CN102464271A - 一种基于gprs网络的智能塔式起重机安全记录*** - Google Patents

Abstract

一种基于GPRS网络的智能塔式起重机安全记录仪，它包括ARM11、摄像机、触摸屏彩色液晶、上位机和单片机***；ARM11通过摄像机采集塔机吊装物体图像，利用彩色触摸屏按显示并且存储到SD卡中，通过GPRS模块或以太网接口与上位机连接；单片机***通过高速串口与ARM11接口相连接，传递塔机运行过程中的拉力、转角、变幅等信息；本发明设计科学、富有创意，通过塔机安全监控***记录仪对于塔机运行数据和图像的采集和存储，提高故障诊断的灵活性、易操作性和准确性，提高了塔机的安全运作效率、实用性较强、整体结构紧凑、耗材少、寿命长、成本低廉、性能稳定、可靠、维修方便，本发明适宜塔机施工部门推广使用。

Description

一种基于GPRS网络的智能塔式起重机安全记录***

技术领域

本发明涉及的是一种基于GPRS网络的智能记录和在线监控***，具体是一种基于GPRS网络的智能搭式起重机安全记录***。

背景技术

目前，针对塔机起重安全保护装置记录仪的研制主要有三类：一类是电子模拟式，它采用了大量的模拟电路对传感器信号进行处理计算，用模拟表显示，弊端是精度低、设计维护难度大、易损坏，现已逐步被淘汰。第二类是数字式，它是目前使用最普遍的一种，其特点是，复杂的计算工作全部由软件来完成，***的集成度和综合精度比以前有所提高，且***具有自检功能，采用新型高性能单片机及***芯片，性能更加稳定、功耗更低、***集成度更高。第三类是微机控制方式，它是目前最先进和功能最强的一类，体现了人机界面的优化，显示信息量大，强光下读数清晰，功耗极低，具有文字提示功能，且全部的工作参数可在操作台上显示，电气***中对所有工作参数都设置了安全极限值，可实时监控。

从实际应用技术角度而言，虽然是多年研究的问题，但还是主要集中在对实际工况信号分析的基础上寻求新的有效信号分解提取方法，这样处理对塔机安全性能判定可提供依据，所以在我国能及时检修以消除关键设备的潜在故障是至关重要的，但对于一个发展中国家，我国现行的预防性定期维修和运转至损坏再维修的设备维修体制已不能满足现代化生产的要求，形成这种局面的客观原因主要有两个方面，一方面需塔机工作领域广泛，操作空间分散；另一方面，能实现在线检测的塔机记录仪价位比较高，多数中小企业经济承受能力有限，就这两方面大大地限制了塔机工作的安全运行。

随着科学技术的快速发展，为避免由塔机故障而造成巨大损失，塔机监控***必须向数字化、智能化和网络化方向发展，传统的、离散的监控***必将遭到摒弃。

发明内容

    本发明的目的是针对目前大型塔机设备安全存在不适的问题，而提供极为经济，可实现在线监测塔机故障是否存在的一种基于GPRS网络的智能塔式起重机安全记录***。

所采取的技术方案是：

一种基于GPRS网络的智能塔式起重机安全记录***，包括ARM11、摄像机、触摸屏彩色液晶、上位机和单片机***；所述摄像机对塔机提升物体瞬间进行定时三连拍， ARM11自动完成对摄像机的拍照操作，通过SPI接口存储到SD卡中，并对信息进行进一步的处理，上述ARM11通过对采集数据的处理，一路在本地完成对现场工作状态的监控与分析并且通过触摸屏彩色液晶显示出来；一路经GPRS模块或以太网接口与远程监控站上位机连接，并且将数据上传并且分析，所述的单片机***包括装在箱体里的光电隔离器、中间继电器，所述的光电隔离器将塔机当前工作状态对应的多个开关量输入与单片机***相连；对下一时刻塔机工作状态的执行动作由单片机***经对应的多个开关量输出送至中间继电器后执行，所述的ARM11接口通过高速串口与单片机***相连接。

本发明的工作原理及操作程序

    GPRS网络是在现有GSM网络上开通的一种新型的分组数据传输业务，在有GPRS承载业务支持的标准化网络协议的基础上，GPRS可以提供系列交互式业务服务。本发明的塔机群***结构示意图如图1所示，是由多个塔式起重机安全记录仪与建委监察站的上位机以移动GPRS网络相连接的方式构成，***中每一个记录仪都能够独立工作，同时通过自己携带的GPRS模块与建委监察站的监控***之间建立数据通道，因为GPRS网络是无线网络，所以不会因为塔机的移动或者变化而需要重新布线。

