CN113970356A - 一种在智慧工地使用的设备物资监测*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在智慧工地使用的设备物资监测***，其包括安装在工地设备物资上的设备物资监测装置(1)、云服务器(2)和移动终端(3)，设备物资监测装置(1)用于监测工地设备物资的位置信息、运动状态信息和工作状态信息并将其发送给云服务器(2)，云服务器(2)基于工地设备物资的位置信息实现工地设备物资的定位和移动轨迹记录，从而实现对所述工地设备物资的监管，并基于运动状态信息和工作状态信息实现对工地设备物资使用情况的监测，移动终端(3)通过访问云服务器(2)能够查看工地设备物资的监管信息和监测信息。其能有效解决建筑工地监管不到位的问题，大大提高施工企业的工作效率和管理力度。
Description
技术领域
本发明属于建筑技术领域，涉及一种设备物资监测***，具体涉及一种在智慧工地使用的设备物资监测***。
背景技术
中国是建筑大国，建筑业在我国是一个传统的产业，是我国国民经济的重要物质生产部门和支柱产业之一。由于生产管理方式粗放，现场人、机等管理手段落后等问题普遍存在。如何加强施工现场安全管理、降低事故发生频率、杜绝各种违规操作和减少施工设备闲置成为急需解决的问题。在此背景下，伴随着技术的不断发展，信息化手段、移动技术及工具在工程施工阶段的应用不断提升，智慧工地建设应运而生。
我国建筑从业人员众多、工地数量多、施工地方分散，导致建筑施工现场生产作业环境复杂，施工现场管理难，监管难度大等。同时，由于监管部门人员精力有限，人工统计效率低下，无法全方位检查、监管，施工设备得不到有效监管、合理利用，不仅造成资源浪费，还可能对施工进度造成影响。
因此，鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种适于在智慧工地使用的设备物资监测***。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种在智慧工地使用的设备物资监测***，其能有效解决建筑工地监管不到位的问题，大大提高施工企业的工作效率和管理力度。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种在智慧工地使用的设备物资监测***，其包括安装在工地设备物资上的设备物资监测装置、云服务器和移动终端，其特征在于，所述设备物资监测装置用于监测所述工地设备物资的位置信息、运动状态信息和工作状态信息并将其发送给所述云服务器，所述云服务器基于所述工地设备物资的位置信息实现所述工地设备物资的定位和移动轨迹记录，从而实现对所述工地设备物资的监管，并基于所述运动状态信息和工作状态信息实现对所述工地设备物资使用情况的监测，所述移动终端通过访问所述云服务器能够查看所述工地设备物资的监管信息和监测信息。
优选地，其中，所述设备物资监测装置包括主控MCU以及与所述主控MCU相连的无线广域通讯模块、设备物资状态监测模块和定位模块，所述定位模块用于采集所述工地设备物资的位置信息，所述设备物资状态监测模块用于采集所述工地设备物资的运动状态信息和工作状态信息，所述主控MCU负责所述设备物资监测装置的运行逻辑以及所述定位模块和设备物资状态监测模块的数据采集及处理，并将处理后的信息通过所述无线广域通讯模块周期性地向所述云服务器上报。
优选地，其中，所述设备物资监测装置还包括与所述主控MCU相连的高度辅助检测模块，所述高度辅助检测模块用于获取所述工地设备物资所在的海拔高度信息。
优选地，其中，所述设备物资监测装置还包括与所述主控MCU相连的供电模块，所述供电模块用于给所述设备物资监测装置供电。
优选地，其中，所述设备物资监测装置还包括与所述主控MCU相连的低功耗蓝牙模块，所述低功耗蓝牙模块一方面用于收集所述设备物资监测装置周围的低功耗蓝牙传感器数据，另一方面用于与所述移动终端连接，使得所述移动终端能够对所述设备物资监测装置进行工作参数配置。
优选地，其中，所述无线广域通讯模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块、NB-IoT通信模块或LTE-M通讯模块中的一种或多种。
