一种基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统及实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统及实现方法，所述系统包括塔吊主机、桥接装置、遥控器、监控站以及塔吊；所述塔吊主机包括无线AP发射器、主机控制器、传感器以及摄像头；所述遥控器包括用于取所述传感器和摄像头数据并发送控制指令的第一控制平板、第二控制平板；所述监控站包括无线接入模块、服务器；所述塔吊包括塔吊控制器、驾驶台以及切换开关；本发明专利技术通过无线局域网络获取高处塔吊的传感器及摄像头数据，操作人员通过遥控器远程控制塔吊，所述系统在地面还有监控站用来显示并存储传感器和摄像头数据以及控制指令数据，无需操作人员到塔吊上的驾驶室来控制塔吊，改善了塔吊操作人员工作环境，节省了人力成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塔吊施工控制
，尤其涉及的是一种基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统及实现方法。
技术介绍
塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备又名塔式起重机，以一节一节的接长（高）（简称“标准节”），用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料，塔吊是工地上一种必不可少的设备。现有技术中，塔吊操作人员必须沿着塔吊内最高达百米简易楼梯到达塔吊顶部的狭小的司机室内对塔吊进行操作。由于上下塔吊极其麻烦，操作人员工作时间长时间呆在条件恶劣的司机室，当操作人员发生意外时救援也会变得非常复杂。同时操作人员在司机室大多数情况下无法清楚看到物料转运情况只能靠指挥人员指挥，操作稍有不慎就会发生意外。而且整个操作过程需要多个操作人员互相配合才能完成，所以现有塔吊技术得操作是需要塔吊操作人员和指挥人员共同配合，耗费大量人力。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统及实现方法，旨在通过无线局域网络获取高处塔吊的传感器及摄像头数据，操作人员通过遥控器在传感器及摄像头数据的辅助下远程控制塔吊，所述系统在地面还有监控站用来显示并存储传感器和摄像头数据以及控制指令数据，无需操作人员到塔吊上的驾驶室来控制塔吊，改善了塔吊操作人员工作环境，节省了人力成本。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其中，所述基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统包括：塔吊主机、桥接装置、遥控器、监控站以及塔吊；所述塔吊主机与塔吊进行有线连接，所述遥控器和监控站与塔吊主机通过无线连接，或者当建筑物遮挡无线信号时所述遥控器和监控站与塔吊主机通过桥接装置连接；所述塔吊主机包括无线AP发射器、主机控制器、传感器以及摄像头；所述无线AP发射器用于通过与主机控制器连接采集传感器数据和摄像头数据以及接收遥控器的控制指令，所述主机控制器用于采集并通过网口发送传感器数据以及通过网口接收遥控器发来的指令，所述传感器用于采集塔吊运行状态数据，所述摄像头用于监控及辅助塔吊遥控操作；所述桥接装置将遥控器、监控站与塔吊主机连接用于桥接无线AP发射器的无线信号扩大无线局域网覆盖范围；所述遥控器包括用于取所述传感器和摄像头数据并发送控制指令的第一控制平板、第二控制平板；所述监控站包括无线接入模块、服务器；所述无线接入模块用于接入无线局域网，或者直接连接无线AP发射器或者通过桥接装置连接到无线AP发射器，所述服务器用于显示和存储传感器和摄像头数据以及控制指令；所述塔吊包括塔吊控制器、驾驶台以及切换开关；所述切换开关安装在塔吊控制器上，塔吊控制器通过切换开关与驾驶台连接用于人工控制塔吊，或者塔吊控制器通过切换开关与主机控制器连接用于无线控制塔吊。所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其中，所述无线AP发射器采用形式为无线网桥；所述主机控制器类型为PLC处理器；所述传感器包括用于采集风速信息的风速传感器，用于采集力矩信息的扭矩传感器，用于采集变幅机构幅度信息的距离传感器，用于采集吊钩高度信息的高度传感器，用于采集回转机构角度信息的角度传感器，用于采集塔机倾斜角度的倾角传感器，用于将声音信号转换成电信号的超声波传感器，用于采集压力信息的压敏传感器；所述摄像头型号为POE网络摄像头。