一种建筑施工多设备联动控制系统的制作方法

本发明涉及建筑施工智能装备控制，更具体地说，涉及一种建筑施工多设备联动控制系统。

背景技术：

1、近年来，智能建造与建筑工业化已成为建筑行业发展的核心方向，无人塔机、无人施工电梯、agv 叉车等智能施工装备逐步在施工现场推广应用，推动建筑施工向少人化、无人化转型。各类无人装备在物料转运、垂直运输、水平配送等环节实现单机自动化作业，有效提升了施工装备的运行精度与作业稳定性，为施工现场高效化、标准化作业提供了硬件基础。随着施工现场智能化设备种类与数量持续增加，多装备协同作业已成为满足大规模、高效率物料转运需求的必要形式。

2、现有技术中，公告号为cn119087836a的专利，公开了一种施工现场用建筑节能控制系统。包括能源监测模块、环境监测模块、设备管理模块、能源分析模块、环境分析模块、人员定位调控模块和实时调度模块，设备管理模块用于对施工现场的各工地设备进行维护并对各工地设备进行管理，人员定位调控模块通过定位技术，获取施工人员在现场的分布情况，再对不同设备的能源需求合理分配能源，实时调度模块根据实时获取的环境参数，从而智能控制特定区域的照明和通风设备。该发明实时监测能源消耗和智能控制设备运行成为现实，为施工现场用建筑节能控制系统的研发和应用奠定了坚实的技术基础。

3、虽然该系统能实时监测能源消耗和智能控制设备运行成为现实，为施工现场用建筑节能控制系统的研发和应用奠定了坚实的技术基础，但是当前建筑施工现场中，无人塔机、无人电梯、agv 叉车大多采用独立控制模式，各自配备专属控制系统与操作终端，设备之间缺乏统一的数据交互接口与协同调度机制，形成明显的信息孤岛，单机独立运行模式下，塔机卸料、叉车接料、电梯转运等工序依赖人工调度衔接，易出现工序错位、等待时间过长、作业流程不连续等问题，整体作业效率难以提升，各设备定位系统独立工作，空间位置协同精度不足，卸料点、接驳点、停靠点易出现偏差，仍需人工辅助校正，无法实现全流程无人化作业目标。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种建筑施工多设备联动控制系统，解决了上述的问题。

2、为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑施工多设备联动控制系统，包含感知层、传输层、调度层、执行层与监控层，各层级之间建立双向数据传输通道并形成闭环控制结构，感知层、传输层、调度层、执行层、监控层依次完成信息采集、数据传输、指令生成、动作执行与状态监控，执行层包含无人塔机、无人电梯与自动导引叉车，调度层分别与无人塔机、无人电梯、自动导引叉车建立控制连接，调度层依据采集信息生成联动控制指令并下发至执行层，执行层按照控制指令完成物料转运相关作业，监控层与调度层保持数据交互，系统内部设置全域安全联控结构，安全联控结构贯穿感知层、传输层、调度层与执行层。

3、优选的，所述感知层包含高精度定位模块、环境感知传感器、装备状态传感器与物料识别传感器，高精度定位模块分别布置于无人塔机、无人电梯、自动导引叉车本体结构，环境感知传感器分布于施工现场固定区域与执行层移动设备表面，装备状态传感器与无人塔机、无人电梯、自动导引叉车的驱动结构、传动结构、承载结构保持连接，物料识别传感器对应物料存放区域与执行层承载区域设置，感知层各采集单元输出端均与传输层输入端保持电性连接。

4、优选的，所述传输层包含无线通讯单元与有线通讯单元，无线通讯单元采用第五代移动通信传输方式，有线通讯单元采用工业以太网传输方式，无线通讯单元与有线通讯单元之间设置冗余切换结构，传输层设置通讯网关，通讯网关分别连接感知层输出端、调度层输入端、执行层输入端与监控层输入端，传输层通过通讯网关完成不同层级之间的数据格式转换与信号转发。

5、优选的，所述调度层包含中央处理单元、存储单元与数据交互接口，中央处理单元输入端连接传输层输出端，中央处理单元输出端分别连接无人塔机控制端、无人电梯控制端、自动导引叉车控制端，存储单元与中央处理单元建立双向数据读取通道，数据交互接口与外部控制平台、现场管理终端建立数据连接，数据交互接口兼容多类型执行层设备的控制协议。

6、优选的，所述调度层内部设置任务分配结构、路径规划结构与工序衔接结构，任务分配结构依据采集信息确定执行层设备作业分配关系，路径规划结构依据空间位置信息确定执行层设备移动路径，工序衔接结构依据作业流程确定无人塔机、无人电梯、自动导引叉车的作业时序，任务分配结构、路径规划结构与工序衔接结构协同完成执行层设备的联动调度。

7、优选的，所述系统设置无人塔机与自动导引叉车联动控制结构，无人塔机作业端与自动导引叉车承载端保持位置对应关系，无人塔机驱动端与自动导引叉车驱动端均接入调度层输出端，调度层依据定位信息调整无人塔机作业姿态，调度层依据位置信息调整自动导引叉车停靠姿态，无人塔机与自动导引叉车之间设置位置匹配触发结构。

