CN110278280A - 基于物联网的工地数据整合***及整合方法 - Google Patents

基于物联网的工地数据整合***及整合方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种基于物联网的工地数据整合***及相对应的工地数据整合方法，本发明的***包括用于采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互的终端节点；用于接收来数据信息并完成应答，再将所接收的数据信息进行打包、形成通讯报文后上传的网关平台；用于接收通讯报文并完成报文解析，最终生成施工工地现场内实时状况的云服务器；用于对网关平台进行参数设置并与云服务器实现数据交互的移动数据端。本发明实现了建筑工地内各类设备间的数据共享，使得全部数据能够被统一管理、再统一上传，最大程度上为工地项目管理人员的实时操作提供了便利。

Description

基于物联网的工地数据整合***及整合方法
技术领域
本发明涉及一种数据整合***及相对应的数据整合方法，具体而言，涉及一种基于物联网的工地数据整合***及整合方法，属于物联网技术领域。
背景技术
随着我国经济的快速发展，各种基建工程的建设数量也在与日俱增，各大城市中的建筑工地随处可见。再加上现如今机械化、智能化作业的建筑发展趋势，各类大型的建筑设备凭借其自身场地利用率高、作业范围大、适应面广、通用性强等特点，在建筑工地内得到了广泛地应用。
在这样的行业背景下，目前单个建筑工地内的建筑设备的种类纷繁复杂，包括混凝土灌注设备、定位设备以及环境监测设备等等。但由于这些设备种类各异且可能出自不同厂家，设备之间相互独立，设备所采集的数据无法共享，因此对于工地项目管理人员而言，如何掌握建筑工地内的实时现场信息就变得异常困难。
近年来，物联网（Internet of Things， IoT）技术在我国的发展速度飞快，各类物联网相关技术及相关产品不断涌现。简单来说，物联网是互联网及传统电信网络的信息承载体，是一种能够让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。也正是由于这一技术的不断发展更新，从而为建筑工地内数据的整合处理提供了一种新的解决思路与解决方案。
综上所述，如何基于物联网技术，提出一种工地数据整合***及相对应的工地数据整合方法，也就成为了目前业内研究人员亟待解决的问题。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种基于物联网的工地数据整合***及整合方法。
所述基于物联网的工地数据整合***，包括：
终端节点，设置于施工工地现场内的各监测区域内，用于采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互；
网关平台，与所述终端节点通信连接，用于接收来自所述终端节点的数据信息并完成应答，再将所接收的数据信息进行打包、形成通讯报文后上传；
云服务器，与所述网关平台通信连接，用于接收来自所述网关平台的通讯报文并完成报文解析，最终生成施工工地现场内的实时状况供工地项目管理人员查阅；
移动数据端，分别与所述网关平台及所述云服务器通信连接，用于对所述网关平台进行参数设置，并与所述云服务器实现数据交互。
优选地，所述终端节点至少包括：
GPS定位设备，用于记录施工工地现场的位置，将施工工地现场的经纬度数据发送至所述网关平台；
混凝土灌注高度监测设备，用于监测混凝土灌注过程中混凝土的实时高度，将灌注高度数据发送至所述网关平台；
噪声传感设备，用于监测施工工地现场当前的噪声值，将噪声数据发送至所述网关平台；
灰尘传感设备，用于监测施工工地现场当前的灰尘值，将灰尘数据发送至所述网关平台。
优选地，所述终端节点与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过LoRa协议连接或通过RS485协议连接或通过Zigbee网络连接；
所述网关平台与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过以太网连接或通过4G连接；
所述移动数据端与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过蓝牙连接，所述移动数据端与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过4G连接。
所述基于物联网的工地数据整合方法，包括如下步骤：
