本發(fā)明涉及智能監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

建筑施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)關(guān)系到每位工人的生命安全和身心健康，關(guān)系著企業(yè)的興旺和發(fā)達(dá)。為了保障施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行，必須建立健全安全生產(chǎn)管理責(zé)任制，做好工人入場教育和特殊工種培訓(xùn)，進(jìn)入施工現(xiàn)場必須佩戴合格的安全帽，施工現(xiàn)場嚴(yán)禁吸煙，高空作業(yè)需系好安全帶，嚴(yán)禁攀登起重臂、繩索、腳手架、井架、龍門架和運(yùn)料的吊籠和吊籃及吊裝物上下；作業(yè)中嚴(yán)格執(zhí)行安全技術(shù)交底、嚴(yán)禁觸摸非本人操作的設(shè)備、電閘、閘門、開關(guān)，大型機(jī)械、塔吊、電梯安裝嚴(yán)禁違章作業(yè)，施工現(xiàn)場的一切設(shè)備、安全設(shè)施、嚴(yán)禁隨意拆除和移動(dòng)。

要嚴(yán)格實(shí)施以上的安全措施，關(guān)鍵在于監(jiān)控。目前我國的建筑施工現(xiàn)場安全監(jiān)控主要靠人工，效率低，易留安全死角。隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，具有感知、數(shù)據(jù)處理、遠(yuǎn)程通信以及遠(yuǎn)程控制能力的傳感器網(wǎng)絡(luò)也開始應(yīng)用于建筑施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)智能監(jiān)控中，并取得了一定的效果。

但是，這些網(wǎng)絡(luò)傳感器系統(tǒng)都需要專門開發(fā)，技術(shù)復(fù)雜，成本高，使用不夠靈活，功能不夠全面，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且在惡劣的建筑施工環(huán)境中系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，不能長時(shí)間穩(wěn)定工作，無法滿足現(xiàn)代建筑施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)智能監(jiān)控的需求。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)，從而克服現(xiàn)有系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜、成本高、使用不夠靈活、功能不夠全面的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)，包括：控制器模塊；安全監(jiān)控設(shè)備，其設(shè)于施工現(xiàn)場；監(jiān)控設(shè)備控制電路，其與所述安全監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)連接，用于監(jiān)控所述安全監(jiān)控設(shè)備；環(huán)境信息采集傳感器，其用于采集施工現(xiàn)場的環(huán)境信息并傳輸?shù)娇刂破髂K中；ZigBee模塊，其與所述控制器模塊連接，所述ZigBee模塊與多個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建立無線網(wǎng)絡(luò)連接，多個(gè)所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與設(shè)于施工現(xiàn)場的環(huán)境信息采集傳感器和監(jiān)控設(shè)備控制電路數(shù)據(jù)連接，所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接有紅外安全檢測電路，用于檢測安防信息并上傳到所述控制器模塊；輸入和輸出模塊，其與所述控制器模塊數(shù)據(jù)連接，由所述控制器模塊根據(jù)控制指令下發(fā)相應(yīng)的控制指令，控制建筑施工現(xiàn)場的所述安全控制設(shè)備；以及無線通信模塊，所述無線通信模塊通過SMS協(xié)議實(shí)現(xiàn)短信息收發(fā)，能夠以短信息方式上傳建筑施工現(xiàn)場采集到的環(huán)境信息。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述各種安全監(jiān)控設(shè)備包括報(bào)警器裝置、遙控器模塊、通用傳感器接口板、攝像機(jī)和視頻采集卡。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，還包括紅外遙控轉(zhuǎn)發(fā)電路，其包括紅外信號接收器、紅外遙控發(fā)送器、接收模塊CPU、發(fā)射無線網(wǎng)卡，其與所述控制器模塊和所述遙控器模塊數(shù)據(jù)連接，用于遙控所述安全監(jiān)控設(shè)備。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述環(huán)境信息采集傳感器包括：溫度采集傳感器，用于監(jiān)測施工現(xiàn)場的溫度，并將數(shù)據(jù)傳至控制器模塊；濕度采集傳感器，用于監(jiān)測施工現(xiàn)場的濕度，并將數(shù)據(jù)傳至控制器模塊；光照采集傳感器，用于監(jiān)測施工現(xiàn)場的光照強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)傳至控制器模塊；以及氣體成分采集傳感器，用于監(jiān)測施工現(xiàn)場的中氣體的成分，并將數(shù)據(jù)傳至控制器模塊。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，還包括無線通信模塊，所述無線通信模塊為GPRS模塊或3G模塊。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述控制器模塊設(shè)于主機(jī)控制板上，所述主機(jī)控制板還包括電源結(jié)構(gòu)，時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲器電路；同時(shí)還包括CF卡接口、LAN接口、Modem接口，PS/2接口，USB接口和LED液晶顯示屏。