优选地，其中，所述设备物资状态检测模块包括电流互感器和加速度传感器，所述电流互感器和加速度传感器与所述主控MCU通过硬件通讯接口连接，所述电流互感器安装在所述工地设备物资的供电线上，用于检测其工作电流变化，并通过监测所述工作电流变化获得所述工地设备物资的开/关机工作状态以及所述工地设备物资的工作状态是否异常；所述加速度传感器用于感知所述工地设备物资的加速度变化并将其输送给所述主控MCU，由所述主控MCU转化后分析出所述工地设备物资的运动状态。
优选地，其中，所述定位模块包括全球卫星定位***模块、Wifi定位模块和低功耗蓝牙定位模块。
优选地，其中，所述高度辅助检测模块包括气压传感器，所述气压传感器与所述主控MCU通过硬件通讯接口连接，所述气压传感器用来测量所述工地设备物资周围的气体压强并将其输送给所述主控MCU，由所述主控MCU转换后得到所述工地设备物资所在的海拔高度信息。
优选地，其中，所述供电模块包括外部供电电源接口和内部充电电池。
与现有技术相比，本发明的在智慧工地使用的设备物资监测***具有如下有益技术效果中的一者或多者：
1、其采用的设备物资监测装置体积小，便于安装固定。
2、其采用的设备物资监测装置采用模块化设计，独立工作运行，不需要改变原有工地设备物资的结构或工作方式。
3、其可以在广域范围内(可选的2G/3G/4G/5G、NB-IoT、LTE-M等通讯模块)对工地设备物资进行监测，能够满足智慧工地中各种场景的应用需求。
4、其能够有效获取工地设备物资的位置信息，实现工地设备物资的定位、移动轨迹记录，方便工地设备物资的追踪管理。
5、其能够有效获取工地设备物资的工作状态信息和运动状态信息，并结合云服务器进行数据统计，能够提高工地设备物资的利用率。
6、其能够实现24小时监管、自动上报数据、自动统计，从而能够提高管理效率。
附图说明
图1是本发明的在智慧工地使用的设备物资监测***的构成示意图。
图2是本发明的在智慧工地使用的设备物资监测***的设备物资监测装置的构成示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
本发明涉及一种在智慧工地使用的设备物资监测***，其能够充分利用物联网、大数据等信息技术，有效改变传统建筑施工的现状，颠覆现有的传统施工现场管理模式。通过在施工场地内布置设备物资监测装置，对塔吊、升降设备等进行数字化管理，可以24小时实时监控，周期性上报设备物资状态数据到云服务器，并对上报的数据进行统计，比人工统计更加准确、高效，有效解决建筑工地监管不到位的问题，大大提高施工企业的工作效率和管理力度，让工地可视化、数字化、智能化。
图1示出了本发明的在智慧工地使用的设备物资监测***的构成示意图。如图1所示，本发明的在智慧工地使用的设备物资监测***包括安装在工地设备物资上的设备物资监测装置1、云服务器2和移动终端3。
其中，所述设备物资监测装置1可以安装在塔吊、升降设备等工地设备物资上，用以监测所述工地设备物资的位置信息、运动状态信息和工作状态信息并将其发送给所述云服务器2。
所述云服务器2可以基于所述工地设备物资的位置信息实现所述工地设备物资的定位和移动轨迹记录，从而实现对所述工地设备物资的监管。例如工程启动后，工地设备物资是否按时安装到位，以及工地设备物资的去向等。
并且，所述云服务器2还可以基于所述工地设备物资的运动状态信息和工作状态信息实现对所述工地设备物资使用情况的监测。例如，利用工地设备物资在工作状态下会发生运动状态变化、工作状态变化的原理，可以基于所述工地设备物资的运动状态信息和工作状态信息实现对工地设备物资的使用情况的监测，并通过所述云服务器2统计工地设备物资的使用时间，从而可以更高效地使用工地设备物资，避免工地设备物资长时间空闲而导致资源浪费。
所述移动终端3通过访问所述云服务器2能够查看所述工地设备物资的监管信息和监测信息，从而使得其使用和查看非常方便和快捷。
所述设备物资监测装置1是所述在智慧工地使用的设备物资监测***的核心功能模块。如图2所示，所述设备物资监测装置1包括主控MCU以及与所述主控MCU相连的无线广域通讯模块、设备物资状态监测模块和定位模块。
其中，所述主控MCU负责所述设备物资监测装置1的运行逻辑以及各个模块的数据采集及处理，并将各个模块采集和处理后的信息通过所述无线广域通讯模块周期性地向所述云服务器2上报。
所述无线广域通讯模块是所述主控MCU和云服务器2之间数据交互的通道，所有需要上报所述云服务器2的数据都是通过所述无线广域通讯模块传递的。
