塔机群区域防碰撞监控装置的制作方法
专利名称：塔机群区域防碰撞监控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种塔机群区域防碰撞监控装置。
(ニ)背景技术
目前建筑行业塔机安全监控主要是单机系统，即只能对单台塔机运行状态进行监控，而随着我国经济发展及追求更高的建设效率，现在ー处建筑エ地常常并存多个塔机，为避免塔机的互相碰撞，这就要求实时掌握多台塔机运行參数及塔机臂间的空间变化，所以需要塔机间能互相联网通讯，为便于远程监控，要求塔机与远程上位机间能进行双向实时通讯。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了ー种组网灵活、远程和本地双层防碰撞模型装置。塔机群区域防碰撞监控系统，其特征在干包括安装在塔机侧控制台上的嵌入式单片机，所述的单片机连接CPLD逻辑器件，所述的CPLD逻辑器件连接风速传感器和角度传感器；所述的单片机连接作为模拟通道的线性传感器，所述的线性传感器连接高度传感器、幅度传感器、质量传感器；所述的单片机连接无线连接模块，所述的无线连接模块与远程监控中心的无线连接装置配合。进ー步，所述的远程监控中心设置有可依据塔机群发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第一判断模块和对塔机群内的塔机优先级别排序的第一排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第一指挥模块，当所述的第一判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第一排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第一指挥模块经所述的无线连接装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。或者，各个塔机的所述的单片机之间经由所述的无线连接模块互相数据通信、单独组网；所述的单片机内设有可依据塔机之间发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第二判断模块和定义塔机优先级的第二排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第二指挥模块，当所述的第二判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第二排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第二指挥模块经所述的无线接收装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。进ー步，所述的角度传感器采用光电编码器，所述的光电编码器安装在塔机主轴电机上，所述的风速传感器采用光电编码器，所述的光电编码器输出的光电信号连接到CPLD逻辑器件。塔机监控仪表采用高档嵌入式单片机，安装在塔机侧控制台上，用于实时监测塔机运行參数，如角度、风速、高度、重量、カ矩、幅度；所述的角度采集采用光电编码器，所述的光电编码器安装在塔机主轴电机上，所述的风速采集采用光电编码器，所述的光电编码器输出的光电信号连接到CPLD逻辑器件；所述的重量、幅度、高度等模型信号采用线性电位器传感器采集。无线连接模块分别安装在塔机监控仪表侧和远程监控中心侧，用于实现塔机监控仪表间、塔机监控仪表与远程监控中心间双向数据传输，所述的无线连接模块可以用GPRS或Zigbee等协议模块。远程监控中心基于数据库开发模式，不仅用于塔机数据管理，而且可依据塔机群发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有 碰撞危险，若有碰撞危险，则按塔机群内的塔机优先级别执行停止策略，即低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。塔机监控仪表利用无线连接模块可互相数据通信，进而可脱离上位机単独组网，即几个塔机监控仪表组成自治的独立网；网内的塔机会定义优先级，当塔机要互相碰撞吋，所述的优先级用于确定低优先级的塔机先停止，高优先级的塔机运行。本发明的优点是组网灵活、实施方便，满足了安全生产的目标，适用于塔机群联合作业的场所。
图I是本发明的塔机群组网示意图。图2是本发明塔机监控仪表结构3是远程监控中心程序逻辑图。图4是本发明的塔机群独立组网示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进ー步描述。实施例一參照图I、图2、图3，图中代码说明1塔机；2无线连接；3远程监控中心；4风速传感器；5角度传感器；6高度传感器；7幅度传感器；8重量传感器；9CPLD逻辑器件；10模拟通道；11主控制器；12控制输出；13液晶显示器；14存储器；15无线连接模块；塔机群区域防碰撞监控系统，包括安装在塔机侧控制台上的嵌入式单片机，所述的单片机连接CPLD逻辑器件，所述的CPLD逻辑器件连接风速传感器和角度传感器；所述的单片机连接作为模拟通道的线性传感器，所述的线性传感器连接高度传感器、幅度传感器、质量传感器；所述的单片机连接无线连接模块，所述的无线连接模块与远程监控中心的无线连接装置配合。所述的远程监控中心设置有可依据塔机群发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第一判断模块和对塔机群内的塔机优先级别排序的第一排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第一指挥模块，当所述的第一判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第一排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第一指挥模块经所述的无线连接装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。