工程施工管理用智能卡片、充电式智能闸机及其工作方法与流程

1.本发明涉及工程施工管理技术领域，尤其涉及一种工程施工管理用智能卡片、充电式智能闸机及其工作方法。


背景技术：

2.借助于信息数字化的发展，智慧工地应运而生，实现对施工过程的科学智能化管理，目前智慧工地运用的智能设备主要是智能安全帽及其后台运行监测系统，通过智能安全帽的进出施工场地实现施工人员考勤以及作业现场监测，智能安全帽是将智能芯片设置在安全帽上，通过施工人员佩戴智能安全帽的方式实现智能化管理，这在实际的施工操作中发现对于智能安全帽为一体式的，存在智能安全帽收纳、管理及充电不方便，智能安全帽一般发放给施工人员使用后由施工人员使用管理，智能安全帽拿去宿舍，利用充电器对智能安全帽直接充电，或将智能安全帽上的电池拆卸下后单独进行充电，一方面难以保证智能安全帽的充电效果，不规范的充电操作还会影响智能安全帽的正常使用，缩短寿命；另一方面智能安全帽的充电无法统一有效管理，存在着一定的安全隐患，容易因线路故障引发火灾；此外单纯利用智能安全帽对施工人员进行考勤管理，经常出现考勤统计异常的情况。
3.针对上述智慧工地对施工人员管理过程中施工人员考勤容易出错，智能安全帽存在的使用收纳管理及充电不便的问题，我们设计出了一种工程施工管理用智能卡片、充电式智能闸机及其工作方法来解决以上问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的智慧工地对施工人员管理过程中考勤容易出错，使用的智能安全帽存在的收纳管理及充电不便缺点，而提出的一种工程施工管理用智能卡片、充电式智能闸机及其工作方法，其目的是提出一种便携式的智能卡片及带有充电功能的闸机，以实现工程施工过程中对施工人员的考勤、施工管理和作业环境状态进行监测的精细化管理。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种工程施工管理用智能卡片、充电式智能闸机的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：步骤一：充电式智能闸机安装在施工现场的员工专用通道出入口处，将施工人员的身份信息预先录入到智能卡片、充电式智能闸机的人脸识别器的系统和后台监测平台系统中，每个施工人员发放一个存储有该施工人员个人信息的智能卡片，施工人员无工作状态下，智能卡片存储在施工现场的员工通道出入口处的充电式智能闸机的存储充电柜内进行充电；步骤二：当施工人员需要进入施工现场进行作业时，在经过充电式智能闸机时，充电式智能闸机上的人脸识别器首先对施工人员进行脸部扫描，识别出施工人员的身份信息后，与后台监测平台系统中预先录入的施工人员的身份信息比对，匹配出施工人员身份信
息相对应的智能卡片，存储充电柜上用于存储及给智能卡片充电的充电槽端口处的提示灯圈闪烁，施工人员将匹配出的智能卡片从闪烁提示灯圈的充电槽内取出，充电式智能闸机的挡板开启放行，施工人员通过充电式智能闸机进入施工现场进行作业，充电式智能闸机及后台监测平台系统记录施工人员进入施工现场的时间及人员状态信息；步骤三：施工人员进入施工现场后，将智能卡片佩戴在施工人员的身上或安全帽上，通过智能卡片内设置的采集模块对施工人员所在的施工现场的环境的温湿度、施工人员所在的位置信息以及施工人员的躯体姿态信息传输给后台监测平台，供后台监测平台工作人员监测现场施工人员的工作状态；步骤四：待施工人员完成工作离开施工现场时，施工人员通过充电式智能闸机时，将智能卡片放在读取器上扫描识别施工人员身份信息，充电式智能闸机对智能卡片内记录的施工人员施工作业期间的监测数据进行拷贝记录，电子显示屏同步显示读取器读取到的信息，通过充电式智能闸机内的4g模块，将拷贝记录发送至后台监测平台，同时人脸识别器再次扫描施工人员人脸信息进行核对，施工人员身份确认无误后，充电式智能闸机及后台监测平台系统记录施工人员离开施工现场的时间及人员状态信息，完成工作考勤记录，且充电槽端口处的提示灯圈闪烁亮起，施工人员将智能卡片插入提示灯圈闪烁的那个充电槽，完成对智能卡片的统一收集和充电管理。