優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，還包括安全監(jiān)測模塊，其與所述控制器模塊數(shù)據(jù)連接，用于利用紅外線實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場的安全監(jiān)測。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)，主機(jī)以高性能嵌入式微處理器為核心，通過無線通信技術(shù)、ZigBee技術(shù)、微控制技術(shù)等實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)智能監(jiān)控，能靈活地組成特定用途的建筑施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，屏蔽了復(fù)雜的底層技術(shù)，使用靈活，操作簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，成本低，工作穩(wěn)定可靠，能有效地實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場的安全監(jiān)控、事故預(yù)警、信息采集、事故取證等功能。

(2)本控制器設(shè)計(jì)時(shí)把服務(wù)器和數(shù)據(jù)文件合并編譯，系統(tǒng)具有健壯性、兼容性和快速性，系統(tǒng)在GoAHead Web Server的基礎(chǔ)上，編寫用戶應(yīng)用程序與文件緩沖區(qū)接口程序，重新編譯生成新的服務(wù)器應(yīng)用程序，系統(tǒng)速度快，占用內(nèi)存小。具有良好的通用性，用戶能夠利用該系統(tǒng)快速地組建大型的建筑施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程采集建筑施工現(xiàn)場的聲音、圖像、溫度、濕度、轉(zhuǎn)速、位移、光照、壓力和電磁波等信息，遠(yuǎn)程控制多路監(jiān)控設(shè)備，并可以根據(jù)要求對I/O端口進(jìn)行擴(kuò)展，組成特定用途的建筑施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場的安全監(jiān)控、事故預(yù)警、信息采集、事故取證等功能。

(3)本發(fā)明控制系統(tǒng)屏蔽了復(fù)雜的底層技術(shù)，工作穩(wěn)定可靠，成本低，使用靈活，操作簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，能有效地兼容各種數(shù)據(jù)采集卡和外部監(jiān)控設(shè)備，有效地實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)智能監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)監(jiān)控的數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化，具有良好的實(shí)用性和創(chuàng)新性。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)中光照檢測電路圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)中監(jiān)控設(shè)備控制電路圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)中安全檢測電路圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)中通用監(jiān)控設(shè)備接口板電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1至圖5所示，根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的一種建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)，包括：控制器模塊1、安全監(jiān)控設(shè)備(圖未視)、環(huán)境信息采集傳感器2、ZigBee模塊3、ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)4、監(jiān)控設(shè)備控制電路5、GPRS模塊6、輸入模塊為鍵盤7、輸出模塊為顯示屏8。

以ARM控制器(作為控制器模塊1)加外圍電路構(gòu)建嵌入式主控制板平臺，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)度及控制。安全監(jiān)控設(shè)備設(shè)于施工現(xiàn)場，監(jiān)控設(shè)備控制電路5與所述安全監(jiān)控設(shè)備數(shù)據(jù)連接，用于監(jiān)控所述安全監(jiān)控設(shè)備并與ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)4點(diǎn)數(shù)據(jù)連接。環(huán)境信息采集傳感器2用于采集施工現(xiàn)場的環(huán)境信息并傳輸?shù)娇刂破髂K1中。ZigBee模塊3與所述控制器模塊1數(shù)據(jù)連接，所述ZigBee模塊與多個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)4建立無線網(wǎng)絡(luò)連接，多個(gè)所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)4與設(shè)于施工現(xiàn)場的環(huán)境信息采集傳感器2和監(jiān)控設(shè)備控制電路5數(shù)據(jù)連接。所述ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接有紅外安全檢測電路，用于檢測安防信息并上傳到所述控制器模塊。輸入和輸出模塊，其與所述控制器模塊數(shù)據(jù)連接，由所述控制器模塊根據(jù)控制指令下發(fā)相應(yīng)的控制指令，控制建筑施工現(xiàn)場的所述安全控制設(shè)備。輸入模塊為鍵盤7、輸出模塊為顯示屏8。無線通信模塊為GPRS模塊或3G模塊。本實(shí)施采用的無線通信模塊為GPRS模塊6。GPRS模塊6通過SMS協(xié)議實(shí)現(xiàn)短信息收發(fā)，能夠以短信息方式上傳建筑施工現(xiàn)場采集到的環(huán)境信息。

上述技術(shù)方案中，所述各種安全監(jiān)控設(shè)備包括報(bào)警器裝置、遙控器模塊、通用傳感器接口板、攝像機(jī)和視頻采集卡。

上述技術(shù)方案中，監(jiān)控設(shè)備控制電路設(shè)計(jì)多路輸入、輸出控制電路，使用ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行I/O連接，與單片機(jī)的P1.1、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7引腳相連，采用繼電器觸點(diǎn)開關(guān)控制方式，可用于控制攝像機(jī)、傳感器、電動(dòng)機(jī)、水泵、閥門等各種監(jiān)控設(shè)備或機(jī)電設(shè)備。

上述技術(shù)方案中，報(bào)警器裝置內(nèi)設(shè)有事故預(yù)警電路，事故預(yù)警電路與控制器模塊數(shù)據(jù)連接。起到警示預(yù)警的作用。