所述的角度传感器采用光电编码器，所述的光电编码器安装在塔机主轴电机上，所述的风速传感器采用光电编码器，所述的光电编码器输出的光电信号连接到CPLD逻辑器件。塔机群区域防碰撞装置主要有塔机监控仪、无线连接模块及远程监控中心组成；塔机监控仪表用于实时监控塔机工作状态參数，主要由线性电位器传感器、光电编码器、逻辑器件、模拟通道、主控制器、控制输出、液晶显示器、存储器及无线连接组成；所述的光电编码器用于检测塔机旋转角度及风速，所述的光电编码器输出的光电信号经过整型、电平匹配后连接到逻辑器件，所述的逻辑器件使用Altera公司的MAX7000系列芯片，进一歩，也可采用其他具有同等规模的逻辑器件；高度、幅度采用线性电位器采集，所述的高度线性电位器安装在吊钩上，而所述的幅度线性电位 器安装在小车电机上，线性电位器模型信号通过模拟通道采集，所述的模拟通道以0P07运算放大器和CS5511AD转换器为主；所述的重量传感器采用应变桥传感器，模拟通道采用AD620运算放大器和CS5511AD转换器为主，所述的逻辑器件和CS5511AD转换器与主控制器连接，主控制器通过逻辑器件和模拟通道实时采集塔机状态參数，并将数据显示在液晶显示器上和存储在存储器内，所述的液晶显示器采用320X240分辨率显示器，所述的存储器采用SD卡存储器，支持IGB存储容量，当采集的參数出现‘异常’时，会通过与主控制器连接的控制输出控制塔机中控器，切断相关电源；无线连接与主控制器连接，所述的无线连接用于塔机监控仪表间和塔机监控仪表与上位机间的双向数据通信，所述的无线连接可采用GPRS无线协议或ZigBee无线协议；上位机监控中心采用数据库开发方式，实时收集与之连接的塔机监控仪表发送过来的塔机状态数据，监控中心会依据防碰撞模型及塔机状态数据，判断塔机群内是否有塔机存在碰撞的危险，同时监控中心提供WEB服务，用于处理远程用户数据请求。实施例ニ參照附图2、3、4 :本实施例与实施例一的区别在于塔机之间单独组网。其余相同。各个塔机的所述的单片机之间经由所述的无线连接模块互相数据通信、单独组网；所述的单片机内设有可依据塔机之间发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第二判断模块和定义塔机优先级的第二排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第二指挥模块，当所述的第二判断模块判断塔机之间有碰撞危险吋，则按所述的第二排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第二指挥模块经所述的无线接收装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
1.塔机群区域防碰撞监控系统，其特征在于包括安装在塔机侧控制台上的嵌入式单片机，所述的单片机连接CPLD逻辑器件，所述的CPLD逻辑器件连接风速传感器和角度传感器；所述的单片机连接作为模拟通道的线性传感器，所述的线性传感器连接高度传感器、幅度传感器、质量传感器；所述的单片机连接无线连接模块，所述的无线连接模块与远程监控中心的无线连接装置配合。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于所述的远程监控中心设置有可依据塔机群发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第一判断模块和对塔机群内的塔机优先级别排序的第一排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第一指挥模块，当所述的第一判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第一排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第一指挥模块经所述的无线连接装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。
3.如权利要求I所述的系统，其特征在于各个塔机的所述的单片机之间经由所述的无线连接模块互相数据通信、单独组网；所述的单片机内设有可依据塔机之间发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第二判断模块和定义塔机优先级的第二排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第二指挥模块，当所述的第二判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第二排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第二指挥模块经所述的无线接收装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。
4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于所述的角度传感器采用光电编码器，所述的光电编码器安装在塔机主轴电机上，所述的风速传感器采用光电编码器，所述的光电编码器输出的光电信号连接到CPLD逻辑器件。
全文摘要
塔机群区域防碰撞监控系统，其特征在于包括安装在塔机侧控制台上的嵌入式单片机，所述的单片机连接CPLD逻辑器件，所述的CPLD逻辑器件连接风速传感器和角度传感器；所述的单片机连接作为模拟通道的线性传感器，所述的线性传感器连接高度传感器、幅度传感器、质量传感器；所述的单片机连接无线连接模块，所述的无线连接模块与远程监控中心的无线连接装置配合。本发明具有组网灵活、实施方便的优点，满足了安全生产的目标，适用于塔机群联合作业的场所。
文档编号B66C23/88GK102765668SQ20121012968