6.一种工程施工管理用智能卡片，智能卡片为内部设置有印制电路板，印制电路板上设置有用于存储身份信息的rfid标签，rfid标签为卡片状结构，智能卡片内部包括中央处理模块、通讯模块、数据传输模块、数据存储模块、采集模块、报警模块和电源模块，中央处理模块分别与数据存储模块、数据传输模块、采集模块、报警模块和电源模块建立电性连接，数据传输模块通过通讯模块与后台监测平台建立数据信号连接，所述采集模块包括用于采集位置信息的定位单元和用于采集环境信息的监测单元。
7.所述电源模块包括储能单元和充电单元，所述充电单元采用无线充电模式，所述数据传输模块为基于nb-iot数据传输技术的终端模块，所述储能单元为容量不低于600mah的锂离子电池，充电式智能闸机内的存储充电柜通过所述充电单元对所述储能单元进行充电。
8.所述监测单元包括用于海拔高度监测的气压传感器、用于监测环境温度的温度传感器、用于监测环境湿度的湿度传感器和用于人体姿态监测的六轴传感器。
9.所述报警模块外接蜂鸣器，所述蜂鸣器固定在所述智能卡片的壳体上，所述定位单元包括卫星定位和/或lbs基站定位。
10.一种工程施工用充电式智能闸机，包括闸机壳体、挡板、识别器和存储充电柜，所述挡板通过驱动机构转动安装在所述闸机壳体的一侧，所述识别器固定安装在所述闸机壳体上侧，所述存储充电柜设置在所述闸机壳体的一侧，存储充电柜内设置有用于给智能卡片充电的充电槽，所述识别器分别为人脸识别器和读取器，所述人脸识别器包括固定杆和转动识别仪，所述固定杆固定安装在所述闸机壳体上侧的外壁，所述固定杆的顶端设置有球形槽，所述球形槽内设置有转动电机，所述转动识别仪转动安装在所述球形槽内、且与转动电机的输出端连接，所述读取器位于所述闸机壳体的上侧。
11.所述闸机壳体一侧的外壁设置有连接轴孔，所述闸机壳体一侧的外壁设置有与所述连接轴孔相邻的安装口，所述驱动机构位于所述安装口内；所述驱动机构包括驱动马达、
驱动齿和旋转齿轮，所述驱动马达的一端设置有轴承，所述轴承的一端与所述驱动齿连接，所述挡板上设置有连接杆，所述连接杆活动安装在连接轴孔内，所述驱动齿固定连接在所述驱动马达的输出端，所述驱动齿与所述旋转齿轮啮合，所述旋转齿轮固定安装在所述连接杆的上端，所述驱动齿和所述旋转齿轮为分别设置有两种齿距的齿轮，并且两种齿距交错设置，所述驱动齿与所述旋转齿轮啮合，所述驱动马达的转动为预定角度的往复旋转。
12.所述闸机壳体一侧的外壁设置有用于智能卡片收集、并自动蓄电的存储充电柜，所述闸机壳体上设置有安装槽口，所述存储充电柜位于所述安装槽口内，所述安装槽口内设置有驱动组件，所述驱动组件设置于所述安装槽口与所述存储充电柜之间，驱动组件用于驱使所述存储充电柜沿固定点向一侧旋转，所述安装槽口相对两侧的内壁设置有连接口，所述存储充电柜上设置有延长轴，所述延长轴与所述连接口活动连接；所述驱动组件包括伺服电动缸和驱动杆，所述伺服电动缸固定安装在所述安装槽口一侧的内壁，所述伺服电动缸的输出端与所述驱动杆的一端固定连接，所述存储充电柜一侧的外壁设置有倒滑槽，且所述倒滑槽沿所述存储充电柜轴线方向对称设置，所述驱动杆的一端设置有倒滑杆，所述驱动杆为两个固定连接的杆体，所述倒滑杆活动安装在所述倒滑槽内，所述倒滑杆分别位于驱动杆两个杆体的外壁，所述伺服电动缸的输出端往复运动，驱动所述驱动杆移动，以使所述倒滑杆改变位于所述倒滑槽内的位置、从而使的所述存储充电柜沿所述延长轴向一侧倾斜；所述存储充电柜相对所述倒滑槽一侧的外壁设置有若干个用于智能卡片供电的充电槽，若干个所述充电槽等距分布、且充电槽的端口处均设置有提示灯圈，所述存储充电柜连接有外接电源，所述充电槽内设置有感应器，所述提示灯圈与所感应器相连接，所述充电槽内设置有无线充电发射端。
13.所述读取器和人脸识别器之间的所述闸机壳体上侧设置有电子显示屏，所述人脸识别器、读取器、电子显示屏、驱动组件和驱动机构均与充电式智能闸机的控制终端系统连接，所述充电式智能闸机的控制终端系统与所述后台监测平台建立信号连接。