S1、在施工工地现场内的各监测区域内设置终端节点，采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互；
S2、设置网关平台、使所述网关平台与所述终端节点通信连接，接收来自所述终端节点的数据信息并完成应答，再将所接收的数据信息进行打包、形成通讯报文后上传；
S3、设置云服务器、使所述云服务器与所述网关平台通信连接，接收来自所述网关平台的通讯报文并完成报文解析，最终生成施工工地现场内的实时状况供工地项目管理人员查阅；
S4、设置移动数据端、使所述移动数据端分别与所述网关平台及所述云服务器通信连接，对所述网关平台进行参数设置，并与所述云服务器实现数据交互。
优选地，所述终端节点至少包括：
GPS定位设备，用于记录施工工地现场的位置，将施工工地现场的经纬度发送至所述网关平台；
混凝土灌注高度监测设备，用于监测混凝土灌注过程中混凝土的实时高度，将灌注高度数据发送至所述网关平台；
噪声传感设备，用于监测施工工地现场当前的噪声值，将噪声数据发送至所述网关平台；
灰尘传感设备，用于监测施工工地现场当前的灰尘值，将灰尘数据发送至所述网关平台。
优选地，S2中所述终端节点与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过LoRa协议连接或通过RS485协议连接或通过Zigbee网络连接；
S3中所述网关平台与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过以太网连接或通过4G连接；
S4中所述移动数据端与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过蓝牙连接，S4中所述移动数据端与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过4G连接。
优选地，S1中所述采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互，具体包括：所述终端节点采集施工工地现场内的各类数据信息，将数据信息打包、形成数据发送帧，随后上传所述数据发送帧给所述网关平台；
所述数据发送帧的格式起始为两字节的帧头，随后按序依次为两字节的地址、一字节的功能码、两字节的数据长度以及具体的命令或数据内容，最后为两字节的CRC校验位。
优选地，S2中所述接收来自所述终端节点的数据信息并完成应答，具体包括：所述网关平台接收并解析来自所述终端节点的数据发送帧，随后生成数据应答帧并将所述数据应答帧反馈给所述终端节点；
所述数据应答帧的格式起始为两字节的帧头，随后按序依次为两字节的地址、一字节的功能码、两字节的数据长度以及具体的数据内容，最后为两字节的CRC校验位。
优选地，所述通讯报文由包头、正文及包尾三部分组成；
所述包头部分的格式起始为两字节的帧头，随后按序依次为两字节的帧序号、一字节的命令类型、两字节的报文长度、六字节的发报时间以及四字节的网管地址；
所述正文部分的格式按序依次为四字节的终端节点地址以及正文数据信息，所述正文数据信息至少包括四字节的经度、四字节的纬度、四字节的灌注高度、四字节的噪声值以及四字节的灰尘值；
所述包尾部分的格式按序依次为两字节的帧尾以及两字节的CRC校验位。
与现有技术相比，本发明的优点主要体现在以下几个方面：
本发明通过一种集成化、网络化的方式完成了建筑工地内各类设备间的互通互联，实现了各类设备间的数据共享，使得全部数据能够被统一管理、再统一上传，最大程度上为工地项目管理人员的实时操作提供了便利。
同时，本发明的***及方法的设备兼容性很高，对于各类符合通讯协议的设备，均可以接入到***平台中进行统一管理，从而进一步地丰富了工地数据整合***的功能、提升了工地数据整合***的使用价值。
此外，本发明也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于其他与数据整合处理***相关的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1为本发明***的结构示意图。
具体实施方式
本发明提出了一种基于物联网的工地数据整合***及整合方法，本发明的***在之前的技术方案中只用于超灌***，针对监控混凝土超灌的数据进行采集并通过网络上传服务器以备定位分析。考虑到施工工地现场内各种数据的处理复杂性，在本发明的方案中特地扩展了***的功能性，可以接收其他设备的数据，进行统一管理，统一上传给服务器，以便工作人员易于操作。
具体而言，如图1所示，本发明揭示了一种基于物联网的工地数据整合***，包括：
