一种基于物联网的建筑工地监测控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，包括云平台、边缘计算服务器层、边缘控制层和基础场景层；所述的云平台与所述边缘计算服务器层相互通讯，实现数据交互和全过程追溯；所述的边缘计算服务器层与所述边缘控制层相互通讯，获取所述边缘控制层的各项数据，并对数据进行处理分析与报警，发出对基础场景层中设备的控制信号；所述的边缘控制层与所述基础场景层相互通讯，获取基础场景内设备的数据，实现对基础场景内设备进行控制；所述的基础场景层包括建筑工地场景中的各个区域的控制模块。本发明专利技术的一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，在物联网的基础上实现边缘侧的通用设备控制，可对建筑工地环境及设备实现实时监测和远程控制，可扩展性大、远程控制方便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的建筑工地监测控制系统
本专利技术属于物联网
，具体涉及一种基于物联网的建筑工地监测控制系统。
技术介绍
目前，随着工业化、城市化进程的加快，建筑物的建设施工已成常态。人们在关注建设的规模和速度的同时也更加关注建筑物的质量和施工的安全。然而，实际情况却并不尽如人意。正如人们所知，在某些建筑工程中，由于技术、管理等的不到位，导致建筑质量差、安全隐患多且事故频发。工业物联网旨在将传统工业提升到网络化、智能化的新阶段，其应用具有实时性、开放性等特点，其原理是将不同的设备机器联网，通过其上的传感器或控制器分别获取设备工况状态或环境信息，分析优化设备工效能耗，进行设备管理和反馈控制；如何在工业物联网中方便有效地实现对设备的远程控制，成为一个关键问题，传统的设备控制技术载体，要么是软硬件需专门开发且紧密绑定设备的单片机控制器，要么是硬件通用但控制软件需专门开发的PLC，或者是也需定制开发控制算法的上位控制机，该类工业互联网环境下设备的远程控制存在如下不足：1、设备控制算法固化，可扩展性差，事先针对特定设备编写控制算法，控制算法固化，一旦设备的控制逻辑有变动或有新的设备接入则需要重新编写控制程序，因此难以适应工业物联网的动态应用需求；2、难以实现多设备的远程协同控制，兼容性差，传统通过上位机发送控制指令实现对单台或有限区域内的多台设备进行控制，通常为局域网内闭环控制，在工业物联网开放环境下，设备具有离散性、动态性(随时加入新类型设备)，如何针对海量传感器和设备，在云端远程协同控制设备是当前面临的挑战；3、难以保证设备远程控制的连续性，目前工业物联网中对于设备远程控制的方式是由云服务器发送设备控制指令到设备的控制器，如单片机控制器或PLC或控制机，实现对具体某台设备的控制，这种控制方式交互性差，难以实现对设备的连续远程调控。
技术实现思路
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，提供一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，在物联网的基础上实现边缘侧的通用设备控制，可对建筑工地内的环境以及设备实现实时监测和远程控制，可扩展性大、远程控制方便。技术方案：本专利技术所述的一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，包括云平台、边缘计算服务器层、边缘控制层和基础场景层；所述的云平台与所述边缘计算服务器层相互通讯，实现数据交互和全过程追溯；所述的边缘计算服务器层与所述边缘控制层相互通讯，获取所述边缘控制层的各项数据，并对数据进行处理分析，发出对基础场景层中设备的控制信号以及报警信号；所述的边缘控制层与所述基础场景层相互通讯，获取基础场景内的各项数据，实现对基础场景内设备进行控制；所述的基础场景层包括建筑工地场景中的各个区域的控制模块，包括智能高低压配电箱、环境监测模块、塔吊监测模块、安全与门禁模块以及设备监测与控制模块。进一步的，所述边缘计算服务器层包括边缘计算服务器和物联网基础数据管理工具软件。进一步的，所述边缘计算服务器层与所述边缘控制层之间通过MQTT物联网协议或无线方式进行相互通讯；所述边缘控制层与所述基础场景层之间通过MQTT物联网协议或无线方式进行相互通讯。进一步的，所述边缘控制层包括若干个边缘计算控制电箱以及物联网配电箱，所述物联网配电箱与所述智能高低压配电箱连接；所述边缘计算控制电箱分别各自与环境监测模块、塔吊监测模块、安全与门禁模块以及设备监测与控制模块连接。进一步的，所述物联网配电箱内安装有边缘计算控制电箱。进一步的，所述边缘计算控制电箱和物联网配电箱包括采用MQTT协议或无线通讯协议的多功能边缘控制模块，该控制模块包括采集电路、通信电路、主控电路和电源电路。进一步的，所述边缘计算控制电箱采用高防护等级金属外壳，快速插拔弹簧端子，可在复杂电磁环境下可靠工作，用于大型机电设备及配电设备的智能化监控、数据采集及网络化运行管理，具备可编程功能且支持云端程序下载。进一步的，所述环境监测模块包括空气监测装置、废水监测装置、有害物质监测装置；所述的空气监测装置设置在工地的内部和边缘，用于监测工地内部及周边环境的空气质量；所述的废水监测装置设置在工地的污水排放口出，用于监测工地内部排放的污水水质；所述的有害物质监测装置设置在工地的有害物质存放和使用的地点，用于监测有害物质的处理和使用过程。进一步的，所述塔吊监测模块包括操作监控摄像头和吊钩监控摄像头；所述的操作监控摄像头设置在塔吊驾驶室内，所述的吊钩监控摄像头设置在塔吊驾驶室外侧，用于监视塔吊吊钩的情况。