所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其中，所述桥接装置采用点对点桥接或者点对多桥接。所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其中，所述遥控器中控制平板数量为若干个，当设置多个控制平板时，在同一时刻只能设置一个控制平板控制塔吊主机。所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其中，所述遥控器中的控制平板设置有用于识别操作人员的人脸识别和指纹识别。所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其中，所述第一控制平板和第二控制平板采用型号为平板电脑；所述无线接入模块采用无线路由器；所述服务器采用PC。一种基于无线通讯网络的无人塔吊控制实现方法，其特征在于，所述方法包括：步骤A，塔吊控制器控制切换开关连接到主机控制器；步骤B，主机控制器接收传感器采集到数据后发送到无线AP发射器，摄像头将采集到的图像数据发送到无线AP发射器；步骤C，遥控器和监控站与塔吊主机通过无线连接，或者当建筑物遮挡无线信号时通过桥接装置进行无线连接；步骤D，遥控器通过接入无线AP发射器或者桥接装置获得传感器和摄像头的数据，同时将控制指令发送到桥接装置或者无线AP发射器；步骤E，监控站接收桥接装置或者无线AP发射器发送的传感器和摄像头的数据以及控制指令的数据并显示和存储；步骤F，主机控制器通过无线AP发射器直接接收或者通过桥接装置转发的控制指令解析后按照对应指令控制塔吊工作。所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制实现方法，其中，所述主机控制器在塔吊工作时通过传感器数据实时判断塔吊状态是否正常，正常时开机工作，若塔吊异常则通过塔吊上的报警装置进行报警并安全制动。所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制实现方法，其中，遥控器中的控制平板控制塔吊操作区域包括：物料起运区，物料转运区以及物料目的区，在不同的操作区域由不同的控制平板控制，并且在同一时刻只能设置一个控制平板控制塔吊主机。所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制实现方法，其中，所述无线AP发射器用于通过与主机控制器连接采集传感器数据和摄像头数据以及接收遥控器的控制指令；所述主机控制器类型为PLC处理器，所述PLC处理器接收传感器的模拟信号，将模拟信号转换为数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在系统芯片中将数字信号编码成数据帧格式，再通过网口发送到无线AP发射器，同时所述PLC处理器通过网口从无线AP发射器接收遥控器发来的控制指令，然后PLC处理器解析所述控制指令，并对应的改变IO口状态，从而控制塔吊控制器；所述摄像头型号为POE网络摄像头，所述摄像头将模拟的视频信息转换成模拟信号后通过系统芯片采用H.265编码技术对视频信息进行压缩后，通过网口采用RTSP协议传输视频信息；所述传感器包括用于采集风速信息的风速传感器，用于采集力矩信息的扭矩传感器，用于采集变幅机构幅度信息的距离传感器，用于采集吊钩高度信息的高度传感器，用于采集回转机构角度信息的角度传感器，用于采集塔机倾斜角度的倾角传感器，用于将声音信号转换成电信号的超声波传感器，用于采集压力信息的压敏传感器。本专利技术公开了一种基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统及实现方法，所述系统包括塔吊主机、桥接装置、遥控器、监控站以及塔吊；所述塔吊主机与塔吊进行有线连接，所述遥控器和监控站与塔吊主机通过无线连接，或者当建筑物遮挡无线信号时所述遥控器和监控站与塔吊主机通过桥接装置连接；所述塔吊主机包括无线AP发射器、主机控制器、传感器以及摄像头；所述遥控器包括用于取所述传感器和摄像头数据并发送控制指令的第一控制平板、第二控制平板；所述监控站包括无线接入模块、服务器；所述塔吊包括塔吊控制器、驾驶台以及切换开关；本专利技术通过无线局域网络获取高处塔吊的传感器及摄像头数据，操作人员通过遥控器在传感器及摄像头数据的辅助下远程控制塔吊，所述系统在地面还有监控站用来显示并存储传感器和摄像头数据以及控制指令数据，无需操作人员到塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其特征在于，所述基