CN113526355A - 一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警*** - Google Patents

一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，涉及起重机工作区域人员防碰撞预警技术领域，具体为一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，包括桁架上的控制器内设有电路板，所述控制器的电路板上集成设有中央处理芯片、RFID读写器、红外距离传感器、距离对比模块、储存模块和PLC控制器，所述手环内的电路板上设有GPS定位模块和RFID电子标签。本发明中，RFID读写器与RFID电子标签的距离代表了行车与人之间的距离，以及RFID读写器的安全覆盖区域可分为预警距离R1和危险距离R2，当人和行车之间的距离小于预警距离R的时候将会触发语音报警器发出语音预警，当人和行车距离小于危险距离R的时候行车停止运行，同时摄像头会进行抓拍当前的场景。

Description

一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***
技术领域
本发明涉及起重机工作区域人员防碰撞预警技术领域，具体为一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***。
背景技术
在生产过程中，起重机作为必不可少的设备，由于使用频繁，现场环境复杂极易造成人身事故。行车吊运重物时，当另一不用钩头挂在吊索的小圈上时，因钩头粗不容易插牢在圈环内，在操作和振动、摆动时，由于离心惯性力的作用，而引起钩头脱出坠落伤人，由于某种原因，物体突然坠落，将地面的人员砸伤或砸死，这种事故一般是惨痛的，因为坠落的重物一般都是击中人的头部(立姿)或腰部(蹲姿)。在有行车的厂房，由于生产噪声的掩盖，地面人员往往听不到指挥信号或思想麻痹，不能迅速避让，因而导致物体坠落伤人。当起吊散装金属物体或工件时，若没有捆扎牢固，吊运或搬运过程中零星小件会脱落坠下，极易碰伤人。斜拉工件也可能发生较大事故，它与竖直起吊比较，斜拉物体时绳上的张力，一部分拉力分解到竖直方向提升物体，另一部分拉力分解到水平方向拉动物体。这样，绳上的负荷变化较大，在起吊同样重的物体时，绳上的张力加大了，增加了危险性。物体沿水平方向移动会产生突然摆动、振动，或造成撞击和断绳甚至翻车事故，特别是突然拉断了的钢绳会在较大范围内晃动伤人。设备带病运转，不仅缩短了起重设备的使用寿命或修理周期，更为严重的是设备在带病运转过程中，可以导致发生许多设备和人身事故。针对以上举例，研发一款人车防撞***显得非常有必要。
蓝牙定位的方式基于RSSI（接收信号强度指示）和基于定位指纹，或者两者结合。基于距离最大的问题在于，室内环境复杂，而蓝牙作为2.4GHZ高频信号，会受到很大的干扰。加上室内的各种反射折射，手机所获取的RSSI值并没有太大的参考价值；而与此同时，为了提高定位精度，就不得不对RSSI值进行多次获取来平滑结果，这就意味着时延的增加。目前，市场上主流的蓝牙定位精度是70%的地段在2米以内，部分公司可以做到90%的地段在2米以内。目前市场上主流的蓝牙定位技术都是基于三角定位算法，通过获取周围蓝牙基站的信号强度，再通过其他的一些辅助方法比如加权平均算法，时间加权算法，惯性导航算法，卡尔曼滤波算法，高斯滤波算法等来计算出当前位置。
蓝牙定位需要部署蓝牙的信标，因此需要建设蓝牙的网络，相比之下网络建设的成本，网络维护的成本要增加不少。在定位精度上，和蓝牙信标的密度相关，精度1-5米左右。蓝牙***的稳定性跟不上，在复杂的环境下很容易被干扰，特别是声音、其他信号，还有蓝牙设备的价格也很高的缺点，故此，提供一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，解决了上述背景技术中提出现有的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，包括桁架上的控制器内设有电路板，所述控制器的电路板上集成设有中央处理芯片、RFID读写器、红外距离传感器、距离对比模块、储存模块和PLC控制器，所述手环内的电路板上设有GPS定位模块和RFID电子标签，所述RFID电子标签利用电磁感应原理与RFID读写器实现数据传输，所述RFID读写器射频识别手环内RFID电子标签的位置，所述RFID读写器的输出端电连接有中央处理芯片，所述中央处理芯片的输出端还电连接有语音报警器、显示屏和提示灯。
可选的，所述GPS定位模块的输出端电连接有中央处理芯片，所述GPS定位模块采用北斗导航***用于确定手环位置。