在本发明中，优选地，所述无线广域通讯模块可以是2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块、NB-IoT通信模块或LTE-M通讯模块。由此，可以满足各种场景的应用需求。
所述定位模块可以采集所述工地设备物资的位置信息，并通过所述无线广域通讯模块将所述位置信息周期性地上报到所述云服务器2。所述云服务器2可以对上报的位置信息进行计算分析，进而实现工地设备物资的定位、移动轨迹记录等，从而能够对工地设备物资起到很好的监管作用。比如工程启动后，工地设备物资是否按时安装到位，及工地设备物资的去向等。
优选地，所述定位模块包括全球卫星定位***模块、Wifi定位模块和低功耗蓝牙定位模块。由此，可以根据使用场景在三种定位方式之间进行切换。三种定位方式互为补充，很好的解决了室内、室外不同应用场景的需要。
其中，所述全球卫星定位***模块支持GPS、BDS、GLONASS、GALILEO等多种卫星导航***，通过所述全球卫星定位***模块可以获取工地设备物资的海拔高度、经纬度、方向、速度等信息。
在室内、建筑物密集或者信号有遮挡的地方没有卫星信号，可以开启所述Wifi定位模块，通过获取周围Wifi网络信标的位置进行定位。
在室内，没有Wifi信号覆盖的区域，通过可以通过所述低功耗蓝牙定位模块扫描周围预先布置的低功耗蓝牙信标进行定位。
所述设备物资状态监测模块用于采集所述工地设备物资的运动状态信息和工作状态信息。
工地设备物资在工作时会发生位置移动，或者是发生从停止到运动状态的改变。如果工地设备物资工作时不会发生运动状态改变，可以通过监测工地设备物资开机时电流等参数的变化，实现对工地设备物资的开/关机或工作是否异常的状态监测，这些都可以作为工地设备物资的工作状态数据。
在本发明中，优选地，所述设备物资状态检测模块包括电流互感器和加速度传感器。所述电流互感器和加速度传感器与所述主控MCU通过硬件通讯接口连接。
其中，所述电流互感器安装在所述工地设备物资的供电线上，依据电磁感应原理，用于检测其工作电流变化，并通过监测所述工作电流变化获得所述工地设备物资的开/关机工作状态以及所述工地设备物资的工作状态是否异常。
所述加速度传感器用于感知所述工地设备物资的加速度变化并将其输送给所述主控MCU，由所述主控MCU转化后分析出所述工地设备物资的运动状态，比如位置移动、从停止到运动状态的改变，从而获取工地设备物资的运动状态信息。
在本发明中，优选地，所述设备物资监测装置1还包括与所述主控MCU相连的高度辅助检测模块。所述高度辅助检测模块用于获取所述工地设备物资所处的海拔高度信息。
在本发明中，所述高度辅助检测模块主要用于没有卫星信号的场景。其中，所述高度辅助检测模块可以包括气压传感器。所述气压传感器与所述主控MCU通过硬件通讯接口连接。所述气压传感器用来测量所述工地设备物资周围的气体压强并将其输送给所述主控MCU，由所述主控MCU转换后得到所述工地设备物资所在的海拔高度信息。由此，可以满足对高度参数有需要的应用场景。
此外，所述设备物资监测装置1还包括与所述主控MCU相连的低功耗蓝牙模块。
所述低功耗蓝牙模块用于收集所述设备物资监测装置1周围的低功耗蓝牙传感器数据，由此可以获得周围具有蓝牙传输功能的设备的相关数据和信息。采用低功耗蓝牙技术的好处在于可以根据应用场景增/减传感器数量和种类，免除布线的麻烦，且数据传输方式稳定、可靠，方便根据应用场景拓展功能。
所述低功耗蓝牙模块还用于与所述移动终端3连接，使得所述移动终端3能够对所述设备物资监测装置1进行工作参数配置，从而能够灵活地适配多种应用场景。
优选地，所述低功耗蓝牙模块和主控MCU可以选择一个带低功耗蓝牙和处理器的SoC单元代替。这样，其集成化更高，能够实现更小体积和最优功耗。
最后，在本发明中，所述设备物资监测装置1还包括与所述主控MCU相连的供电模块。所述供电模块用于给所述设备物资监测装置1供电。
优选地，所述供电模块包括外部供电电源接口和内部充电电池。这样，可以采用外部供电和内部充电电池两种供电方式。
在有外部供电的条件下，可采用外部供电，同时给内部充电电池充电。当没有外部供电条件或外部供电故障时，由内部充电电池给所述设备物资监测装置1供电，保证其正常工作，避免数据不能及时上报。