终端节点，设置于施工工地现场内的各监测区域内，用于采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互。
网关平台，与所述终端节点通信连接，所述终端节点与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过LoRa协议连接或通过RS485协议连接或通过Zigbee网络连接；
所述网关平台用于接收来自所述终端节点的数据信息并完成应答，再将所接收的数据信息进行打包、形成通讯报文后上传。
云服务器，与所述网关平台通信连接，所述网关平台与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过以太网连接或通过4G连接；
所述云服务器用于接收来自所述网关平台的通讯报文并完成报文解析，最终生成施工工地现场内的实时状况供工地项目管理人员查阅。
移动数据端，分别与所述网关平台及所述云服务器通信连接，所述移动数据端与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过蓝牙连接，所述移动数据端与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过4G连接；
所述移动数据端用于对所述网关平台进行参数设置，并与所述云服务器实现数据交互。
此处需要具体说明的是，鉴于有线通讯技术中网线制约造成设备不适合搬运移动的弊端，本发明的***整体使用了无线通讯的方式。考虑到通讯方式的实用性及较远距离的通讯要求，本发明的***使用了LoRa协议为主要无线通讯方式（LoRa协议通讯可以保证3km以内的稳定通讯，基本上可以覆盖整个施工工地）。而针对一些不经常移动、可以放在附近的设备也可以通过RS485协议进行通讯。
另外，由于每家厂家的设备的通讯协议都是不统一的，为了可以统一上传数据便于管理，需要进行一定的协议转换，转换成上文中所提及的通讯协议。一些设备可能会有LoRa模块，对于一些没有LoRa模块的设备，可以给配套一个简单的LoRa模块，进行无线通讯。各终端节点通过无线LoRa通讯，把数据传递给网关平台，从而实现设备的接入。
网关平台目前是通过4G或者以太网的方式上传数据给服务器，服务器那边接收到相关数据后，在移动数据端（电脑或手机或PAD）内显示相应的数据，必要的话并进行一些告警等信息提示。网关平台方面，可以由云服务器一侧设置相关的参数进行配置，也可以通过移动数据端上的软件进行操作，此处也可以是通过网络配置或使用蓝牙的方式完成数据交互。
在本实施例中，所述终端节点至少包括：
GPS定位设备，用于记录施工工地现场的位置，将施工工地现场精确的的经纬度数据发送至所述网关平台；
混凝土灌注高度监测设备，用于监测混凝土灌注过程中混凝土的实时高度、检查是否超灌及是否达到预定的灌注位置，将灌注高度数据发送至所述网关平台；
噪声传感设备，由于施工工地现场的噪音较大，因此所述噪声传感设备用于监测施工工地现场当前的噪声值、检查是否达到噪声上线，将噪声数据发送至所述网关平台；
灰尘传感设备，由于施工工地现场的灰尘极大，若长期身处于这样的恶劣环境中很可能会对施工人员的身体健康造成影响，因此所述灰尘传感设备用于监测施工工地现场当前的灰尘值、检查灰尘是否超标，将灰尘数据发送至所述网关平台。
此外，所述终端节点还可以包括一些其他的、符合通讯协议的设备，这些设备都可以接入到网关平台中，然后进行统一的管理。
本发明还揭示了一种基于物联网的工地数据整合方法，包括如下步骤：
S1、在施工工地现场内的各监测区域内设置终端节点，采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互。
所述采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互，具体包括：所述终端节点采集施工工地现场内的各类数据信息，将数据信息打包、形成数据发送帧，随后上传所述数据发送帧给所述网关平台。
所述数据发送帧的格式如下，
帧头 地址 功能码 数据长度 命令/数据 crc校验
2 2 1 2 2
即，起始为两字节的帧头，随后按序依次为两字节的地址、一字节的功能码、两字节的数据长度以及具体的命令或数据内容，最后为两字节的CRC校验位。
S2、设置网关平台、使所述网关平台与所述终端节点通信连接，接收来自所述终端节点的数据信息并完成应答，再将所接收的数据信息进行打包、形成通讯报文后上传。
所述终端节点与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过LoRa协议连接或通过RS485协议连接或通过Zigbee网络连接。
