專(zhuān)利名稱(chēng)：基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程起重機(jī)安全監(jiān)控領(lǐng)域，具體涉及一種基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有塔式起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng):塔機(jī))安全監(jiān)控產(chǎn)品可以分為單機(jī)本地安全監(jiān)控、多機(jī)本地安全監(jiān)控和遠(yuǎn)程安全監(jiān)控三大類(lèi)。塔機(jī)安全已經(jīng)引起了政府部門(mén)、塔式起重機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家、塔式起重機(jī)租賃公司以及塔機(jī)使用者等多方的關(guān)注。塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)塔機(jī)的安全生產(chǎn)與管理有著重大意義。同時(shí)，注意到在塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)方面，國(guó)內(nèi)已有多項(xiàng)專(zhuān)利，例如公告號(hào)CN202120431U “一種基于433MHz自組網(wǎng)的塔式起重機(jī)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”是基于433MHz無(wú)線(xiàn)傳輸單元進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)各單元的自檢和頻段設(shè)置；公告號(hào)CN102398857A “智能化塔式起重機(jī)控制系統(tǒng)”是基于GPRS衛(wèi)星定位和遠(yuǎn)程傳輸傳感器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?。上述兩種方法都存在這樣的不足，為了提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積，采用了 433MHz的頻率可以不受建筑物的影響，但是存在為了增加傳輸距離而增加發(fā)射功率。而我國(guó)作業(yè)場(chǎng)所微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB10436-89)規(guī)定，作業(yè)場(chǎng)所微波輻射的容許接觸限值:連續(xù)波的平均功率密度必須小于50 u W/cm2。同樣單純地使用GPRS網(wǎng)絡(luò)，GPRS網(wǎng)絡(luò)容量有限，實(shí)現(xiàn)不間斷發(fā)送數(shù)據(jù)包將增大GPRS網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，同時(shí)費(fèi)用昂貴。從以上兩個(gè)方面可以看出:既要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸數(shù)據(jù)又要滿(mǎn)足發(fā)射功率小并且兼顧網(wǎng)絡(luò)容量的情況，單純使用一種網(wǎng)絡(luò)是無(wú)法完成的?；诖耍緦?shí)用新型提出了一種基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)?；赯igBee和GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式將系統(tǒng)參數(shù)實(shí)時(shí)地傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)容量大、功耗低、時(shí)延短等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)終端監(jiān)控器相互之間的通信，基站將收到的無(wú)線(xiàn)終端監(jiān)控器的信息，傳給監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器，可以實(shí)現(xiàn)地面控制中心對(duì)塔機(jī)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)通信與監(jiān)測(cè)。通過(guò)結(jié)合了兩者之間的優(yōu)點(diǎn)，即提高了傳輸距離又可以滿(mǎn)足發(fā)射功率小，同時(shí)實(shí)現(xiàn)智能化自組網(wǎng)絡(luò)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是:如何提供一種基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)采用雙網(wǎng)絡(luò)技術(shù)克服了現(xiàn)有技術(shù)中單一網(wǎng)絡(luò)所存在的不足，既實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)長(zhǎng)距離傳輸，又降低功耗。本實(shí)用新型所提供的技術(shù)問(wèn)題是這樣解決的:提供一種基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，包括塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒、傳感器組以及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒內(nèi)包含塔式起重機(jī)中心處理器、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、GPRS收發(fā)模塊、ZigBee模塊、聲光報(bào)警模塊和電源模塊；所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒安裝在每個(gè)塔機(jī)操作室內(nèi)部，用來(lái)顯示和處理各種傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和發(fā)送；所述的傳感器組包括重力傳感器、位移傳感器、角度傳感器以及風(fēng)速傳感器的一種或多種組合；所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可以是移動(dòng)手機(jī)和分布式電腦組。進(jìn)一步地，所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換是通過(guò)Zigbee自組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)一步地，所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒將報(bào)警信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心。本實(shí)用新型提出了一種基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，有如下優(yōu)點(diǎn):(I)GPRS數(shù)據(jù)包只是發(fā)送報(bào)警信息，信息量小并且成本便宜。(2)發(fā)射功率小，利用現(xiàn)有GPRS網(wǎng)絡(luò)基站即可完成數(shù)據(jù)包的傳輸，需要的發(fā)射功率小。