在本发明中，所述设备物资监测装置1在设置好工作参数后，就可以稳定运行，无需人为干预，自动上报工地设备物资的位置、工作状态和运动状态信息到所述云服务器2。所述云服务器2计算分析后得到相关的信息数据，进而实现工作状态、工作时间统计、位置标记、移动轨迹记录等功能，大大提高管理效率及设备使用率。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种在智慧工地使用的设备物资监测***，其包括安装在工地设备物资上的设备物资监测装置(1)、云服务器(2)和移动终端(3)，其特征在于，所述设备物资监测装置(1)用于监测所述工地设备物资的位置信息、运动状态信息和工作状态信息并将其发送给所述云服务器(2)，所述云服务器(2)基于所述工地设备物资的位置信息实现所述工地设备物资的定位和移动轨迹记录，从而实现对所述工地设备物资的监管，并基于所述运动状态信息和工作状态信息实现对所述工地设备物资使用情况的监测，所述移动终端(3)通过访问所述云服务器(2)能够查看所述工地设备物资的监管信息和监测信息。
2.根据权利要求1所述的在智慧工地使用的设备物资监测***，其特征在于，所述设备物资监测装置(1)包括主控MCU以及与所述主控MCU相连的无线广域通讯模块、设备物资状态监测模块和定位模块，所述定位模块用于采集所述工地设备物资的位置信息，所述设备物资状态监测模块用于采集所述工地设备物资的运动状态信息和工作状态信息，所述主控MCU负责所述设备物资监测装置(1)的运行逻辑以及所述定位模块和设备物资状态监测模块的数据采集及处理，并将处理后的信息通过所述无线广域通讯模块周期性地向所述云服务器(2)上报。
3.根据权利要求2所述的在智慧工地使用的设备物资监测***，其特征在于，所述设备物资监测装置(1)还包括与所述主控MCU相连的高度辅助检测模块，所述高度辅助检测模块用于获取所述工地设备物资所处的海拔高度信息。
4.根据权利要求3所述的在智慧工地使用的设备物资监测***，其特征在于，所述设备物资监测装置(1)还包括与所述主控MCU相连的供电模块，所述供电模块用于给所述设备物资监测装置(1)供电。
5.根据权利要求4所述的在智慧工地使用的设备物资监测***，其特征在于，所述设备物资监测装置(1)还包括与所述主控MCU相连的低功耗蓝牙模块，所述低功耗蓝牙模块一方面用于收集所述设备物资监测装置(1)周围的低功耗蓝牙传感器数据，另一方面用于与所述移动终端(3)连接，使得所述移动终端(3)能够对所述设备物资监测装置(1)进行工作参数配置。
6.根据权利要求2所述的在智慧工地使用的设备物资监测***，其特征在于，所述无线广域通讯模块为2G通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块、NB-IoT通信模块或LTE-M通讯模块中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的在智慧工地使用的设备物资监测***，其特征在于，所述设备物资状态检测模块包括电流互感器和加速度传感器，所述电流互感器和加速度传感器与所述主控MCU通过硬件通讯接口连接，所述电流互感器安装在所述工地设备物资的供电线上，用于检测其工作电流变化，并通过监测所述工作电流变化获得所述工地设备物资的开/关机工作状态以及所述工地设备物资的工作状态是否异常；所述加速度传感器用于感知所述工地设备物资的加速度变化并将其输送给所述主控MCU，由所述主控MCU转化后分析出所述工地设备物资的运动状态。
8.根据权利要求2所述的在智慧工地使用的设备物资监测***，其特征在于，所述定位模块包括全球卫星定位***模块、Wifi定位模块和低功耗蓝牙定位模块。
9.根据权利要求3所述的在智慧工地使用的设备物资监测***，其特征在于，所述高度辅助检测模块包括气压传感器，所述气压传感器与所述主控MCU通过硬件通讯接口连接，所述气压传感器用来测量所述工地设备物资周围的气体压强并将其输送给所述主控MCU，由所述主控MCU转换后得到所述工地设备物资所在的海拔高度信息。
10.根据权利要求4所述的在智慧工地使用的设备物资监测***，其特征在于，所述供电模块包括外部供电电源接口和内部充电电池。
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