所述接收来自所述终端节点的数据信息并完成应答，具体包括：所述网关平台接收并解析来自所述终端节点的数据发送帧，随后生成数据应答帧并将所述数据应答帧反馈给所述终端节点。
所述数据应答帧的格式如下，
帧头 地址 功能码 数据长度 数据 crc校验
2 2 1 2 2
即，起始为两字节的帧头，随后按序依次为两字节的地址、一字节的功能码、两字节的数据长度以及具体的数据内容，最后为两字节的CRC校验位。
S3、设置云服务器、使所述云服务器与所述网关平台通信连接，接收来自所述网关平台的通讯报文并完成报文解析，最终生成施工工地现场内的实时状况供工地项目管理人员查阅。
所述网关平台与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过以太网连接或通过4G连接。
S4、设置移动数据端、使所述移动数据端分别与所述网关平台及所述云服务器通信连接，对所述网关平台进行参数设置，并与所述云服务器实现数据交互；所述移动数据端与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过蓝牙连接；所述移动数据端与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过4G连接。
所述通讯报文由包头、正文及包尾三部分组成，格式如下，
具体为，所述包头部分的格式起始为两字节的帧头，随后按序依次为两字节的帧序号、一字节的命令类型、两字节的报文长度、六字节的发报时间以及四字节的网管地址；
所述正文部分的格式按序依次为四字节的终端节点地址以及正文数据信息，所述正文数据信息至少包括四字节的经度、四字节的纬度、四字节的灌注高度、四字节的噪声值以及四字节的灰尘值；
所述包尾部分的格式按序依次为两字节的帧尾以及两字节的CRC校验位。
与上述***结构相对应的，所述终端节点至少包括：
GPS定位设备，用于记录施工工地现场的位置，将施工工地现场的经纬度发送至所述网关平台；
混凝土灌注高度监测设备，用于监测混凝土灌注过程中混凝土的实时高度，将灌注高度数据发送至所述网关平台；
噪声传感设备，用于监测施工工地现场当前的噪声值，将噪声数据发送至所述网关平台；
灰尘传感设备，用于监测施工工地现场当前的灰尘值，将灰尘数据发送至所述网关平台。
同样的，所述终端节点还可以包括一些其他的、符合通讯协议的设备，这些设备都可以接入到网关平台中，然后进行统一的管理。
本发明通过一种集成化、网络化的方式完成了建筑工地内各类设备间的互通互联，实现了各类设备间的数据共享，使得全部数据能够被统一管理、再统一上传，最大程度上为工地项目管理人员的实时操作提供了便利。
同时，本发明的***及方法的设备兼容性很高，对于各类符合通讯协议的设备，均可以接入到***平台中进行统一管理，从而进一步地丰富了工地数据整合***的功能、提升了工地数据整合***的使用价值。
此外，本发明也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于其他与数据整合处理***相关的技术方案中，具有十分广阔的应用前景。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种基于物联网的工地数据整合***，其特征在于，包括：
终端节点，设置于施工工地现场内的各监测区域内，用于采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互；
网关平台，与所述终端节点通信连接，用于接收来自所述终端节点的数据信息并完成应答，再将所接收的数据信息进行打包、形成通讯报文后上传；
云服务器，与所述网关平台通信连接，用于接收来自所述网关平台的通讯报文并完成报文解析，最终生成施工工地现场内的实时状况供工地项目管理人员查阅；
移动数据端，分别与所述网关平台及所述云服务器通信连接，用于对所述网关平台进行参数设置，并与所述云服务器实现数据交互。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的工地数据整合***，其特征在于，所述终端节点至少包括：
GPS定位设备，用于记录施工工地现场的位置，将施工工地现场的经纬度数据发送至所述网关平台；
混凝土灌注高度监测设备，用于监测混凝土灌注过程中混凝土的实时高度，将灌注高度数据发送至所述网关平台；
噪声传感设备，用于监测施工工地现场当前的噪声值，将噪声数据发送至所述网关平台；