公开日2012年11月7日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者张洪涛 申请人:浙江工业大学
技术领域：
本发明涉及一种塔机群区域防碰撞监控装置。
(ニ)背景技术
目前建筑行业塔机安全监控主要是单机系统，即只能对单台塔机运行状态进行监控，而随着我国经济发展及追求更高的建设效率，现在ー处建筑エ地常常并存多个塔机，为避免塔机的互相碰撞，这就要求实时掌握多台塔机运行參数及塔机臂间的空间变化，所以需要塔机间能互相联网通讯，为便于远程监控，要求塔机与远程上位机间能进行双向实时通讯。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了ー种组网灵活、远程和本地双层防碰撞模型装置。塔机群区域防碰撞监控系统，其特征在干包括安装在塔机侧控制台上的嵌入式单片机，所述的单片机连接CPLD逻辑器件，所述的CPLD逻辑器件连接风速传感器和角度传感器；所述的单片机连接作为模拟通道的线性传感器，所述的线性传感器连接高度传感器、幅度传感器、质量传感器；所述的单片机连接无线连接模块，所述的无线连接模块与远程监控中心的无线连接装置配合。进ー步，所述的远程监控中心设置有可依据塔机群发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第一判断模块和对塔机群内的塔机优先级别排序的第一排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第一指挥模块，当所述的第一判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第一排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第一指挥模块经所述的无线连接装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。或者，各个塔机的所述的单片机之间经由所述的无线连接模块互相数据通信、单独组网；所述的单片机内设有可依据塔机之间发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第二判断模块和定义塔机优先级的第二排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第二指挥模块，当所述的第二判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第二排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第二指挥模块经所述的无线接收装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。进ー步，所述的角度传感器采用光电编码器，所述的光电编码器安装在塔机主轴电机上，所述的风速传感器采用光电编码器，所述的光电编码器输出的光电信号连接到CPLD逻辑器件。塔机监控仪表采用高档嵌入式单片机，安装在塔机侧控制台上，用于实时监测塔机运行參数，如角度、风速、高度、重量、カ矩、幅度；所述的角度采集采用光电编码器，所述的光电编码器安装在塔机主轴电机上，所述的风速采集采用光电编码器，所述的光电编码器输出的光电信号连接到CPLD逻辑器件；所述的重量、幅度、高度等模型信号采用线性电位器传感器采集。无线连接模块分别安装在塔机监控仪表侧和远程监控中心侧，用于实现塔机监控仪表间、塔机监控仪表与远程监控中心间双向数据传输，所述的无线连接模块可以用GPRS或Zigbee等协议模块。远程监控中心基于数据库开发模式，不仅用于塔机数据管理，而且可依据塔机群发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有 碰撞危险，若有碰撞危险，则按塔机群内的塔机优先级别执行停止策略，即低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。塔机监控仪表利用无线连接模块可互相数据通信，进而可脱离上位机単独组网，即几个塔机监控仪表组成自治的独立网；网内的塔机会定义优先级，当塔机要互相碰撞吋，所述的优先级用于确定低优先级的塔机先停止，高优先级的塔机运行。本发明的优点是组网灵活、实施方便，满足了安全生产的目标，适用于塔机群联合作业的场所。
图I是本发明的塔机群组网示意图。图2是本发明塔机监控仪表结构3是远程监控中心程序逻辑图。图4是本发明的塔机群独立组网示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进ー步描述。实施例一參照图I、图2、图3，图中代码说明1塔机；2无线连接；3远程监控中心；4风速传感器；5角度传感器；6高度传感器；7幅度传感器；8重量传感器；9CPLD逻辑器件；10模拟通道；11主控制器；12控制输出；13液晶显示器；14存储器；15无线连接模块；塔机群区域防碰撞监控系统，包括安装在塔机侧控制台上的嵌入式单片机，所述的单片机连接CPLD逻辑器件，所述的CPLD逻辑器件连接风速传感器和角度传感器；所述的单片机连接作为模拟通道的线性传感器，所述的线性传感器连接高度传感器、幅度传感器、质量传感器；所述的单片机连接无线连接模块，所述的无线连接模块与远程监控中心的无线连接装置配合。所述的远程监控中心设置有可依据塔机群发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第一判断模块和对塔机群内的塔机优先级别排序的第一排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第一指挥模块，当所述的第一判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第一排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第一指挥模块经所述的无线连接装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。