一种基于5G技术的智能塔机的远程监控系统和方法技术方案

本发明专利技术专利属于智能塔机技术领域，具体涉及一种基于5G技术的智能塔机的远程监控系统和方法，所述监控系统包括控制室，所述控制室内安装有数据采集控制器；所述塔机上安装有执行机构，所述数据采集控制器装有5G模组，还包括多个5G基站、遥控手柄和决策支持装置；所述5G基站安装在塔机顶部；所述塔机上部周向安装有多个测距雷达，多个所述测距雷达的输出端分别与决策支持装置无线通信连接；所述遥控手柄配置为由地面的现场操作者手持，所述遥控手柄安装有微处理器一、5G模组、定位器一、触摸屏和电源；相比现有技术，利用基于5G技术的智能塔机的远程监控系统，能够实现塔机的无人化和智能化，能够提高塔机自动化程度。能够提高塔机自动化程度。能够提高塔机自动化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G技术的智能塔机的远程监控系统和方法


[0001]本专利技术专利属于智能塔机
，具体涉及一种基于5G技术的智能塔机的远程监控系统和方法。

技术介绍

[0002]随着国家大力推进智能化、信息化，塔机智能化远远落后于其他行业，如港口已实现无人化，但是塔机尚未实现无人化和智能化。塔机司机极端欠缺，人工费年年上涨，信号工和塔机司机在实际工作过程中也存在沟通不畅，造成塔机不按指挥运行，塔机行业也呼唤智能塔机的出现。
[0003]传统的塔机司机操作存在很多问题：操作时间长、工作简单、重复（一般十多小时，极易疲劳），工作环境恶劣，（传统的驾驶室大概1平米，一层铁皮覆盖，冬冷夏热），塔机司机上下班需攀爬塔机几十米，劳动强度大，并存在一定的安全风险。
[0004]塔机群所在工地、港口等环境相对复杂，随着建筑过程的推进或者货物的堆积，建筑物或货物高度不断提升，在加上建筑物本身基本上又是钢筋混凝土的结构或者货物都是以集装箱的形式堆积，塔机群区域的无线信号很容易受到遮挡，并且衰减严重，造成一些无线网络的死区，操作指令无法下发，执行结果难以反馈，对塔机的安全运行造成很大的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述的塔机智能化远远落后于其他行业等问题，提供了一种基于5G技术的智能塔机的远程监控系统和方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于5G技术的智能塔机的远程监控系统，包括控制室，所述控制室内安装有数据采集控制器；所述塔机上安装有执行机构，所述执行机构包括回转电机、起升电机和变幅电机；所述数据采集控制器装有5G模组，还包括多个5G基站、遥控手柄和决策支持装置；所述5G基站安装在塔机顶部；所述塔机上部周向安装有多个测距雷达，多个所述测距雷达的输出端分别与决策支持装置无线通信连接；所述遥控手柄配置为由地面的现场操作者手持，所述遥控手柄安装有微处理器一、5G模组、定位器一、触摸屏和电源；所述5G基站和塔机的塔臂上的移动小车上安装有差分定位系统，所述移动小车作为差分定位系统的移动站；所述移动小车正下方安装有吊钩；所述5G基站的坐标已知，通过所述差分定位系统对塔机上的移动小车和吊钩实时位置进行精准定位；所述移动小车和决策支持装置通过网桥三通信连接；所述决策支持装置安装在塔机的塔臂上，通过网桥一与控制室无线连接；所述决策支持装置包括微处理器二，所述决策支持装置与塔机的执行机构通信连接。
[0007]作为优选，所述5G基站安装有GPS接收机主机一、GPS接收机电源一、GPS天线、GPS
控制记录器一、交换机一、网桥二发射端和数传电台一；所述移动小车上安装有GPS接收机主机二、GPS接收机电源二、GPS内置天线、GPS控制记录器二、交换机二、网桥二接收端和数传电台二，所述网桥二接收端接收网桥二发射端发射的信号。
[0008]作为优选，所述塔机上安装有风速传感器、高度传感器、幅度传感器、扭矩传感器、倾角传感器和方位传感器，所述风速传感器、高度传感器、幅度传感器、扭矩传感器、倾角传感器和方位传感器通过交换机三与决策支持装置连接。
[0009]作为优选，所述遥控手柄内安装有操作者身份验证模块；所述回转电机、起升电机和变幅电机与电源之间分别连接有回转变频器、起升变频器和变幅变频器，所述回转变频器、起升变频器和变幅变频器分别与决策支持装置通信连接。
[0010]作为优选，所述决策支持装置输出端与电子凸轮控制器和电子限位开关通信连接，所述电子凸轮控制器和电子限位开关与回转电机、起升电机和变幅电机通信连接。
[0011]作为优选，所述塔机上装有三维扫描仪，所述三维扫描仪的输出端与决策支持装置通信连接。
[0012]基于所述的基于5G技术的智能塔机的远程监控系统的一种基于5G技术的智能塔机的远程监控方法，包括以下步骤： 步骤一在安装有塔机群的工地、码头或港口安装多个5G基站，所述5G基站安装在每个塔机的顶部，在塔机群范围内组建起5G网络；步骤二地面的现场操作者手持遥控手柄到达待吊运货物处，所述遥控手柄实时将位置信息发送给控制室内的数据采集控制器，所述数据采集控制器根据距离优先原则，分析靠近所述遥控手柄的多个塔机的机械特性和工作状态，然后确定响应塔机，并通过网桥一向响应塔机的决策支持装置发送信号；步骤三所述响应塔机的决策支持装置接收遥控手柄和移动小车的位置信息，结合风速传感器、高度传感器、幅度传感器、扭矩传感器、倾角传感器和方位传感器的输出信息以及多个测距雷达的输出信息，所述决策支持装置的微处理器二确定吊钩的移动路线；步骤四所述决策支持装置控制回转电机、起升电机和变幅电机动作，直至吊钩移动到遥控手柄位置；步骤五所述决策支持装置根据控制室数据采集控制器发送的待吊运货物重量，或者根据塔机上三维扫描仪的扫描结果，设定执行机构运行的速度和加速度，并将指令发送给回转变频器、起升变频器和变幅变频器；步骤六地面的现场操作者手持遥控手柄移动到放货处，重复步骤三和四；步骤七现场操作者通过遥控手柄发出放货信息，所述决策支持装置控制起升电机动作，所述吊钩放货；现场操作者通过遥控手柄发出吊钩归位信息，完成本次吊运。