灰尘传感设备，用于监测施工工地现场当前的灰尘值，将灰尘数据发送至所述网关平台。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的工地数据整合***，其特征在于：所述终端节点与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过LoRa协议连接或通过RS485协议连接或通过Zigbee网络连接；
所述网关平台与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过以太网连接或通过4G连接；
所述移动数据端与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过蓝牙连接，所述移动数据端与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过4G连接。
4.一种基于物联网的工地数据整合方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在施工工地现场内的各监测区域内设置终端节点，采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互；
S2、设置网关平台、使所述网关平台与所述终端节点通信连接，接收来自所述终端节点的数据信息并完成应答，再将所接收的数据信息进行打包、形成通讯报文后上传；
S3、设置云服务器、使所述云服务器与所述网关平台通信连接，接收来自所述网关平台的通讯报文并完成报文解析，最终生成施工工地现场内的实时状况供工地项目管理人员查阅；
S4、设置移动数据端、使所述移动数据端分别与所述网关平台及所述云服务器通信连接，对所述网关平台进行参数设置，并与所述云服务器实现数据交互。
5.根据权利要求4所述的基于物联网的工地数据整合方法，其特征在于，所述终端节点至少包括：
GPS定位设备，用于记录施工工地现场的位置，将施工工地现场的经纬度发送至所述网关平台；
混凝土灌注高度监测设备，用于监测混凝土灌注过程中混凝土的实时高度，将灌注高度数据发送至所述网关平台；
噪声传感设备，用于监测施工工地现场当前的噪声值，将噪声数据发送至所述网关平台；
灰尘传感设备，用于监测施工工地现场当前的灰尘值，将灰尘数据发送至所述网关平台。
6.根据权利要求4所述的基于物联网的工地数据整合方法，其特征在于：S2中所述终端节点与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过LoRa协议连接或通过RS485协议连接或通过Zigbee网络连接；
S3中所述网关平台与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过以太网连接或通过4G连接；
S4中所述移动数据端与所述网关平台二者之间的通信连接方式为通过蓝牙连接，S4中所述移动数据端与所述云服务器二者之间的通信连接方式为通过4G连接。
7.根据权利要求4所述的基于物联网的工地数据整合方法，其特征在于，S1中所述采集施工工地现场内的各类数据信息并实现数据交互，具体包括：所述终端节点采集施工工地现场内的各类数据信息，将数据信息打包、形成数据发送帧，随后上传所述数据发送帧给所述网关平台；
所述数据发送帧的格式起始为两字节的帧头，随后按序依次为两字节的地址、一字节的功能码、两字节的数据长度以及具体的命令或数据内容，最后为两字节的CRC校验位。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的工地数据整合方法，其特征在于，S2中所述接收来自所述终端节点的数据信息并完成应答，具体包括：所述网关平台接收并解析来自所述终端节点的数据发送帧，随后生成数据应答帧并将所述数据应答帧反馈给所述终端节点；
所述数据应答帧的格式起始为两字节的帧头，随后按序依次为两字节的地址、一字节的功能码、两字节的数据长度以及具体的数据内容，最后为两字节的CRC校验位。
9.根据权利要求4所述的基于物联网的工地数据整合方法，其特征在于：所述通讯报文由包头、正文及包尾三部分组成；
所述包头部分的格式起始为两字节的帧头，随后按序依次为两字节的帧序号、一字节的命令类型、两字节的报文长度、六字节的发报时间以及四字节的网管地址；
所述正文部分的格式按序依次为四字节的终端节点地址以及正文数据信息，所述正文数据信息至少包括四字节的经度、四字节的纬度、四字节的灌注高度、四字节的噪声值以及四字节的灰尘值；
所述包尾部分的格式按序依次为两字节的帧尾以及两字节的CRC校验位。
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