fā)明適宜塔機施工部門推廣使用。


圖1為本發(fā)明的塔機群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的記錄儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的單片機結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的攝像機采集初始狀態(tài)位置示意圖。
具體實施例方式一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的智能塔式起重機安全記錄系統(tǒng)，它包括ARMl 11、攝像機5、觸摸屏彩色液晶4、上位機3和單片機系統(tǒng)2 ；上述安裝在塔機14工作室下方的攝像機5對塔機提升物體13瞬間進行定時三連拍，ARMlll自動完成對攝像機5的拍照操作，通過SPI接口存儲到SD卡中，并對信息進行進一步的處理。ARMlll通過對采集數(shù)據(jù)的處理，一路在本地完成對現(xiàn)場工作狀態(tài)的監(jiān)控與分析并且通過觸摸屏彩色液晶4顯示出來；一路經(jīng)GPRS模塊6或以太網(wǎng)接口 7與遠程監(jiān)控站上位機3連接，并且將數(shù)據(jù)上傳并且分析。上述ARMlll通過對采集數(shù)據(jù)的處理，一路經(jīng)觸摸屏彩色液晶4完成對現(xiàn)場工作狀態(tài)的監(jiān)控與分析；一路經(jīng)GPRS模塊6或以太網(wǎng)接口 7與遠程監(jiān)控站上位機3的嵌入式CPU 芯片對用的輸出端口連接。單片機系統(tǒng)2包括裝在箱體里的光電隔離器9、中間繼電器11， 模擬量輸入接口 12光電隔離器9將塔機當前工作狀態(tài)對應(yīng)的多個開關(guān)量輸入8與單片機系統(tǒng)2相連；對下一時刻塔機工作狀態(tài)的執(zhí)行動作由單片機系統(tǒng)2經(jīng)對應(yīng)的多個開關(guān)量輸出10送至中間繼電器11后執(zhí)行。ARMlll接口通過高速串口與單片機系統(tǒng)2相連接。
權(quán)利要求
1. 一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的智能塔式起重機安全記錄系統(tǒng)，它包括ARMll(l)、攝像機(5)、 觸摸屏彩色液晶(4)、上位機(3)和單片機系統(tǒng)(2);其特征在于所述的安裝在塔機(14)操作間下方的攝像機(5)對塔機提升物體(13)瞬間進行定時三連拍，ARMll (1)自動完成對攝像機(5)的拍照操作，通過SPI接口存儲到SD卡中，并對信息進行進一步的處理，所述的 ARMll(I)通過對采集數(shù)據(jù)的處理，一路在本地完成對現(xiàn)場工作狀態(tài)的監(jiān)控與分析并且通過觸摸屏彩色液晶(4)顯示出來；一路經(jīng)GPRS模塊(6)或以太網(wǎng)接口(7)與遠程監(jiān)控站上位機(3)連接，并且將數(shù)據(jù)上傳并且分析，所述的上述單片機系統(tǒng)(2)包括裝在箱體里的光電隔離器(7)、中間繼電器(11)，所述的光電隔離器(7)將塔機當前工作狀態(tài)對應(yīng)的多個開關(guān)量輸入(8)與單片機系統(tǒng)(2)相連；對下一時刻塔機工作狀態(tài)的執(zhí)行動作由單片機系統(tǒng)(2) 經(jīng)對應(yīng)的多個開關(guān)量輸出(10)送至中間繼電器(11)后執(zhí)行，所述的ARMll (1)接口通過高速串口與單片機系統(tǒng)(2)相連接。
全文摘要
一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的智能塔式起重機安全記錄儀，它包括ARM11、攝像機、觸摸屏彩色液晶、上位機和單片機系統(tǒng)；ARM11通過攝像機采集塔機吊裝物體圖像，利用彩色觸摸屏按顯示并且存儲到SD卡中，通過GPRS模塊或以太網(wǎng)接口與上位機連接；單片機系統(tǒng)通過高速串口與ARM11接口相連接，傳遞塔機運行過程中的拉力、轉(zhuǎn)角、變幅等信息；本發(fā)明設(shè)計科學(xué)、富有創(chuàng)意，通過塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)記錄儀對于塔機運行數(shù)據(jù)和圖像的采集和存儲，提高故障診斷的靈活性、易操作性和準確性，提高了塔機的安全運作效率、實用性較強、整體結(jié)構(gòu)緊湊、耗材少、壽命長、成本低廉、性能穩(wěn)定、可靠、維修方便，本發(fā)明適宜塔機施工部門推廣使用。
文檔編號B66C23/88GK102464271SQ20101054776
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者于洋, 陳亮, 齊宏偉 申請人:沈陽理工大學(xué)