施工机械智慧物联系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术提出一种施工机械智慧物联系统及其工作方法，对机械工作运行状态信息进行实时感知采集，通过装置内置网络模块及边缘物联代理装置传输到后台系统，并通过在后台系统研发业务功能，实现施工机械当前位置浏览查看、到岗到位及作业班次查看统计、历史及当前工作轨迹查看、维修保养信息浏览查看等应用。系统包含：施工机械智慧物联装置、边缘物联代理装置、施工机械物联应用功能。本发明专利技术核心目标针对施工现场机械提供物联感知手段并实现业务管理应用，具备成本低、实时性高、实用性好、物联技术与业务应用结合度高等优点特点。术与业务应用结合度高等优点特点。术与业务应用结合度高等优点特点。

【技术实现步骤摘要】
施工机械智慧物联系统及其工作方法


[0001]本专利技术涉及施工机械物联感知
，尤其涉及一种施工机械智慧物联系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]电力基建工程中，当前处于物联网信息化时代，施工现场要求实现“人、机、料、法、环、测”等六要素实时感知采集。作为施工现场重要要素“机”，施工现场需要用到挖土机、推土机、钩机等大型机械装置，目前对于这类作业机械尚无有效的物联化、信息化技术管理手段。尤其对其工作运行状态数据实时感知采集、以及感知数据结合业务开展应用研究存在较大的实际需求。同时，由于施工现场常处于郊外，网络环境恶劣，需要考虑网络条件欠佳时如何支撑感知数据采集和业务应用。
[0003]当前的管理手段主要依赖人工登记的传统方式，依赖手工记录各种作业机械进出场记录、作业班次等信息。现有技术有通过人工智能视觉分析技术识别车牌或车辆特征，但不能采集施工机械实际的工作运行状态信息，且施工现场作业机械大部分无车牌信息，采用车辆特征识别另需要进行大量采样及特征标注，同时需要增加视频监测装置和智能识别模型算法，导致成本较高，推广性不强。
[0004]现有技术少量有采用布设传感器进行感知采集状态信息，但缺少边缘物联代理装置以支持无网情况下数据本地缓存、业务脱网运行功能，同时，缺少后台系统以支撑施工机械业务上的应用结合。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术提出一种施工机械智慧物联系统及其工作方法，对机械工作运行状态信息进行实时感知采集，通过装置内置网络模块及边缘物联代理装置传输到后台系统，并通过在后台系统研发业务功能，实现施工机械当前位置浏览查看、到岗到位及作业班次查看统计、历史及当前工作轨迹查看、维修保养信息浏览查看等应用。系统包含：施工机械智慧物联装置、边缘物联代理装置、施工机械物联应用功能。本专利技术核心目标针对施工现场机械提供物联感知手段并实现业务管理应用，具备成本低、实时性高、实用性好、物联技术与业务应用结合度高等优点特点。
[0006]本专利技术具体采用以下技术方案：一种施工机械智慧物联系统，其特征在于,包括：施工机械智慧物联装置、边缘物联代理装置以及智慧物联后端系统；所述施工机械智慧物联装置配置为采集施工现场机械设备至少一种工作运行状态数据，如定位信息，并将工作运行状态数据发送至边缘物联代理装置进行处理，所述施工机械智慧物联装置包括：感知采集模块、数据传输模块和电源模块；所述施工机械智慧物联装置配置为与边缘物联代理装置进行通信连接，使边缘物联代理装置与施工机械智慧物联装置进行双向数据传输；
所述边缘物联代理装置配置为接收智慧物联后端系统下达配置参数，如：自动开关机设置、传输频率等，并将配置参数下发给施工机械智慧物联装置；接收施工现场各施工机械智慧物联装置上传工作运行状态数据，并传输给智慧物联后端系统进行信息展示及业务处理。
[0007]进一步地，所述施工机械智慧物联装置配置有至少一个感知采集模块；所述感知采集模块配置为采集施工机械至少一种工作运行状态数据，所述工作运行状态数据包括：施工机械实时位置信息、故障隐患信息、特种作业部位的角度和速度、方向及旋转位移等。
[0008]进一步地，所述数据传输模块通过远距离无线Lora、Wifi、Zigbee通信模组中的一种或多种，与边缘物联代理装置形成施工现场自组网进行实时数据传输。
[0009]进一步地，所述施工机械智慧物联装置通过在装置底部嵌入高强度磁铁，以吸附在施工机械车顶或驾驶室内，也可以根据监测部位或传感器实际安装需要，选择粘贴式或扎线捆绑式固定安装。所述电源模块采用太阳能微型蓄电池对装置进行充电，电源模块可通过光照强度和充电电量自动调节传输频率策略，以提高了装置用电续航时间。
[0010]进一步地，所述施工机械智慧物联装置包含绝缘外壳，所述感知采集模块、数据传输模块、电源模块均设置在绝缘外壳内部，绝缘外壳上设置有充电口，便于给电源模块充电，所述充电口与所述电源模块连接。
[0011]进一步地，在所述边缘物联代理装置中设置有参数管理模块、数据本地计算模块、数据本地缓存模块、容器应用、安全加密模块、上行通信模块、下行物联接入模块；以实现感知采集数据本地缓存及本地处理，当施工现场网络信号恶劣时，数据可实现有网时续传，同时支持容器化技术，将业务应用内置其容器中，无网时支持业务应用脱网运行。
[0012]所述智慧物联后端系统中设置设备绑定管理模块、进出场报审模块、施工机械当前位置查看模块、历史及当前工作轨迹浏览模块、到岗到位及作业班次统计模块、维修保养信息维护及查看模块。