14.所述闸机壳体上设置有用于紧急开启所述挡板的指令按钮，闸机壳体一侧的外壁设置有倾斜壁，所述倾斜壁具体为向上凸起的弧形面，所述读取器设置于所述倾斜壁的凹槽上，且所述读取器具有10-15度的倾斜角度。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中通过智能卡片与充电式智能闸机的配合使用，一方面对施工人员实现收卡、发卡集中统一管理智能卡片，可有效防止卡片丢落遗失，避免施工人员因充电不规范引起的卡片损坏或火灾的情况发生；另一方面，施工人员在进出充电式智能闸机时，利用智能卡片存储的施工人员的身份信息及充电式智能闸机上的读取器和人脸识别器，对施工人员的身份识别，完成了对施工人员的工作考勤的详细记录，避免考勤统计错误，落实施工人员考勤的精确管理；本发明智能卡片采用无线充电模式，避免常规的type-c充电模式频繁的插拔动作对智能定位智能卡片的损伤，而影响智能卡片使用寿命；通过智能卡片中对工作人员施工现场的施工环境及工作人员的工作状态进行监测，可有效对施工人员进行管理。
附图说明
16.图1为本发明充电式智能闸机的整体结构示意图；图2为本发明实施例提供的驱动机构结构示意图；
图3为本发明实施例提供的安装槽口内部结构示意图；图4为本发明实施例提供的驱动组件结构示意图；图5为本发明实施例提供的驱动机构连接结构示意图；图6为本发明实施例提供的智能卡片的水平剖面结构示意图；图7为本发明实施例提供的智能卡片整体外观示意图；图8为本发明实施例提供的智能卡片的逻辑关系连接示意图。
17.图中：1、闸机壳体；2、挡板；31、人脸识别器；311、固定杆；312、转动识别仪；32、读取器；4、存储充电柜；41、延长轴；42、倒滑槽；43、提示灯圈；401、充电槽；5、电子显示屏；6、驱动组件；7、驱动机构；9、指令按钮；10、智能卡片；11、印制电路板；12、rfid标签；13、气压传感器； 14、温度传感器；15、湿度传感器； 16、六轴传感器；17、储能单元；18、充电单元； 19、控制组件；20、约束胶带；21、基座；111、倾斜壁；100、连接轴孔；101、安装槽口；102、连接口；61、伺服电动缸；62、驱动杆；63、倒滑杆；70、安装口；71、驱动马达；711、轴承；72、驱动齿；73、旋转齿轮；181、接收线圈；191、整流模块；192、稳压模块；193、充电保护模块。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
19.实施例一：本实施例中提供一种工程施工管理用智能卡片、充电式智能闸机的工作方法，该方法主要针对工程施工管理中利用智能安全帽进行考勤统计时，施工人员考勤统计容易出现异常的缺陷，所采用的的工作方法包括以下步骤：步骤一：充电式智能闸机安装在施工现场的员工专用通道出入口处，将施工人员的身份信息预先录入到智能卡片10、充电式智能闸机的人脸识别器31的系统和后台监测平台系统中，每个施工人员发放一个存储有该施工人员个人信息的智能卡片10，施工人员无工作状态休息的情况下，智能卡片10存储在施工现场的员工通道出入口处的充电式智能闸机的存储充电柜4内进行充电；步骤二：当施工人员需要进入施工现场进行作业时，在经过充电式智能闸机时，充电式智能闸机上的人脸识别器31首先对施工人员进行脸部扫描，识别出施工人员的身份信息后，与后台监测平台系统中预先录入的施工人员的身份信息比对，匹配出施工人员身份信息相对应的智能卡片10，存储充电柜4上用于存储及给智能卡片10充电的充电槽401端口处的提示灯圈43闪烁，施工人员将匹配出的智能卡片10从闪烁提示灯圈43的充电槽401内取出，充电式智能闸机的挡板2开启放行，施工人员通过充电式智能闸机进入施工现场进行作业，充电式智能闸机及后台监测平台系统记录施工人员进入施工现场的时间及人员状态信息；步骤三：施工人员进入施工现场后，将智能卡片10佩戴在施工人员的身上或安全帽上，通过智能卡片10内设置的采集模块对施工人员所在的施工现场的环境的温湿度、施工人员所在的位置信息以及施工人员的躯体姿态信息传输给后台监测平台，供后台监测平台工作人员监测现场施工人员的工作状态；步骤四：待施工人员完成工作离开施工现场时，施工人员通过充电式智能闸机时，