进一步的，所述安全与门禁模块包括至少一个智能安全帽、门禁设备、电子围栏、分散设置在工地部分楼层地面的参考节点；其中，所述智能安全帽包括安全帽本体和安装在所述安全帽本体内部的安全监测电路板和电源模块，还包括设置于所述安全帽本体边沿侧的充电接口和告警模块，以及设置于所述安全帽本体前侧的RFID电子标签；所述安全监测电路板上集成有控制模块、无线通信模块和检测模块，所述控制模块分别与所述无线通信模块、所述检测模块电连接；所述门禁设备包括根据工地出入口进出路线作线性排列的天线和RFID读写器；所述电子围栏由设置在工地的各危险源的信标组成；所述分散设置在工地部分楼层地面的参考节点具体为具有通信功能的气压测量设备，用于采集相应楼层地面的气压作为基准气压，并广播所述基准气压。有益效果：本专利技术的有益效果如下：(1)采用统一通用标准的边缘控制设备，实现数据透明化，通过具有不同功能的组件化控制产品，根据设备管理需求快速搭建物联网控制场景，便于对繁杂多样的各种机电设备进行物联网化改造；(2)边缘控制设备支持MQTT协议和无线通信多重选择，具有远程编程能力，高可靠性设计使之可以在复杂环境下运行(如变频或其它强干扰源附近)，通过工业现场总线(如MODBUS)对变频器、智能仪表、电梯、热交换机组等大型机电设备实现控制管理，配合其它智能组件可实现复杂设备或设备群组的控制管理；(3)边缘控制设备直接产生的带有数据标签数据，在设备设施层面彻底实现了数据透明化，可便于云端自动化、高效的处理数据，并降低了各种应用清洗数据的工作强度；(4)系统提供专业化物联网基础数据管理工具及相应的本地边缘计算设备，该软件既可部署于云端也支持本地化部署；(5)采用智能加工系统将塔机设备、低压配电系统、智能控制系统通过工厂化、智能化生产方式有机结合在一起，将目前的机电设备配电设施与智能控制设备实现一体化设计、智能化快速加工并在工厂生产阶段完成控制系统的调试、云端预部署、智能组件数据集成和性能测试及云端预部署，进而将目前传统的工程施工方式变革为标准化、模块化、产品化、组装式的施工模式由此带来工程品质、生产效率的革命性提高；(6)采用丰富云环境项目协作平台，这是个综合了设计、生产、工程、调试、运维、管理的多维度协作空间，利用这个平台可使项目实现完全透明化管理，设计、采购、生产、施工、交付及运维全过程追溯。附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，其特征在于：包括云平台、边缘计算服务器层、边缘控制层和基础场景层；/n所述的云平台与所述边缘计算服务器层相互通讯，实现数据交互和全过程追溯；/n所述的边缘计算服务器层与所述边缘控制层相互通讯，获取所述边缘控制层的各项数据，并对数据进行处理分析，发出对基础场景层中设备的控制信号以及报警信号；/n所述的边缘控制层与所述基础场景层相互通讯，获取基础场景内的各项数据，实现对基础场景内设备进行控制；/n所述的基础场景层包括建筑工地场景中的各个区域的控制模块，包括智能高低压配电箱、环境监测模块、塔吊监测模块、安全与门禁模块以及设备监测与控制模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，其特征在于：包括云平台、边缘计算服务器层、边缘控制层和基础场景层；
所述的云平台与所述边缘计算服务器层相互通讯，实现数据交互和全过程追溯；
所述的边缘计算服务器层与所述边缘控制层相互通讯，获取所述边缘控制层的各项数据，并对数据进行处理分析，发出对基础场景层中设备的控制信号以及报警信号；
所述的边缘控制层与所述基础场景层相互通讯，获取基础场景内的各项数据，实现对基础场景内设备进行控制；
所述的基础场景层包括建筑工地场景中的各个区域的控制模块，包括智能高低压配电箱、环境监测模块、塔吊监测模块、安全与门禁模块以及设备监测与控制模块。


2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，其特征在于：所述边缘计算服务器层包括边缘计算服务器和物联网基础数据管理工具软件。


3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，其特征在于：所述边缘计算服务器层与所述边缘控制层之间通过MQTT物联网协议或无线方式进行相互通讯；所述边缘控制层与所述基础场景层之间通过MQTT物联网协议或无线方式进行相互通讯。


4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，其特征在于：所述边缘控制层包括若干个边缘计算控制电箱以及物联网配电箱，所述物联网配电箱与所述智能高低压配电箱连接；所述边缘计算控制电箱分别各自与环境监测模块、塔吊监测模块、安全与门禁模块以及设备监测与控制模块连接。


5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，其特征在于：所述物联网配电箱内安装有边缘计算控制电箱。


6.根据权利要求4或5所述的一种基于物联网的建筑工地监测控制系统，其特征在于：所述边缘计算控制电箱和物联网配电箱包括采用MQTT协议或无线通讯协议的多功能边缘控制模块，该控制模块包括采集电路、通信电路、主控电路和电源电路。

【专利技术属性】
技术研发人员：张钧越，
申请(专利权)人：埃安美苏州物联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32