可选的，所述红外距离传感器的输出端电连接有距离对比模块，所述距离对比模块的输出端电连接有中央处理芯片，所述中央处理芯片的输入端连接有储存模块。
可选的，所述中央处理芯片的输出端电连接有PLC控制器，所述PLC控制器的输出端电连接有制动模块，所述制动模块内设有与制动模块电连接的紧急制动模块，以及制动模块和紧急制动模块均与起重机的制动器相连接。
可选的，所述桁架上还设有与控制器同侧安装的语音报警器，以及摄像头，所述中央处理芯片通过API接口与摄像头实现数据传输，所述摄像头通过螺栓固定在桁架上，用于抓拍当前的场景。
可选的，所述中央处理芯片的输出端还电连接有数据传输模块，所述数据传输模块的输出端电连接有本地主机。
可选的，所述RFID读写器的安全覆盖区域可分为预警距离R和危险距离R。
本发明提供了一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，具备以下有益效果：
1、该用于起重机工作区域人员防碰撞预警***中，RFID读写器与RFID电子标签的距离代表了行车与人之间的距离，以及RFID读写器的安全覆盖区域可分为预警距离R1和危险距离R2，当人和行车之间的距离小于预警距离R的时候将会触发语音报警器发出语音预警，当人和行车距离小于危险距离R的时候行车停止运行，同时摄像头会进行抓拍当前的场景。
2、该用于起重机工作区域人员防碰撞预警***设置的GPS定位模块可借助北斗导航***在显示屏上确定手环的位置，以及配合红外距离传感器检测手环与桁架之间的距离，通过距离对比模块对比储存模块内储存的安全距离，并校准GPS定位模块的定位精度，从而能够有效的提高安全程度。
3、该用于起重机工作区域人员防碰撞预警***中，手环进入预警距离R时，制动模块采用类似“点刹”的方式进行制动，手环进入危险距离R时，制动模块内的紧急制动模块对制动器完全制动。
4、该用于起重机工作区域人员防碰撞预警***设置的读写器与标签被安装或佩戴在行车或人员上，读写器与标签的距离代表了行车与人之间的距离，当距离小于设定的最小值，与读写器连接的报警器、标签均将发出报警实时提醒，防止行车与人之间发生碰撞；可以有效的降低起重机安全事故，减少人员事故的发生。
5、该用于起重机工作区域人员防碰撞预警***可以有效的降低起重机安全事故，减少人员事故的发生；***不受粉尘影响，使用过程中只要设备不坏就不用维护，并具备自我诊断功能，***发生故障时自动报警。
附图说明
图1为本发明的分布结构示意图；
图2为本发明的***结构示意图。
图中：1、中央处理芯片；2、GPS定位模块；3、RFID电子标签；4、RFID读写器；5、红外距离传感器；6、距离对比模块；7、储存模块；8、PLC控制器；9、制动模块；10、紧急制动模块；11、语音报警器；12、显示屏；13、提示灯；14、数据传输模块；15、本地主机；16、摄像头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图2，本发明提供一种技术方案：一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，包括桁架上的控制器内设有电路板，控制器的电路板上集成设有中央处理芯片1、RFID读写器4、红外距离传感器5、距离对比模块6、储存模块7和PLC控制器8，手环内的电路板上设有GPS定位模块2和RFID电子标签3，RFID电子标签3利用电磁感应原理与RFID读写器4实现数据传输，RFID读写器4射频识别手环内RFID电子标签3的位置，RFID读写器4的输出端电连接有中央处理芯片1，中央处理芯片1的输出端还电连接有语音报警器11、显示屏12和提示灯13，桁架上还设有与控制器同侧安装的语音报警器11，以及摄像头16，中央处理芯片1通过API接口与摄像头16实现数据传输，摄像头16通过螺栓固定在桁架上，用于抓拍当前的场景，可将手环被安装或佩戴在行车或人员上，RFID读写器4与RFID电子标签3的距离代表了行车与人之间的距离，以及RFID读写器4的安全覆盖区域可分为预警距离R1和危险距离R2，当人和行车之间的距离小于预警距离R1的时候将会触发语音报警器11发出语音预警，当人和行车距离小于危险距离R2的时候行车停止运行，同时摄像头16会进行抓拍当前的场景；
中央处理芯片1的输出端还电连接有数据传输模块14，数据传输模块14的输出端电连接有本地主机15，中央处理芯片1将检测距离以及抓拍的场景通过数据传输模块14传输至本地主机15，可实现远程监测。