将智能卡片10放在读取器32上扫描识别施工人员身份信息，充电式智能闸机对智能卡片10内记录的施工人员施工作业期间的监测数据进行拷贝记录，电子显示屏5同步显示读取器32读取到的信息，通过充电式智能闸机内的4g模块，将拷贝记录发送至后台监测平台，同时人脸识别器31再次扫描施工人员人脸信息进行核对，施工人员身份确认无误后，充电式智能闸机及后台监测平台系统记录施工人员离开施工现场的时间及人员状态信息，完成工作考勤记录，且充电槽401端口处的提示灯圈43闪烁亮起，施工人员将智能卡片10插入提示灯圈43闪烁的那个充电槽401，完成对智能卡片10的统一收集和充电管理。
20.实施例二：本实施例中提出了一种工程施工管理用智能卡片，该智能卡片10与充电式智能闸机相互配合工作，实现对工程施工管理中施工人员的考勤及施工人员工作状态的管理，具体的，如图6-图8所示，智能卡片10包括中央处理模块、通讯模块、数据传输模块、数据存储模块、采集模块、报警模块和电源模块，智能定位智能卡片10为内部设置有印制电路板11，印制电路板11上设置有rfid标签12，rfid标签12为卡片状结构，中央处理模块、通讯模块、数据传输模块和数据存储模块均设置在印制电路板11上；中央处理模块分别与数据存储模块、数据传输模块、采集模块、报警模块和电源模块建立电性连接，数据传输模块通过通讯模块与后台监测平台建立数据信号连接，采集模块包括用于采集位置信息的定位单元和用于采集环境信息的监测单元。
21.为了施工市场需求，本实施例中的定位单元包括卫星定位和/或lbs基站定位，此外也可采用gps卫星定位、北斗卫星定位、蓝牙信标定位或uwb定位中的任一种或多种组合；数据传输模块为基于nb-iot数据传输技术的终端模块；需要说明的是uwb定位技术是指超宽带 (ultra wide band，简称uwb)技术，是一种无线载波通信技术，通过发送纳秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据，基于tof技术计算无线电波返回设备的时间，进而测算设备间的距离，测距精度极高，可以达到厘米级。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有收发时间短、抗多径效果好、系统安全性高、整体功耗低等优点。因此，uwb技术能够应用于室内静止或移动的人和物的快速高精度定位跟踪与导航。
22.本实施例中涉及的用于扫描rfid标签12的设备以及人脸识别设备分别是读取器32和人脸识别器31；施工人员在进入施工现场的充电式智能闸机时通过读取器32和人脸识别器31扫描rfid标签12及及施工人员人脸信息，从充电式智能闸机的存储充电柜4中的充电槽401用于存放智能卡片10，并对智能卡片10进行充电，一方面对施工人员实现收卡、发卡集中统一管理智能卡片10，可有效防止卡片丢落遗失，统一的充电区域，也可有效避免施工人员因充电不规范引起的卡片损坏或火灾的情况发生；另一方面，施工人员在进出充电式智能闸机时，利用智能卡片10存储的施工人员的身份信息及充电式智能闸机上的读取器32和人脸识别器31，对施工人员的身份识别，完成了对施工人员的工作考勤的详细记录，避免考勤错漏引发的劳务纠纷，而且施工人员的身份识别核验，有助于施工管理者对施工人员的调度安排，落实施工人员的管理。
23.电源模块包括储能单元17和充电单元18，数据传输模块为基于nb-iot数据传输技术的终端模块，考虑到智能定位智能卡片10的实际使用过程中面临着每日进出施工现场的收卡和发卡的操作，若采取常规的type-c充电模式对智能定位智能卡片10进行充电的话，频繁的插拔动作将会严重影响智能定位智能卡片10的使用寿命，而作为另一项比较成熟的
无线充电模式成为了优选方案，本实施例中，充电单元18采用无线充电模式，储能单元17为容量不低于600mah的锂离子电池。