8、优选的，所述系统设置无人塔机与无人电梯联动控制结构，无人塔机卸料区域与无人电梯上料区域保持空间衔接关系，无人电梯驱动端接入调度层输出端，调度层依据楼层状态信息控制无人电梯运行楼层，调度层依据物料信息控制无人塔机卸料位置，无人电梯与调度层之间设置楼层反馈结构，

9、优选的，所述系统设置无人电梯与自动导引叉车联动控制结构，无人电梯轿厢内部与自动导引叉车移动路径之间设置定位引导结构，自动导引叉车与无人电梯轿厢之间设置状态锁定结构，无人电梯门体控制端与自动导引叉车驻车控制端接入同一控制节点，调度层依据接驳状态控制无人电梯与自动导引叉车的联动动作。

10、优选的，所述全域安全联控结构包含空间监测单元、参数监测单元与应急处理单元，空间监测单元实时采集执行层设备相对位置信息，参数监测单元实时采集执行层设备运行载荷信息，应急处理单元输入端连接空间监测单元与参数监测单元，应急处理单元输出端连接执行层驱动控制端，应急处理单元依据监测信息生成应急控制指令。

11、优选的，所述系统整体采用模块化装配结构，感知层、传输层、调度层、执行层、监控层均为独立装配模块，各模块之间通过标准接口完成连接，现场部署按照感知层布设、传输层组网、调度层调试、执行层对接、监控层装配的顺序实施，系统部署完成后执行无人塔机、无人电梯、自动导引叉车的单设备调试与多设备联动调试。

12、与现有技术相比，本发明提供了一种建筑施工多设备联动控制系统，具备以下有益效果：

13、1、该一种建筑施工多设备联动控制系统，本系统构建的全域安全联控体系，实现了多装备防碰撞、超载偏载联动防护、故障联动应急的全维度安全保障，通过厘米级高精度定位与实时环境感知，提前预警碰撞风险并自动触发防护指令，有效消除了塔机、电梯、agv叉车协同作业的碰撞隐患；超载偏载联动防护与故障应急机制，避免了因装备故障导致的施工安全事故与工期延误，大幅提升了建筑施工物料转运环节的作业安全性，从根源上降低了施工安全事故发生率。

14、2、该一种建筑施工多设备联动控制系统，系统通过多模块精准联动控制逻辑与智能化调度算法，实现了物料转运全流程的无人工精准衔接，彻底取消了人工调度与辅助调整环节，大幅缩短了各装备的等待时间与工序衔接时间；动态负荷均衡调度算法实现了装备资源的优化配置，避免了资源闲置与超负荷运行，提升了装备的作业效率；同时电梯与agv 叉车的自动接驳、自动装卸料设计，进一步提升了物料转运的整体效率，有效缩短了建筑施工工期。

15、3、该一种建筑施工多设备联动控制系统，本系统实现了建筑施工物料转运环节的真正无人化协同作业，彻底替代了传统模式中调度、接料、接驳、装卸等环节的人工操作，大幅降低了人工成本；同时系统的可视化监控与智能化调度，减少了现场管理人员的工作强度，提升了管理效率，进一步节约了管理人工成本，实现了建筑施工人工成本的全流程节约。

16、4、该一种建筑施工多设备联动控制系统，本系统以全域感知、智能调度、精准联动为核心，全面契合国家智能建造与建筑工业化的发展政策，将传统的单一无人装备运行模式升级为多装备协同联动的智能化运行模式，推动了建筑施工从 “单机无人化” 向 “全域无人化” 的升级，为建筑施工无人化、智能化发展提供了核心技术支撑；同时系统搭建的施工数据云平台，实现了作业数据的实时采集、分析与可视化展示，推动了建筑施工的精细化、数据化管理，提升了项目整体的智能建造水平。

17、5、该一种建筑施工多设备联动控制系统，自主研发的动态负荷均衡调度算法，可根据施工现场的物料转运任务量与装备运行状态，动态分配作业任务，实现各无人装备的负荷均衡，避免了部分装备超负荷运行、部分装备闲置的资源浪费问题，提升了智能装备的利用率；同时系统的标准化数据交互接口，实现了不同品牌、不同型号智能装备的即插即用，无需对原有装备进行大规模改造，降低了装备升级与系统应用的改造成本，实现了智能装备资源的最大化利用。

18、6、该一种建筑施工多设备联动控制系统，本系统为模块化、装配式设计，现场部署与调试流程简洁，可根据施工现场的规模、施工阶段、物料转运需求，灵活调整感知层设备布局与调度算法参数，适配住宅、工业厂房、商业综合体等各类建筑的施工场景，以及主体结构、装饰装修、装配式构件安装等各施工阶段；同时系统兼容市场主流品牌的无人智能装备，大幅提升了系统的通用性与复用性，可在不同建筑项目中快速推广应用，具备广阔的应用前景。