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统包括：塔吊主机、桥接装置、遥控器、监控站以及塔吊；所述塔吊主机与塔吊进行有线连接，所述遥控器和监控站与塔吊主机通过无线连接，或者当建筑物遮挡无线信号时所述遥控器和监控站与塔吊主机通过桥接装置连接；所述塔吊主机包括无线AP发射器、主机控制器、传感器以及摄像头；所述无线AP发射器用于通过与主机控制器连接采集传感器数据和摄像头数据以及接收遥控器的控制指令，所述主机控制器用于采集并通过网口发送传感器数据以及通过网口接收遥控器发来的指令，所述传感器用于采集塔吊运行状态数据，所述摄像头用于监控及辅助塔吊遥控操作；所述桥接装置将遥控器、监控站与塔吊主机连接用于桥接无线AP发射器的无线信号扩大无线局域网覆盖范围；所述遥控器包括用于取所述传感器和摄像头数据并发送控制指令的第一控制平板、第二控制平板；所述监控站包括无线接入模块、服务器；所述无线接入模块用于接入无线局域网，或者直接连接无线AP发射器或者通过桥接装置连接到无线AP发射器，所述服务器用于显示和存储传感器和摄像头数据以及控制指令；所述塔吊包括塔吊控制器、驾驶台以及切换开关；所述切换开关安装在塔吊控制器上，塔吊控制器通过切换开关与驾驶台连接用于人工控制塔吊，或者塔吊控制器通过切换开关与主机控制器连接用于无线控制塔吊。...

【技术特征摘要】
1.一种基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其特征在于，所述基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统包括：塔吊主机、桥接装置、遥控器、监控站以及塔吊；所述塔吊主机与塔吊进行有线连接，所述遥控器和监控站与塔吊主机通过无线连接，或者当建筑物遮挡无线信号时所述遥控器和监控站与塔吊主机通过桥接装置连接；所述塔吊主机包括无线AP发射器、主机控制器、传感器以及摄像头；所述无线AP发射器用于通过与主机控制器连接采集传感器数据和摄像头数据以及接收遥控器的控制指令，所述主机控制器用于采集并通过网口发送传感器数据以及通过网口接收遥控器发来的指令，所述传感器用于采集塔吊运行状态数据，所述摄像头用于监控及辅助塔吊遥控操作；所述桥接装置将遥控器、监控站与塔吊主机连接用于桥接无线AP发射器的无线信号扩大无线局域网覆盖范围；所述遥控器包括用于取所述传感器和摄像头数据并发送控制指令的第一控制平板、第二控制平板；所述监控站包括无线接入模块、服务器；所述无线接入模块用于接入无线局域网，或者直接连接无线AP发射器或者通过桥接装置连接到无线AP发射器，所述服务器用于显示和存储传感器和摄像头数据以及控制指令；所述塔吊包括塔吊控制器、驾驶台以及切换开关；所述切换开关安装在塔吊控制器上，塔吊控制器通过切换开关与驾驶台连接用于人工控制塔吊，或者塔吊控制器通过切换开关与主机控制器连接用于无线控制塔吊。2.根据权利要求1所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其特征在于，所述无线AP发射器采用形式为无线网桥；所述主机控制器类型为PLC处理器；所述传感器包括用于采集风速信息的风速传感器，用于采集力矩信息的扭矩传感器，用于采集变幅机构幅度信息的距离传感器，用于采集吊钩高度信息的高度传感器，用于采集回转机构角度信息的角度传感器，用于采集塔机倾斜角度的倾角传感器，用于将声音信号转换成电信号的超声波传感器，用于采集压力信息的压敏传感器；所述摄像头型号为POE网络摄像头。3.根据权利要求1所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其特征在于，所述桥接装置采用点对点桥接或者点对多桥接。4.根据权利要求1所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其特征在于，所述遥控器中控制平板数量为若干个，当设置多个控制平板时，在同一时刻只能设置一个控制平板控制塔吊主机。5.根据权利要求4所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其特征在于，所述遥控器中的控制平板设置有用于识别操作人员的人脸识别和指纹识别。6.根据权利要求1所述的基于无线通讯网络的无人塔吊控制系统，其特征在于，所述第一控制平板和第二控制平板采用型号为平板电脑...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹广忠，阮松波，钟祥永，邱洪，黄苏丹，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44