一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备及控制方法，包括处理器、塔机安全监控系统、第一通信单元、第二通信单元；处理器用于分析处理本塔机与其他塔机的运行状况，并计算是否会发生碰撞以及距离碰撞点的距离；处理器与所述塔机安全监控系统之间通过第一通信单元相互通信连接，处理器接收所述塔机安全监控系统采集的当前塔机的各项运行数据；处理器通过所述第二通信单元与其他塔机防碰撞监控设备进行自组网通信，并与其他塔机防碰撞监控设备中的通信单元进行数据交换。本发明专利技术利用Lora组网通信的功能实现了群塔设备之间的相互通信，计算本机是否会与其他塔吊产生碰撞以及距离碰撞点位的距离，可以有效避免群塔作业带来的碰撞风险。业带来的碰撞风险。业带来的碰撞风险。

【技术实现步骤摘要】
一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备及控制方法


[0001]本专利技术属于建筑安全施工
，具体涉及一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备及控制方法。

技术介绍

[0002]目前，由于建筑公司的管理水平参差不齐，建筑工地安全事故多有发生，给人民的生命安全造成威胁，给国家或企业造成经济损失。而工地事故中，塔机倒塌，升降机坠落事故占大多数，而且事故死亡人数较多，分析塔机升降机事故，其原因最多的是：超载，限位失灵，盲目起吊，风速过大，地基不坚固，检修不到位等等，操作人员管理不当，非操作人员违规操作造成事故也很多。
[0003]物联网是一种传感器网络与互联网的结合体，其中，传感器网络用于进行数据采集、人机交互以及数据短距离传输，互联网用于进行数据远距离传输以及数据服务。物联网能够应用于不停的行业，每个行业都有自身独特的数据内容，不同行业的各种自成物联网应用系统没有统一标准，形成各个信息孤岛，无法进行高效数据共享与数据交换，重复数据处理浪费了大量服务器和能源资源。
[0004]与其他无线系统相比，LORA技术拥有以下几大优势。它使用扩频调制技术，可解调低于20dB的噪声。这确保了高灵敏度、可靠的网络连接，同时提高了网络效率并消除了干扰。相比于网状网络，LORAWAN协议的星形拓扑结构消除了同步开销和跳数，因而降低了功耗并可允许多个并发应用程序在网络上运行。同时，LORA技术实现的通信距离比其他无线协议都要长得多，使得整个系统无需中继器即可工作，从而降低了整体拥有成本。此外，相较于3G和4G蜂窝网络，LORA技术对嵌入式应用而言可扩展性更强，性价比更高。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备及控制方法。
[0006]技术方案：本专利技术所述的一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备，包括处理器、塔机安全监控系统、第一通信单元、第二通信单元；所述处理器用于分析处理本塔机与其他塔机的运行状况，并计算是否会发生碰撞以及距离碰撞点的距离；所述处理器与所述塔机安全监控系统之间通过所述第一通信单元相互通信连接，所述处理器接收所述塔机安全监控系统采集的当前塔机的各项运行数据；所述处理器通过所述第二通信单元与其他塔机防碰撞监控设备进行自组网通信，并与所述其他塔机防碰撞监控设备中的通信单元进行数据交换。
[0007]进一步的，所述处理器采用ARMCortex
‑
M3处理器芯片。
[0008]进一步的，所述运行数据包括塔吊的高度、吊钩的高度、塔吊的大臂长度、塔吊小车的位置、回转角度、塔吊编号和塔吊所处工地的坐标。
[0009]进一步的，将所述运行数据存储于处理器的内存中，再对这些数据进行处理分析。
[0010]进一步的，所述第二通信单元采用Lora无线通信单元。
[0011]进一步的，所述数据交换包括本机的Lora无线通信单元将本机的运行数据广播到其他各个设备的Lora无线通信单元；本机的Lora无线通信单元同时接收其他各个设备的Lora无线通信单元广播的各个塔机的运行数据。
[0012]进一步的，所述处理器获取到本机所在塔吊的坐标以及运行数据，并同时获取到项目工地其他各塔吊的坐标和运行数据，根据设备的内置算法进行计算获取出本机与其他塔吊是否有碰撞以及碰撞的距离，并将碰撞的信息发送到本机所在的塔机安全监控设备上。
[0013]进一步的，还包括第三通信单元，所述处理器与所述第三通信单元相互通信连接，用于将碰撞信息通过所述第三通信单元上传至服务器。
[0014]本专利技术还公开了上述一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备的控制方法，包括：S1、处理器通过第一通信模块获取到当前塔机安全监控系统的运行数据；S2、当前塔吊的防碰撞设备通过第二通信模块与周围其他塔吊的防碰撞设备的第二通信模块进行相互组网通信，广播本机的运行数据；S3、处理器通过第二通信模块获取到其他各塔机的防碰撞设备发送来的各个塔机的运行数据并保存在处理器内部的内存中，并将其他各个塔吊的运行数据进行解析，进行平面化的几何建模；S4、处理器分别解析处理其他的塔吊的运行数据，解析出其他塔吊所在坐标，将其他塔吊的运行状态坐标与当前塔机的运行状态坐标在平面几何中进行平面建模，以平面几何的方式进行计算分析；S5、处理器将计算分析后的碰撞信息发送到塔机安全监控系统；S6、处理器将碰撞信息通过第三通信单元上传至服务器。
