一种具备状态监测功能的智能护栏的制作方法

1.本发明涉及护栏安全监测领域，尤其涉及一种具备状态监测功能的智能护栏。


背景技术：

2.为确保技防措施的实施到位，在建筑工地、陷洞基坑等危险区域设立护栏，并利用不断发展的智能传感和物联通信技术对护栏进行监管的方案被广泛推广。
3.先进的智能护栏监测方案一般在实体护栏的基础上增加报警系统，主要包括红外对射、红外微波双鉴、高压电子脉冲、视频监控等技术，存在成本高、误报率高、室外供电不便等问题。而主要依赖的有线数据传输方式在工地、危险地段等户外环境存在接线不便、数据易丢失、人工监测效率低等情况。因而，研究设计一种高效、可靠、低功耗、易维护、无线数据传输的护栏状态监测系统对提高护栏安全状态监控水平和优化护栏资源管理至关重要。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种具备状态监测功能的智能护栏，所述系统具有多个检测功能，包括但不限于护栏断路检测、撞击检测、倾斜检测、温度检测、位置测算、远程无线通信等功能。
5.实现本发明目的的技术方案为：一种具备状态监测功能的智能护栏，包括护栏、护栏状态检测装置、基站和远程云平台；
6.所述护栏设有断路检测线路，与所述护栏状态检测装置相连；
7.所述护栏状态检测装置安装在护栏上，包括主控模块、断路检测模块、撞击传感器、电源管理模块、通信模块、定位模块和报警模块；所述定位模块用于采集护栏的位置信息并传送至主控模块；所述断路检测模块与断路检测线路连接，用于对护栏回路通断进行检测，向所述主控模块发送断路检测信息；所述撞击传感器用于发生撞击时检测护栏受到的撞击力度和倾斜姿态，向所述主控模块发送撞击信息；所述报警模块用于实现事故现场的警示功能；所述电源管理模块，用于护栏状态检测装置的自供电和电压检测；所述主控模块与其他模块通过电性相连，通过所述通信模块将断路检测模块的断路检测信息、撞击传感器检测的撞击信息以及护栏状态检测设备身份信息的信号发送给远程云平台；
8.所述基站与护栏状态检测装置中的通信模块进行数据交互，用于上报护栏状态检测装置检测到的护栏异常信息和接收参数配置指令；
9.所述远程云平台通过基站与护栏状态检测装置进行通信，用于下发护栏状态检测装置的参数配置指令和接收装置检测到的护栏异常信息。
10.进一步的，所述护栏的断路检测线两端留有接口，相邻护栏之间断路检测线通过插接口连接；连接方式具体有三种：
11.所述断路检测线内置于护栏上端钢管内部，两端留有接口，中间以活动短接线连接；
12.所述断路检测线组成的线路为弹性结构，内置于护栏上端钢管内部，连接时拉动
所述检测线路对接插口，绷紧所述检测线路，断开时收缩使所述检测线路两端插口缩回护栏上端钢管两侧；
13.所述断路检测线通过卡线槽固定在护栏上，两端留有接口，可直接对插或中间以活动短接线连接。
14.进一步的，所述护栏状态检测装置还包括存储模块，存储设备不能及时上报的信息。
15.进一步的，所述护栏状态检测装置还包括温度检测模块，用于采集护栏环境温度并传送至主控模块。
16.进一步的，所述主控模块为小型、微型、低功耗处理器，包括但不限于微型控制器mcu、微处理器arm或者中央处理器cpu。
17.进一步的，所述定位模块为gps定位模块、北斗定位模块、伽利略定位模块、基站定位模块、wifi定位模块或ip定位模块。
18.进一步的，所述通信模块为移动通信模块、近场通信模块、wifi模块、可见光通信模块或蓝牙模块。
19.进一步的，所述远程云平台可以根据异常状态护栏位置信息形成电子围栏，与其他智能设备联动，在智能安全帽接近异常状态区域时触发报警提示。
20.进一步的，所述报警模块为声光报警器。
21.与现有技术相比，本发明的显著优点为：(1)本发明提供的护栏状态监测系统采用断路检测方案对限定区域内护栏安全情况进行监测，当护栏被非法移动或拆卸时，所属区域的断路检测回路产生断路信号，并根据断路信号和设备信息判断出事故的发生及其发生位置，随后进行安全报警；(2)本发明受环境因素影响小、准确率高，有效解决了现有方案普遍存在的环境影响大、人为干扰因素大、误报警率高、数据易丢失等问题；(3)本发明采用的低功耗系统设计采用但不限于低功耗芯片、主控芯片加通信模组的低功耗设计架构等方式，满足了电池供电下的长续航工作，提高了护栏状态检测设备的密封性和户外环境适应性，有效解决了外部供电不便的问题；(4)本发明提供的护栏状态监测系统可以对安全漏洞进行及时的监测和警示，有效降低了人力巡查成本和安全事故的发生。
附图说明
22.图1是本发明一种实施方式的护栏状态检测设备的结构示意图。
23.图2是本发明一种实施方式的护栏状态监测系统的连接示意图。
24.图3是本发明一种实施方式的护栏状态监测系统的安装方法示意图。
具体实施方式
25.如图1、2所示，一种具备状态监测功能的智能护栏，包括护栏110、护栏状态检测装置、基站111和远程云平台112；
26.所述护栏110包括安装在建筑工地临边危地、陷洞基坑等危险地段的临边护栏；所述护栏装设有断路检测线109，与所述护栏状态检测装置相连；