   本发明中塔式起重机安全记录仪内均装有GPRS模块，其塔式起重机安全记录仪***结构示意图如图2所示，通用的智能记录装置的架构以ARM11为核心，配以GPRS、以太网等接口模块，在此基础上利用单片机C8051F020扩展通用的模拟量、数字量I/O接口。实际使用时，操作者利用触摸屏彩色液晶根据特定的要求对硬件模块和接口进行组态选择，监控中心可以实时监测塔机的当前运行动作数据，也可以通过网络调阅某一台塔机以前的工作记录，还可以将塔机的记录仪中的SD卡取走，直接在监控中心上读取其历史记录。

操作步骤：

1、塔机起重货物时，首先由塔机上的操作人员控制起重吊钩或其它吊具的起升、下降，当货物是由下至上起吊，在离开地面的瞬间，塔机操作室下方的摄像机会对待提升的货物进行三连拍，目的是避免违反安全操作规则的情况出现，如超载或未确认吊运物品重量，斜拉斜吊，吊重旁站人、吊重捆扎不可靠，吊钩挂钩不可靠等，摄像机获取的信息操作人员可通过彩色液晶直接观测，也可通过GPRS模块或以太网接口传送至远程监控端，当操作人员忽略上述可能出现问题时，监控端可强行取消塔机当前的工作命令。

2、塔机运输货物时，操作人员通过触摸屏彩色液晶，不仅可以显示塔机工作过程各种参数的数字量，还可显示各参数变化的图形，使操作者准确判断塔机的工作状态、及时掌握塔机的工作区域限制情况(例如与高压线、与周围障碍物的距离)。多变的操作界面使操作者无单调感、疲劳感。

3、监控中心的计算机根据回传的塔机工作状态参数信息，通过上位机分析软件进行***分析和统计，采用新型高性能单片机及***芯片，性能稳定、功耗较低、***集成度高。

本发明的优点

    本发明设计科学、富有创意，通过塔机安全监控***记录仪对于塔机运行数据和图像的采集和存储，提高故障诊断的灵活性、易操作性和准确性，提高了塔机的安全运作效率、实用性较强、整体结构紧凑、耗材少、寿命长、成本低廉、性能稳定、可靠、维修方便，本发明适宜塔机施工部门推广使用。

附图说明

图1为本发明的塔机群***结构示意图。

图2为本发明的记录仪的***结构示意图。

图3为本发明的单片机结构示意图。

图4为本发明的摄像机采集初始状态位置示意图。

具体实施方式

一种基于GPRS网络的智能塔式起重机安全记录***，它包括ARM111、摄像机5、触摸屏彩色液晶4、上位机3和单片机***2；上述安装在塔机14工作室下方的摄像机5对塔机提升物体13瞬间进行定时三连拍，ARM111自动完成对摄像机5的拍照操作，通过SPI接口存储到SD卡中，并对信息进行进一步的处理。ARM111通过对采集数据的处理，一路在本地完成对现场工作状态的监控与分析并且通过触摸屏彩色液晶4显示出来；一路经GPRS模块6或以太网接口7与远程监控站上位机3连接，并且将数据上传并且分析。

上述ARM111通过对采集数据的处理，一路经触摸屏彩色液晶4完成对现场工作状态的监控与分析；一路经GPRS模块6或以太网接口7与远程监控站上位机3的嵌入式CPU芯片对用的输出端口连接。单片机***2包括装在箱体里的光电隔离器9、中间继电器11，模拟量输入接口12光电隔离器9将塔机当前工作状态对应的多个开关量输入8与单片机***2相连；对下一时刻塔机工作状态的执行动作由单片机***2经对应的多个开关量输出10送至中间继电器11后执行。ARM111接口通过高速串口与单片机***2相连接。 

Claims (1)

1.一种基于GPRS网络的智能塔式起重机安全记录***，它包括ARM11（1）、摄像机（5）、触摸屏彩色液晶（4）、上位机（3）和单片机***（2）；其特征在于：所述的安装在塔机（14）操作间下方的摄像机（5）对塔机提升物体（13）瞬间进行定时三连拍， ARM11（1）自动完成对摄像机（5）的拍照操作，通过SPI接口存储到SD卡中，并对信息进行进一步的处理，所述的ARM11（1）通过对采集数据的处理，一路在本地完成对现场工作状态的监控与分析并且通过触摸屏彩色液晶（4）显示出来；一路经GPRS模块（6）或以太网接口（7）与远程监控站上位机（3）连接，并且将数据上传并且分析，所述的上述单片机***（2）包括装在箱体里的光电隔离器（7）、中间继电器（11），所述的光电隔离器（7）将塔机当前工作状态对应的多个开关量输入（8）与单片机***（2）相连；对下一时刻塔机工作状态的执行动作由单片机***（2）经对应的多个开关量输出（10）送至中间继电器（11）后执行，所述的ARM11（1）接口通过高速串口与单片机***（2）相连接。

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