圖1為本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒的模塊示意圖；圖3為ZigBee組網(wǎng)方式示意圖。其中，11、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，12、GPRS網(wǎng)絡(luò)，13、塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒，21、中心處理器，22、顯示模塊，23、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，24、GPRS收發(fā)模塊，25、ZigBee模塊，26、聲光報(bào)警模塊，27電源模塊、，31、ZigBee網(wǎng)絡(luò)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:遠(yuǎn)程監(jiān)控中心11通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)12對(duì)塔式起重機(jī)主機(jī)盒13發(fā)送塔機(jī)的初始工作數(shù)據(jù)，如圖1所示，其中包括塔機(jī)的高度、位置、最大起重量、生產(chǎn)廠(chǎng)家、型號(hào)以及相鄰塔機(jī)和周?chē)A(yù)警區(qū)域的各種信息，中心處理器21根據(jù)初始工作數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，設(shè)定塔機(jī)安全工作的預(yù)警值和報(bào)警值。塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒13包含中心處理器21、顯示模塊22、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊23、聲光報(bào)警模塊26，電源模塊27、GPRS收發(fā)模塊24和ZigBee模塊25，如圖2所示。中心處理器21根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心11發(fā)送的初始數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)定哪些塔機(jī)是相鄰塔機(jī)，并且哪個(gè)塔機(jī)獲得初始令牌，獲得初始令牌的塔機(jī)設(shè)定為節(jié)點(diǎn)塔機(jī)。節(jié)點(diǎn)塔機(jī)通過(guò)ZigBee模塊25將相鄰的塔機(jī)采用令牌環(huán)方式實(shí)現(xiàn)的自組網(wǎng)，如圖3所示，這樣就形成了很多由ZigBee令牌環(huán)方式的較小的網(wǎng)絡(luò)，在組網(wǎng)內(nèi)各個(gè)塔機(jī)的初始數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)可以相互傳輸，各個(gè)的塔機(jī)通過(guò)令牌均能獲得網(wǎng)內(nèi)其他塔機(jī)的位置和高度等信息，各個(gè)塔機(jī)根據(jù)其他塔機(jī)的信息計(jì)算各自的預(yù)警和報(bào)警域值。當(dāng)塔吊工作過(guò)程中達(dá)到預(yù)警值時(shí)，中心處理器21將預(yù)警信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊23中，并且通過(guò)聲光報(bào)警模塊26進(jìn)行提醒塔機(jī)操作人員，預(yù)警信息不發(fā)送，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊23內(nèi)存儲(chǔ)空間被占用完后，采用覆蓋的方式將當(dāng)前的預(yù)警信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊23。[0025]當(dāng)塔吊工作過(guò)程中達(dá)到報(bào)警值時(shí)，中心處理器21將報(bào)警信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊23中，同時(shí)通過(guò)ZigBee令牌環(huán)傳輸給節(jié)點(diǎn)塔機(jī)，由節(jié)點(diǎn)塔機(jī)通過(guò)GPRS收發(fā)模塊24發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心11。節(jié)點(diǎn)塔機(jī)負(fù)責(zé)將該網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)的報(bào)警信息統(tǒng)一打包發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心11。應(yīng)當(dāng)理解上述的實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制。因此，本實(shí)用新型應(yīng)該包括所有那些在所附權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的改變、修改和變化。
權(quán)利要求1.一種基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒、傳感器組以及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心； 所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒內(nèi)包含塔式起重機(jī)中心處理器、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、GPRS收發(fā)模塊、ZigBee模塊、聲光報(bào)警模塊和電源模塊； 所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒安裝在每個(gè)塔機(jī)操作室內(nèi)部，用來(lái)顯示和處理各種傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和發(fā)送； 所述的傳感器組包括重力傳感器、位移傳感器、角度傳感器以及風(fēng)速傳感器中的一種或多種組合； 所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可以是移動(dòng)手機(jī)和分布式電腦組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換是通過(guò)Zigbee自組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒將報(bào)警信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于ZigBee和GPRS的雙網(wǎng)塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)，其包括塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒、傳感器組以及遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒內(nèi)包含塔式起重機(jī)傳感器中心處理器、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、GPRS收發(fā)模塊、ZigBee模塊、聲光報(bào)警模塊和電源模塊；所述的塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒安裝在每個(gè)塔機(jī)操作室內(nèi)部，用來(lái)顯示和處理各種傳感器的相關(guān)數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和發(fā)送；所述的傳感器組連接在塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒上；所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心通過(guò)GPRS收發(fā)模塊與塔式起重機(jī)監(jiān)控主機(jī)盒進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本實(shí)用新型的有益效果是，系統(tǒng)采用雙網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，結(jié)合兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，具有發(fā)送信息量小并且成本便宜，功耗低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B66C23/88GK202967954SQ201220574718
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者楊立峰, 彭善忠, 高椿明 申請(qǐng)人:成都科達(dá)光電技術(shù)有限責(zé)任公司