所述的角度传感器采用光电编码器，所述的光电编码器安装在塔机主轴电机上，所述的风速传感器采用光电编码器，所述的光电编码器输出的光电信号连接到CPLD逻辑器件。塔机群区域防碰撞装置主要有塔机监控仪、无线连接模块及远程监控中心组成；塔机监控仪表用于实时监控塔机工作状态參数，主要由线性电位器传感器、光电编码器、逻辑器件、模拟通道、主控制器、控制输出、液晶显示器、存储器及无线连接组成；所述的光电编码器用于检测塔机旋转角度及风速，所述的光电编码器输出的光电信号经过整型、电平匹配后连接到逻辑器件，所述的逻辑器件使用Altera公司的MAX7000系列芯片，进一歩，也可采用其他具有同等规模的逻辑器件；高度、幅度采用线性电位器采集，所述的高度线性电位器安装在吊钩上，而所述的幅度线性电位 器安装在小车电机上，线性电位器模型信号通过模拟通道采集，所述的模拟通道以0P07运算放大器和CS5511AD转换器为主；所述的重量传感器采用应变桥传感器，模拟通道采用AD620运算放大器和CS5511AD转换器为主，所述的逻辑器件和CS5511AD转换器与主控制器连接，主控制器通过逻辑器件和模拟通道实时采集塔机状态參数，并将数据显示在液晶显示器上和存储在存储器内，所述的液晶显示器采用320X240分辨率显示器，所述的存储器采用SD卡存储器，支持IGB存储容量，当采集的參数出现‘异常’时，会通过与主控制器连接的控制输出控制塔机中控器，切断相关电源；无线连接与主控制器连接，所述的无线连接用于塔机监控仪表间和塔机监控仪表与上位机间的双向数据通信，所述的无线连接可采用GPRS无线协议或ZigBee无线协议；上位机监控中心采用数据库开发方式，实时收集与之连接的塔机监控仪表发送过来的塔机状态数据，监控中心会依据防碰撞模型及塔机状态数据，判断塔机群内是否有塔机存在碰撞的危险，同时监控中心提供WEB服务，用于处理远程用户数据请求。实施例ニ參照附图2、3、4 :本实施例与实施例一的区别在于塔机之间单独组网。其余相同。各个塔机的所述的单片机之间经由所述的无线连接模块互相数据通信、单独组网；所述的单片机内设有可依据塔机之间发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第二判断模块和定义塔机优先级的第二排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第二指挥模块，当所述的第二判断模块判断塔机之间有碰撞危险吋，则按所述的第二排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第二指挥模块经所述的无线接收装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
1.塔机群区域防碰撞监控系统，其特征在于包括安装在塔机侧控制台上的嵌入式单片机，所述的单片机连接CPLD逻辑器件，所述的CPLD逻辑器件连接风速传感器和角度传感器；所述的单片机连接作为模拟通道的线性传感器，所述的线性传感器连接高度传感器、幅度传感器、质量传感器；所述的单片机连接无线连接模块，所述的无线连接模块与远程监控中心的无线连接装置配合。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于所述的远程监控中心设置有可依据塔机群发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第一判断模块和对塔机群内的塔机优先级别排序的第一排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第一指挥模块，当所述的第一判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第一排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第一指挥模块经所述的无线连接装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。
3.如权利要求I所述的系统，其特征在于各个塔机的所述的单片机之间经由所述的无线连接模块互相数据通信、单独组网；所述的单片机内设有可依据塔机之间发过来的状态数据判断塔机群内的塔机是否有碰撞危险的第二判断模块和定义塔机优先级的第二排序模块、向塔机发出停止或运转信号的第二指挥模块，当所述的第二判断模块判断塔机之间有碰撞危险时，则按所述的第二排序模块预设的塔机群内的塔机优先级别，由所述的第二指挥模块经所述的无线接收装置发出指令，低优先级的塔机先停止运行，以优先保证高优先级的塔机运行。
4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于所述的角度传感器采用光电编码器，所述的光电编码器安装在塔机主轴电机上，所述的风速传感器采用光电编码器，所述的光电编码器输出的光电信号连接到CPLD逻辑器件。
全文摘要
塔机群区域防碰撞监控系统，其特征在于包括安装在塔机侧控制台上的嵌入式单片机，所述的单片机连接CPLD逻辑器件，所述的CPLD逻辑器件连接风速传感器和角度传感器；所述的单片机连接作为模拟通道的线性传感器，所述的线性传感器连接高度传感器、幅度传感器、质量传感器；所述的单片机连接无线连接模块，所述的无线连接模块与远程监控中心的无线连接装置配合。本发明具有组网灵活、实施方便的优点，满足了安全生产的目标，适用于塔机群联合作业的场所。
文档编号B66C23/88GK102765668SQ20121012968
公开日2012年11月7日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者张洪涛 申请人:浙江工业大学
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