如附图2所示，一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，GPS定位模块2的输出端电连接有中央处理芯片1，GPS定位模块2采用北斗导航***用于确定手环位置，红外距离传感器5的输出端电连接有距离对比模块6，距离对比模块6的输出端电连接有中央处理芯片1，中央处理芯片1的输入端连接有储存模块7，GPS定位模块2可借助北斗导航***在显示屏12上确定手环的位置，以及配合红外距离传感器5检测手环与桁架之间的距离，通过距离对比模块6对比储存模块7内储存的安全距离，并校准GPS定位模块2的定位精度，从而能够有效的提高安全程度。
可选的，中央处理芯片1的输出端电连接有PLC控制器8，PLC控制器8的输出端电连接有制动模块9，制动模块9内设有与制动模块9电连接的紧急制动模块10，以及制动模块9和紧急制动模块10均与起重机的制动器相连接，手环进入预警距离R1时，制动模块9采用类似“点刹”的方式进行制动，手环进入危险距离R2时，制动模块9内的紧急制动模块10对制动器完全制动。
综上，该用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，使用时，首先，可将手环被安装或佩戴在行车或人员上，RFID读写器4与RFID电子标签3的距离代表了行车与人之间的距离，以及RFID读写器4的安全覆盖区域可分为预警距离R1和危险距离R2，当人和行车之间的距离小于预警距离R1的时候将会触发语音报警器11发出语音预警，当人和行车距离小于危险距离R2的时候行车停止运行，同时摄像头16会进行抓拍当前的场景，接着，GPS定位模块2可借助北斗导航***在显示屏12上确定手环的位置，以及配合红外距离传感器5检测手环与桁架之间的距离，通过距离对比模块6对比储存模块7内储存的安全距离，并校准GPS定位模块2的定位精度，从而能够有效的提高安全程度；
然后，手环进入预警距离R1时，制动模块9采用类似“点刹”的方式进行制动，手环进入危险距离R2时，制动模块9内的紧急制动模块10对制动器完全制动，接着，中央处理芯片1将检测距离以及抓拍的场景通过数据传输模块14传输至本地主机15，可实现远程监测。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，包括桁架上的控制器内设有电路板，所述控制器的电路板上集成设有中央处理芯片（1）、RFID读写器（4）、红外距离传感器（5）、距离对比模块（6）、储存模块（7）和PLC控制器（8），所述手环内的电路板上设有GPS定位模块（2）和RFID电子标签（3），其特征在于：所述RFID电子标签（3）利用电磁感应原理与RFID读写器（4）实现数据传输，所述RFID读写器（4）射频识别手环内RFID电子标签（3）的位置，所述RFID读写器（4）的输出端电连接有中央处理芯片（1），所述中央处理芯片（1）的输出端还电连接有语音报警器（11）、显示屏（12）和提示灯（13）。
2.根据权利要求1所述的一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，其特征在于：所述GPS定位模块（2）的输出端电连接有中央处理芯片（1），所述GPS定位模块（2）采用北斗导航***用于确定手环位置。
3.根据权利要求1所述的一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，其特征在于：所述红外距离传感器（5）的输出端电连接有距离对比模块（6），所述距离对比模块（6）的输出端电连接有中央处理芯片（1），所述中央处理芯片（1）的输入端连接有储存模块（7）。
4.根据权利要求1所述的一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，其特征在于：所述中央处理芯片（1）的输出端电连接有PLC控制器（8），所述PLC控制器（8）的输出端电连接有制动模块（9），所述制动模块（9）内设有与制动模块（9）电连接的紧急制动模块（10），以及制动模块（9）和紧急制动模块（10）均与起重机的制动器相连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，其特征在于：所述桁架上还设有与控制器同侧安装的语音报警器（11），以及摄像头（16），所述中央处理芯片（1）通过API接口与摄像头（16）实现数据传输，所述摄像头（16）通过螺栓固定在桁架上，用于抓拍当前的场景。
6.根据权利要求1所述的一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，其特征在于：所述中央处理芯片（1）的输出端还电连接有数据传输模块（14），所述数据传输模块（14）的输出端电连接有本地主机（15）。
7.根据权利要求1所述的一种用于起重机工作区域人员防碰撞预警***，其特征在于：所述RFID读写器（4）的安全覆盖区域可分为预警距离R1和危险距离R2。
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