[0015]进一步的，所述以平面几何的方式进行计算分析具体包括：（1）通过第一通信单元获取本塔吊的高度，通过第二通信单元获取其他碰撞塔吊的高度；平面中根据塔吊的高度进行圆半径的选择，将本塔吊高度与其他塔吊高度进行一一对比，塔吊相对高的采用塔吊小车运行幅度作为半径，塔吊相对矮的采用塔吊大臂作为圆的半径；（2）计算出两圆是否存在交点，没有交点时则表示不会产生碰撞，只有存在交点才具有碰撞的可能性；（3）计算出另一塔机大臂所处的角度是否在两圆交点与圆心组成的扇形内，不在扇形内无碰撞风险；（4）当另一塔机大臂所处的角度在两圆交点与圆心组成的扇形内时，计算出碰撞点的角度值；（5）根据碰撞点的角度值与当前的角度值进行判断是否会产生碰撞，并计算出碰撞的方向以及相距离的角度值。
[0016]有益效果：本专利技术实现了塔式起重机在群塔作业时进行报警提示的功能，利用Lora组网通信的功能实现了群塔设备之间的相互通信，获取到工地各个塔吊的运行状态，
采用微处理对各个数据进行处理计算，获取到本机的运行情况，计算本机是否会与其他塔吊产生碰撞以及距离碰撞点位的距离，并将这些重要数据发送到塔机安全监控系统，可以有效避免群塔作业带来的碰撞风险；Lora无线通信模块具有体积小、功耗低、传输距离远等众多优点，Lora模块可以工作于免申请的433Mhz频段，可以有效避免项目工地中使用的无线通信频段；Lora无线通信的传输距离远，通信稳定，在项目工地较大，塔吊运作范围较广时，能够有效的保证数据通信的稳定性，在项目工地通常大型机械和电机会给无线通信设备带来电磁干扰，Lora无线通信的抗干扰能力突出，可以有效避免这一问题，保证群塔防碰撞数据通信的稳定；Lora无线通信的组网功能可以使得众多设备存在于同一网络中进行通信，Lora无线通信具有数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术，前向纠错编码技术可以极大的保证数据的准确性，保证组网通信的数据正确性，数字扩频技术能够使得数据传输的距离更远，保证整个项目工地的覆盖。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一个实施例的设备原理结构框图；图2为本专利技术一个实施例的LORA自组网系统框图。
具体实施方式
[0018]下面将结合附图对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备，其特征在于：包括处理器、塔机安全监控系统、第一通信单元、第二通信单元；所述处理器用于分析处理本塔机与其他塔机的运行状况，并计算是否会发生碰撞以及距离碰撞点的距离；所述处理器与所述塔机安全监控系统之间通过所述第一通信单元相互通信连接，所述处理器接收所述塔机安全监控系统采集的当前塔机的各项运行数据；所述处理器通过所述第二通信单元与其他塔机防碰撞监控设备进行自组网通信，并与所述其他塔机防碰撞监控设备中的通信单元进行数据交换。2.根据权利要求1所述的一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备，其特征在于：所述处理器采用ARMCortex
‑
M3处理器芯片。3.根据权利要求1所述的一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备，其特征在于：所述运行数据包括塔吊的高度、吊钩的高度、塔吊的大臂长度、塔吊小车的位置、回转角度、塔吊编号和塔吊所处工地的坐标。4.根据权利要求3所述的一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备，其特征在于：将所述运行数据存储于处理器的内存中，再对这些数据进行处理分析。5.根据权利要求1所述的一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备，其特征在于：所述第二通信单元采用Lora无线通信单元。6.根据权利要求5所述的一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备，其特征在于：所述数据交换包括本机的Lora无线通信单元将本机的运行数据广播到其他各个设备的Lora无线通信单元；本机的Lora无线通信单元同时接收其他各个设备的Lora无线通信单元广播的各个塔机的运行数据。7.根据权利要求6所述的一种塔机群作业防止相互碰撞的监控设备，其特征在于：所述处理器获取到本机所在塔吊的坐标以及运行数据，并同时获取到项目工地其他各塔吊的坐标和运行数据，根据设备的内置算法进行计算获取出本机与其他塔吊是否有碰撞以及碰撞的距离，并将碰撞的信息发送到本机所在的塔机安全监控设备上。8.根据权利要求1所述的一种塔机群作业防止相互碰...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明明，贾四和，王涛，张永祥，刘佳佳，
申请(专利权)人：江苏星云网格信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：