[0013]作为优选，所述步骤二中数据采集控制器根据塔机上安装的风速传感器、高度传感器、幅度传感器、扭矩传感器、倾角传感器和方位传感器的输出，判定塔机的工作状态。
[0014]作为优选，所述遥控手柄与控制室内的数据采集控制器之间的通信、所述决策支持装置与控制室数据采集控制器之间的通信均采用重传机制和信息加密。
[0015]作为优选，当所述决策支持装置接收到控制室的数据采集控制器发送的三条指令中有两条相同指令时，所述决策支持装置执行所述的相同指令。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：(1)利用基于5G技术的智能塔机的远程监控系统，能够实现塔机的无人化和智能化，能够提高塔机自动化程度；(2)在安装有塔机群的工地、码头或港口安装多个5G基站，且5G基站安装在每个塔机的顶部，在塔机群范围内组建起5G网络，使得塔机群内的通信实现高速度、大容量、低时延和高可靠性；(3)遥控手柄与控制室内的数据采集控制器之间的通信、决策支持装置与控制室数据采集控制器之间的通信均采用重传机制和信息加密，增加了信息传送的可靠性和安全性；(4)决策支持装置对接收到的控制室数据采集控制器发送的指令采取三取二加固处理，保证了执行的准确性；(5)塔机顶部的5G基站和塔机的塔臂上的移动小车上安装差分定位系统，移动小车作为差分定位系统的移动站；移动小车正下方安装有吊钩； 5G基站的坐标已知，通过差分定位系统对塔机上的移动小车和吊钩实时位置进行精准定位；(6)决策支持装置收到移动小车和吊钩的位置信息，再以遥控手柄的位置作为目标，规划吊钩的移动路线，驱动执行机构动作。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，图1为实施例1提供的基于5G技术的智能塔机的远程监控系统示意图，图2为实施例1提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G技术的智能塔机的远程监控系统，其特征在于，包括控制室，所述控制室内安装有数据采集控制器；所述塔机上安装有执行机构，所述执行机构包括回转电机、起升电机和变幅电机；所述数据采集控制器装有5G模组；所述远程监控系统还包括多个5G基站(1)、遥控手柄和决策支持装置(2)；所述5G基站(1)安装在塔机顶部；所述塔机上部周向安装有多个测距雷达，多个所述测距雷达的输出端分别与决策支持装置(2)无线通信连接；所述遥控手柄配置为由地面的现场操作者手持，所述遥控手柄安装有微处理器一、5G模组、定位器一、触摸屏和电源；所述5G基站(1)和塔机的塔臂上的移动小车(3)上安装有差分定位系统，所述移动小车(3)作为差分定位系统的移动站；所述移动小车(3)正下方安装有吊钩(4)；所述5G基站(1)的坐标已知并作为差分定位系统的基准站，通过所述差分定位系统对塔机上的移动小车(3)和吊钩(4)实时位置进行精准定位；所述移动小车(3)和决策支持装置(2)通过网桥三通信连接；所述决策支持装置(2)安装在塔机的塔臂上，通过网桥一与控制室无线连接；所述决策支持装置(2)包括微处理器二，所述决策支持装置(2)与塔机的执行机构通信连接。2.根据权利要求1所述的基于5G技术的智能塔机的远程监控系统，其特征在于，所述5G基站(1)安装有GPS接收机主机一、GPS接收机电源一、GPS天线、GPS控制记录器一、交换机一、网桥二发射端和数传电台一；所述移动小车(3)上安装有GPS接收机主机二、GPS接收机电源二、GPS内置天线、GPS控制记录器二、交换机二、网桥二接收端和数传电台二，所述网桥二接收端接收网桥二发射端发射的信号。3.根据权利要求2所述的基于5G技术的智能塔机的远程监控系统，其特征在于，所述塔机上安装有风速传感器(5)、高度传感器(6)、幅度传感器(7)、扭矩传感器(8)、倾角传感器(9)和方位传感器(10)，所述风速传感器(5)、高度传感器(6)、幅度传感器(7)、扭矩传感器(8)、倾角传感器(9)和方位传感器(10)通过交换机三与决策支持装置(2)连接。4.根据权利要求3所述的基于5G技术的智能塔机的远程监控系统，其特征在于，所述遥控手柄内安装有操作者身份验证模块；所述回转电机、起升电机和变幅电机与电源之间分别连接有回转变频器、起升变频器和变幅变频器，所述回转变频器、起升变频器和变幅变频器分别与决策支持装置(2)通信连接。5.根据权利要求4所述的基于5G技术的智能塔机的远程监控系统，其特征在于，所述决策支持装置(2)输出端与电子凸轮控制器和电子限位开关通信连接，所述电子凸轮控制器和电子限位开关与回转电机、起升电机和变幅电机通信连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷利庆，陈公正，刘世涛，潘玉珀，史云飞，王福星，王明绅，
申请(专利权)人：中建八局第二建设有限公司，
类型：发明
国别省市：