27.所述基站111与护栏状态检测设备中的无线模块进行数据交互，用于上报设备检测到的护栏异常信息和接收设备参数配置指令；
28.所述远程云平台112通过基站与护栏状态检测设备进行通信，用于下发设备的参数配置指令和接受设备监测到的护栏异常信息，及时进行报警并通知相关管控人员进行异常排查和复位，接受个人计算机或手机的数据访问。所述远程云平台可以根据异常状态护栏位置信息形成电子围栏，与其他智能设备联动，在智能安全帽接近异常状态区域时触发报警提示。
29.如图1、图2所示，所述护栏状态检测装置安装在护栏110上，包括：内部的主控模块101、断路检测模块102、撞击传感器103、定位模块104、通信模块105、温度检测模块108、电源管理模块107、报警模块106、存储模块和外部的护栏断路检测线109。
30.所述通信模块105用于数据的远程通讯，包括但不限于nb、2g、3g、4g、5g、wifi、蓝牙通信模组、esim芯片等。
31.所述定位模块104用于采集护栏的位置信息并传送至主控模块101；定位模块可以使用gps定位模块、北斗定位模块、伽利略定位模块、基站定位模块、wifi定位模块或ip定位模块等。
32.所述断路检测模块102用于向所述主控模块101发送断路检测信息；
33.所述撞击传感器103用于发生撞击时检测设备受到的撞击力度和设备的倾斜姿态，向所述主控模块101发送撞击信息；
34.优选的，撞击传感器103采用能够物理检测物体运动时三轴方向加速度的三轴加速度计，用于采集护栏异常状态下的加速度信息曲线和护栏状态智能监控设备自身加速度信息。监控装置在护栏上安装到位后进行初始角度清零，当设备检测到大于5
°
的角度倾斜时，判定护栏处于倾斜状态，设备进行倾斜报警；当设备检测到某方向大于1g的加速度，且倾斜角度小于5
°
或可恢复到0
°
时，判定护栏处于受撞击状态，设备进行撞击报警；当设备检测到某方向大于1g的加速度，且出现大于5
°
的倾斜角度时，判定护栏处于撞击倒塌状态，设备进行撞击倒塌报警。
35.所述主控模块101与所述断路检测模块102、撞击传感器103、电源管理模块107、通信模块105、定位模块104和报警模块106通过电性相连，具体为具备有一定存储能力的小型、微型、低功耗处理器，包括但不限于微型控制器、微处理器、中央处理器等，所述主控模块101用于处理、判断护栏异常情况的数据信息，通过通信模块将携带有断路检测模块检测信息、撞击传感器检测的撞击信息以及护栏状态检测设备身份信息的信号发送给远程云平台；
36.所述报警模块106内置于所述检测装置中用于实现事故现场的警示功能；
37.所述温度检测模块108用于采集护栏安装的环境温度并传送至主控模块101。
38.所述存储模块用于存储设备不能及时上报的信息。
39.所述电源管理模块107，内置锂电池电性连接于主控模块101、断路检测模块102、撞击传感器103、通信模块105、定位模块104和报警模块106，用于实现设备的自供电和电压检测；为提高护栏监控警示设备的密封性，电源管理模块采用内部锂电池供电模式，电池不可及且没有外接电源接口，降低系统功耗、延长电池寿命是本发明的希望的特征，在本发明中通过适用低功耗芯片选择、基于单片机加通信模组架构开发等方式进行功耗的降低。
40.所述护栏断路检测线109电性连接于设备的断路检测模块并物理安装在护栏上，对护栏回路通断进行探测。
41.所述护栏断路检测线109断开时通过断路检测模块102向所述主控模块101发送断路检测信息，发生撞击时通过撞击传感器103向所述主控模块101发送撞击信息，主控模块101通过所述通信模块105将携带有断路检测模块检测信息、撞击信息以及护栏状态检测设备身份信息的信号发送给远程云平台112；
42.断路检测方案通过外部断路检测线对护栏进行监测，当护栏被非法移动或拆卸时，所属区域的断路检测回路出现断点，断路检测模块与主控模块会利用探测到的断路信号和设备信息判断出事故的发生及其发生位置，随后启动无线通信模块和报警模块对危险区域进行警示。
43.如图3所示，所述护栏状态检测装置2安装在护栏3上，用于采集、处理并发送护栏的安全信息；所述护栏3的断路检测线两端留有接口1，相邻护栏3之间断路检测线路通过插接口连接。护栏结构有三种：
44.所述断路检测线路内置于护栏上端钢管内部，两端留有接口，中间以活动短接线连接；
45.所述断路检测线路为弹性结构，内置于护栏上端钢管内部，连接时拉动所述断路检测线对接插口，绷紧断路检测线，断开时收缩使断路检测线两端插口缩回护栏上端钢管两侧；
46.所述断路检测线路通过卡线槽固定在护栏上，两端留有接口，可直接对插或中间以活动短接线连接。
47.本发明实施例中提供的芯片、接口、通讯协议以及通讯代码、程序等皆为现有技术中，不作为本发明所需保护的技术特征。
48.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。