[发明专利]基于物联网的起重机安全作业监控系统及其监控方法

说明书

技术领域

本发明属于物联网技术领域，涉及起重机的作业监控，为一种基于物联网的起重机安全作业监控系统及其监控方法。

背景技术

随着技术的进步和经济的发展，起重机在冶金、机械、运输、电力、建筑、采矿、化工、造船、港口等行业应用越来越广泛，起重机械违章操作和违规使用是事故主要原因，目前较多的企业对起重机安全作业监控不到位，违章操作、违章超载等现象普遍存在，虽然有较多的对起重机本身运行状态的监控，但对造成起重机最大的事故原因——违章作业的这一关键因素，以及起重机作业人员的身份识别及作业记录监控却很少，另一方面是现有的监控方式大多是单台起重机的监控，没有形成起重机安全作业监管的网络，难以解决起重机使用单位面临的监控范围大，综合管理困难的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对目前起重机安全作业管理的疏忽，结合物联网技术，提供一种起重机安全作业监控管理系统，避免起重机的违章作业。

    本发明的技术方案为：基于物联网的起重机安全作业监控系统，包括至少一个起重机作业识别终端，以及起重机作业管理系统，起重机作业识别终端由射频识别卡、射频读卡器、工业级PC、行车开关控制装置和无线发射模块组成，其中射频识别卡预先写入作业人员信息，射频读卡器识别射频识别卡内的作业人员信息，并发送给工业级PC，工业级PC发送作业信息至行车开关控制装置，行车开关控制装置与起重机的行车开关串联，控制起重机启停，同时工业级PC连接无线发射模块，将作业人员信息及记录的作业信息发送给起重机作业管理系统，起重机作业管理系统由无线接收模块和服务器组成，无线接收模块接收无线发射模块传送的作业人员信息及作业信息并传送给服务器，服务器用于查询即时的作业信息及作业人员信息，完成起重机作业的监控工作。

    上述基于物联网的起重机安全作业监控系统的监控方法，工业级PC根据接收到的作业人员信息进行身份识别，作业人员信息包括作业人员编号、作业人员姓名和作业人员权限，当作业人员信息及权限与现场作业的起重机操作相匹配时，工业级PC发出作业信息至行车开关控制装置，开启起重机电源，起重机启动；当作业人员信息及权限与现场作业的起重机操作不匹配时，工业级PC控制行车开关控制装置始终关闭起重机电源，起重机维持停止状态；每个起重机对应一个起重机作业识别终端，各起重机作业识别终端通过无线发射模块与起重机作业管理系统通讯连接，起重机作业管理系统的无线接收模块分时查询不同起重机作业识别终端的无线发射模块发送的数据并进行接收，起重机作业管理系统做为后台监控所有起重机的作业情况。

本发明针对现有技术中的以下方面做出了显著进步：

1、起重机作业现场环境干扰大。

起重机作业现场比较复杂，从大型的钢铁联合企业到现代化港口、建筑工地、铁路枢纽都有起重机在作业，起重机的作业环境较为恶劣，系统受环境干扰较大，较多的是粉尘和钢铁屏蔽的影响。

针对这些问题，本发明系统在设计中，射频识别卡采用聚氯乙稀材料所做的外壳进行封装，这样射频识别卡的高频损耗小、机械强度高、抗腐蚀性能好、防水性、密封性较好。同时本设计中选用FR4印制板作为制作射频天线的基板，板厚0.4mm，天线偶极子的图形是用传统的腐蚀方法做出，并且芯片和天线可方便的焊接。这种方法生产工艺简单，可靠性和一致性好，成本较低。

2、多台起重机集中控制及监管困难。

一般生产车间或作业现场存在多台起重机，对多台起重机实施集中监管是比较困难，多台射频读卡器的信息需要由一台服务器来统一管理。

系统设计中，对每台起重机械按照起重机的设备档案号进行编号，根据编号对每台起重机的识别卡进行了唯一性区分。系统在工作的过程中，服务器通过轮询法对多台起重机进行管理，服务器每隔3s中向管理的起重机进行呼叫，满足呼叫条件的起重机射频读卡器的无线发射模块响应，发送读卡信息，不满足呼叫条件的起重机的射频读卡器的无线发射模块则不响应。

考虑到无线发射模块的功率性能，服务器可以对2000m内的起重机实施监管，考虑无线模块的响应时间(<10ms)，服务器可以满足对范围内300台起重机的统一管理，实际上作业现场的起重机数量远低于该数目，满足了多台起重机监管的功能。

服务器将所有设备的基本信息和历次使用、检验信息全部记录，设备使用单位以及各级监管和检验人员可以随时随地根据不同的需要对设备情况进行查询。

3、起重机的作业人员资质管理困难，违规作业现象较多，事故隐患严重。