[实用新型]基于ZigBee的塔机自动安全监控系统

说明书

技术领域

本技术涉及一种塔机监控系统，尤其涉及一种基于ZigBee技术的塔式起重机监控系统。

背景技术

目前市面上所出现的各种塔机监控系统，主要是采用面向单机工作的运行模式，仅仅针对单台塔机进行运行状态的监控，而随着我国经济的发展以及对基础设施要求的不断增长，现在的塔机使用常常是处于多机化的工作模式之下，即在一个基建工地现场并存着多台塔机同时或者分时工作以提高工作效率、及工程进度，但其施工难度大、危险性高，这就要求多台塔机都能够进行对其运行状态的实时监控，而且，为了更好的掌握以及控制这些信息，还要求具备多台塔机之间能够进行组网联系、多台塔机和上位机之间能够进行组网联系等功能，所以仅仅面向单机的塔机监控系统便难以适应这种新变化。

也有一些塔机监控系统尝试采用一些简单的组网方式，使各台塔机之间可以进行信息的交流，比如说采用点对点的数传电台组成环形网络等，但是环状网络拓补的通信可靠性较低、一般的数传电台其数据传输速率不高，而且其可以组成的网络拓补较少，不便于网络的扩展，不便于大量数据的实时传输，例如传输实时监控视频等。这样，既不便于根据需要改变网络拓补的形状，也不便于增强塔机监控的其他手段，限制了塔机监控系统的应用及其进一步增强功能的演进。

ZigBee是一种崭新的，专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。和其他无线传输技术相比较，ZigBee网络在功耗以及成本方面都有优势，特别地ZigBee技术还免去了协议专利费，并且ZigBee运行在国际上免执照的ISM频段，有利于终端应用。ZigBee网络具有星型、网状型等多种网络拓补，用户可以自行选择组建，其网络容量最多可达65000个节点，在增强了RF的发射功率后，覆盖范围能达到1km左右，ZigBee传输时延较短，接入网络时延相较于Bluetooth的3~10秒、WiFi的3s，ZigBee只需要30ms，大大缩减了接入时间，同时ZigBee还具有三级安全模式，用户可以根据需要选择，有利于防止非法获取无线传输的数据。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种使用和扩展方便，组网方式灵活，具数据信息安全性高的基于ZigBee的塔机自动安全监控系统。本实用新型所使用的技术手段如下：

一种基于ZigBee的塔机自动安全监控系统，包括：

塔机侧控制台，通过各种传感单元对塔机的工作信息及状态信息进行采集，并对这些信息进行分析、存储处理，还可对塔机的工作状态进行控制；

其特征在于：

在所述塔机侧控制台上还设有ZigBee通信单元，用于塔机侧控制台与塔机侧控制台之间的塔机工作状态信息的传送，或塔机侧控制台与控制室侧控制台之间的塔机工作状态信息及控制信息的传送；

所述控制室侧控制台包括ZigBee通信单元和上位机，通过ZigBee通信单元对塔机侧控制台发出的实时信息进行接收，并将实时信息传送到上位机上进行处理，完成数据备份和塔机工作状态信息的实时监控；控制室侧控制台还可通过ZigBee通信单元将上位机的控制指令发送到所述塔机侧控制台。

所述塔机侧控制台包括：环境监测单元、起重信息监测单元、塔身基础监测单元、小车信息监测单元、信息采集隔离整理单元、主控单元、存储单元、输出控制单元、显示单元和ZigBee通信单元；其中环境监测单元、起重信息监测单元、塔身基础监测单元和小车信息监测单元中所包含的传感器采集塔机的各种工作信息，并通过信息采集隔离整理单元进行数据采集，然后送到主控单元中处理，后将数据存储到存储单元中，并通过输出控制单元输出控制量对塔机进行反控制；主控单元可将处理后的数据通过ZigBee通信单元传送到控制室侧控制台；塔机侧控制台还可通过显示单元可扩展的键盘显示接口实现采集数据的实时显示以及各种数据的录入；所述主控单元使用RS232/485接口将数据送到ZigBee通信单元上；塔机侧控制台和控制室侧控制台通过ZigBee通信单元形成信令交互，各种初始化数据也可以经由ZigBee网络上传到塔机侧控制台。

本实用新型的基于ZigBee无线传输单元的塔机安全自动监控系统，具有省电、可靠(采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突，节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性)、时延短、网络容量大和高保密性的特点，完全可以满足塔机安全监控系统可靠、稳定的组网要求。