上述技術(shù)方案中，還包括紅外遙控轉(zhuǎn)發(fā)電路，基于嵌入式芯片的紅外遙控轉(zhuǎn)發(fā)電路。包括紅外信號接收器、紅外遙控發(fā)送器、接收模塊CPU、發(fā)射無線網(wǎng)卡，其與所述控制器模塊和所述遙控器模塊數(shù)據(jù)連接，用于遙控所述安全監(jiān)控設(shè)備。解決了建筑施工現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的遙控問題。紅外信號的傳送采用調(diào)解轉(zhuǎn)發(fā)式，先將紅外載頻信號調(diào)解成一組脈沖控制信號，再通過載頻信號調(diào)制發(fā)射出去，因此本電路的抗干擾能力強(qiáng)。

上述技術(shù)方案中，所述環(huán)境信息采集傳感器包括：溫度采集傳感器，用于監(jiān)測施工現(xiàn)場的溫度，并將數(shù)據(jù)傳至控制器模塊；濕度采集傳感器，用于監(jiān)測施工現(xiàn)場的濕度，并將數(shù)據(jù)傳至控制器模塊；光照采集傳感器，用于監(jiān)測施工現(xiàn)場的光照強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)傳至控制器模塊；以及氣體成分采集傳感器，用于監(jiān)測施工現(xiàn)場的中氣體的成分，并將數(shù)據(jù)傳至控制器模塊。

光照采集傳感器上設(shè)有光照監(jiān)測電路圖，傳感器電路中采用光電轉(zhuǎn)換模塊HA2003，調(diào)理電路將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為0～2V的電壓，量程在200～200000Lux之間。電路通過ADC0口與ZigBee節(jié)點(diǎn)的I/O(P0.4)連接，進(jìn)行光照強(qiáng)度的采集，保障建筑施工現(xiàn)場的安全。

環(huán)境采集傳感器上設(shè)有環(huán)境監(jiān)測電路圖，電路圖中安裝有溫度、濕度采集元件，電路的溫度、濕度采集元件選用DHT21集成模塊，該芯片是一個(gè)總線數(shù)字溫濕度傳感器，含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號輸出，包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測溫元件，可以與與高性能單片機(jī)相連接。該傳感器響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高，每個(gè)DHT21傳感器都在濕度校驗(yàn)箱中進(jìn)行過精確校準(zhǔn)，校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。傳感器有單線制串行接口，具有超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達(dá)20米以上，能夠應(yīng)用在環(huán)境苛刻的建筑施工現(xiàn)場中。

上述技術(shù)方案中，所述控制器模塊設(shè)于主機(jī)控制板上，所述主機(jī)控制板還包括電源結(jié)構(gòu)，時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲器電路；同時(shí)還包括CF卡接口、LAN接口、Modem接口，PS/2接口，USB接口和LED液晶顯示屏。

上述技術(shù)方案中，還包括安全監(jiān)測模塊，其與所述控制器模塊數(shù)據(jù)連接，用于利用紅外線實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場的安全監(jiān)測。具體為，安全監(jiān)測模塊設(shè)有安全監(jiān)測電路圖，該電路利用紅外線實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場的安全監(jiān)測，電路采用RE200B型被動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，以非接觸形式檢測建筑施工現(xiàn)場施工人員的人體紅外光波。由于此類型紅外傳感器直接檢測距離小于1米，因此在其上方增加一個(gè)菲涅爾透鏡聚焦，可使其檢測距離達(dá)到8米左右。

為了實(shí)現(xiàn)傳感器輸出信號的濾波、放大、比較等功能，采用BIS0001芯片組成前置放大電路。BIS0001芯片內(nèi)部有2級運(yùn)算放大器和1個(gè)電壓比較器，RE200B的S端連接BIS0001的1IN+引腳，作為第一級運(yùn)放的輸入端，檢測信號從芯片VO引腳輸出，當(dāng)檢測到紅外光波時(shí)，芯片輸出一個(gè)持續(xù)時(shí)間可調(diào)的電平信號。

上述技術(shù)方案中，通用監(jiān)控設(shè)備接口板電路圖。電路以高速、低功耗的SIM32F103C8為主控芯片，SIM32F103C8是ST公司的RISC內(nèi)核32位ARM主控制器，工作頻率達(dá)到72MHZ，通過緊耦合的嵌套矢量中斷控制器，能夠快速地響應(yīng)中斷事件，工作電壓在2.0～3.6之間，能夠?qū)崿F(xiàn)耗電最優(yōu)化。本電路中PA口和PB口組成接口板的I/O口，能夠方便地實(shí)現(xiàn)多路外部監(jiān)控設(shè)備的連接。

本發(fā)明可以構(gòu)建一個(gè)建筑施工安全生產(chǎn)監(jiān)督管理控制系統(tǒng)，通過Internet或WiFi實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、取證等，或者通過Web服務(wù)器對相關(guān)的外部監(jiān)控設(shè)備、傳感器進(jìn)行控制。系統(tǒng)速度快，體積小，屏蔽了復(fù)雜的底層技術(shù)，工作穩(wěn)定可靠，有良好的通用性和兼容性，具有良好的創(chuàng)新性及推廣應(yīng)用價(jià)值。

前述對本發(fā)明的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權(quán)利要求書及其等同形式所限定。