[0013]进一步地，所述容器应用包括：施工机械离线应用模块；所述参数管理模块对所接入的物联设备进行参数及配置管理；所述数据本地计算模块对收到的物联设备数据进行本地计算、本地分析，进行边端侧处理；所述本地缓存模块对收到的物联设备数据进行本地备份缓存，若现场网络环境恶劣时，可待网络恢复后提供断点续传功能；所述容器模块采用容器化计算，将施工机械业务管理应用程序部署到容器中，当网络恶劣时实现脱网时应用；所述安全加密模块被配置提供软、硬加密技术，满足电力系统数据传输安全加密以及安全接入的需求；所述上行通信模块被配置成支持4G及5G网络模组，实现将收到的物联设备数据上传到智慧物联后端系统；所述下行物联接入模块被配置成支持Lora、Wifi及Zigbee的多种通信模组，构建施工现场自组网，实时现场施工机械物联装置接入，工作运行状态数据实时采集。
[0014]进一步地，所述设备绑定管理模块配置为实现对施工机械等现场物联设备进行绑定及管理功能；所述进出场报审模块配置为施工机械进出场时，进行报审管理流程；所述当前位置查看模块模块配置为实时浏览查看当前施工机械定位信息；所述历史及当前工作轨迹浏览模块配置为浏览查看施工机械当前及历史工作轨迹，实现现场机械管理有迹可循；所述到岗到位及作业班次统计模块配置为提供作业机械的到岗到位及作业班次统计管理功能；所述维修保养信息维护及查看模块配置为对施工机械维修维修保养信息进行维护，
实现增、删、改、查的功能。
[0015]还包括以上施工机械智慧物联系统的工作方法，其特征在于：步骤S501：所述智慧物联后端系统下发施工机械物联装置配置参数，包括光照传输频率策略、设备自动开关机时间、绑定关系；步骤S502：所述边缘物联代理装置收到下发配置参数后，进行本地存储处理，并下发到施工机械智慧物联装置中，进行生效处理；步骤S503：所述施工机械智慧物联装置通过感知采集模块所述物联对施工机械工作运行状态数据进行实时采集，并通过所述数据传输模块将采集数据实时传输到所述边缘物联代理装置；步骤S504：所述边缘物联代理装置将接收到的施工机械工作运行状态数据进行本地备份缓存，网络条件良好时，实时传输到所述智慧物联后端系统；网络条件恶劣时，所述边缘物联代理装置根据容器部署的施工机械离线应用提供施工机械脱网应用，支撑无网环境下施工机械满足正常业务管理应用需求；待网络恢复后，将缓存数据同步传输到所述智慧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种施工机械智慧物联系统，其特征在于,包括：施工机械智慧物联装置、边缘物联代理装置以及智慧物联后端系统；所述施工机械智慧物联装置配置为采集施工现场机械设备至少一种工作运行状态数据，并将工作运行状态数据发送至边缘物联代理装置进行处理，所述施工机械智慧物联装置包括：感知采集模块、数据传输模块和电源模块；所述施工机械智慧物联装置配置为与边缘物联代理装置进行通信连接，使边缘物联代理装置与施工机械智慧物联装置进行双向数据传输；所述边缘物联代理装置配置为接收智慧物联后端系统下达配置参数，并将配置参数下发给施工机械智慧物联装置；接收施工现场各施工机械智慧物联装置上传工作运行状态数据，并传输给智慧物联后端系统进行信息展示及业务处理。2.根据权利要求1所述的施工机械智慧物联系统，其特征在于：所述施工机械智慧物联装置配置有至少一个感知采集模块；所述感知采集模块配置为采集施工机械至少一种工作运行状态数据，所述工作运行状态数据包括：施工机械实时位置信息、故障隐患信息、特种作业部位的角度和速度、方向及旋转位移。3.根据权利要求1所述的施工机械智慧物联系统，其特征在于：所述数据传输模块通过远距离无线Lora、Wifi、Zigbee通信模组中的一种或多种，与边缘物联代理装置形成施工现场自组网进行实时数据传输。4.根据权利要求1所述的施工机械智慧物联系统，其特征在于：所述施工机械智慧物联装置通过在装置底部嵌入高强度磁铁，以吸附在施工机械车顶或驾驶室内；所述电源模块采用太阳能微型蓄电池对装置进行充电，电源模块可通过光照强度和充电电量自动调节传输频率策略。5.根据权利要求4所述的施工机械智慧物联系统，其特征在于：所述施工机械智慧物联装置包含绝缘外壳，所述感知采集模块、数据传输模块、电源模块均设置在绝缘外壳内部，绝缘外壳上设置有充电口，便于给电源模块充电，所述充电口与所述电源模块连接。6.根据权利要求1所述的施工机械智慧物联系统，其特征在于：在所述边缘物联代理装置中设置有参数管理模块、数据本地计算模块、数据本地缓存模块、容器应用、安全加密模块、上行通信模块、下行物联接入模块；所述智慧物联后端系统中设置设备绑定管理模块、进出场报审模块、施工机械当前位置查看模块、历史及当前工作轨迹浏览模块、到岗到位及作业班次统计模块、维修保养信息维护及查看模块。7.根据权利要求5所述的施工机械智慧物联系统，其特征在于：所述容器应用包括：施工机械离线应用模块；所述参数管理模块对所接入的物联设备进行参数及配置管理；所述数据本地计算模块对收到的物联设备数据进行本地计算、本地分析，进行边端侧处理；所述本地缓存模块对收到的物联设备数据进行本地备份缓存，若现场网络环境恶劣时，可待网络恢复后提供断点...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹捷，李慎兴，阙小生，郭志彬，李兴，宋文志，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司北京国电通网络技术有限公司，
类型：发明
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