24.具体的，印制电路板11的一端与电源模块的储能单元17电性连接，储能单元17用于给印制电路板11上的中央处理模块及各模块进行供电，储能单元17卡设在基座21上，基座21固定在所述智能定位智能卡片10壳体上，所述充电单元18包括接收线圈181和控制组件19，接收线圈181通过约束胶带20贴合在智能定位智能卡片10腔内的壳体表面，控制组件19内设置有整流模块191、稳压模块192和充电保护模块193，整流模块191的接收端与所述接收线圈181连接，整流模块191输出端与所述稳压模块192的输入端连接，充电保护模块193和稳压模块192的输出端与所述储能单元17连接；为便于施工人员进出施工现场时进行收卡和发卡，以及对智能卡片10进行集中统一充电，存储充电柜4内的充电槽401设置有无线充电的发射端，通过充电单元18的无线充电接收端对储能单元17进行充电。
25.监测单元包括用于海拔高度监测的气压传感器13、用于监测环境温度的温度传感器14、用于监测环境湿度的湿度传感器15和用于人体姿态监测的六轴传感器16，报警模块外接蜂鸣器，蜂鸣器固定在智能卡片10的壳体上，六轴传感器16包括三轴加速度计和三轴陀螺仪，具有对施工人员的摔倒跌落检测和静止检测作用，对可施工人员的作业状态进行实时监测，发生紧急状况时，可向后台监测平台发出工作人员摔倒跌落报警提示，有助于后台监测平台的工作人员及时迅速排除险情，确保施工安全管理有效落实。
26.实施例三：如图1-图5所示，本实施例提出的一种工程施工用充电式智能闸机，该充电式智能闸机安装在工程施工现场的员工专用出入口出，用于对施工人员的上下班考勤进行管理，充电式智能闸机包括闸机壳体1、挡板2、识别器和存储充电柜4，充电式智能闸机内部还设置有4g通讯传输模块，挡板2通过驱动机构7转动安装在闸机壳体1的一侧，识别器固定安装在所述闸机壳体1上侧，存储充电柜4设置在闸机壳体1的一侧，存储充电柜4内设置有用于给智能卡片10充电的充电槽401，识别器分别为人脸识别器31和读取器32，人脸识别器31包括固定杆311和转动识别仪312，固定杆311固定安装在闸机壳体1上侧的外壁，固定杆311的顶端设置有球形槽，球形槽内设置有转动电机，转动识别仪312转动安装在所述球形槽内、且与转动电机的输出端连接，读取器32位于所述闸机壳体1壳体的上侧。
27.闸机壳体1一侧的外壁设置有连接轴孔100，闸机壳体1一侧的外壁设置有与连接轴孔100相邻的安装口70，驱动机构7位于安装口70内；驱动机构7包括驱动马达71、驱动齿72和旋转齿轮73，驱动马达71的一端设置有轴承711，轴承711的一端与驱动齿72连接，挡板2上设置有连接杆，连接杆活动安装在连接轴孔100内，驱动齿72固定连接在驱动马达71的输出端，驱动齿72与旋转齿轮73啮合，旋转齿轮73固定安装在连接杆的上端，驱动齿72和旋转齿轮73为分别设置有两种齿距的齿轮，并且两种齿距交错设置，驱动齿72与旋转齿轮73啮合，驱动马达71的转动为预定角度的往复旋转，带动挡板2进行转动。
28.闸机壳体1一侧的外壁设置有用于智能卡片10收集、并自动蓄电的存储充电柜4，闸机壳体1上设置有安装槽口101，存储充电柜4位于安装槽口101内，安装槽口101内设置有驱动组件6，驱动组件6设置于所述安装槽口101与存储充电柜4之间，驱动组件6用于驱使存储充电柜4沿固定点向一侧旋转，安装槽口101相对两侧的内壁设置有连接口102，存储充电柜4上设置有延长轴41，延长轴41与连接口102活动连接；驱动组件6包括伺服电动缸61和驱
动杆62，伺服电动缸61固定安装在所述安装槽口101一侧的内壁，伺服电动缸61的输出端与驱动杆62的一端固定连接，存储充电柜4一侧的外壁设置有倒滑槽42，且倒滑槽42沿所述存储充电柜4轴线方向对称设置，驱动杆62的一端设置有倒滑杆63，驱动杆62为两个固定连接的杆体，倒滑杆63活动安装在所述倒滑槽42内，倒滑杆63分别位于驱动杆62两个杆体的外壁，伺服电动缸61的输出端往复运动，驱动驱动杆62移动，以使倒滑杆63改变位于倒滑槽42内的位置、从而使的存储充电柜4沿延长轴41向一侧倾斜，便于对存储充电柜4进行检修，当出现智能卡片10难以取出时，通过将存储充电柜4倾斜，可人工取出智能卡片10；存储充电柜4相对倒滑槽42一侧的外壁设置有若干个用于智能卡片10供电的充电槽401，若干个所述充电槽401等距分布、且充电槽401的端口处均设置有提示灯圈43，存储充电柜4连接有外接电源，充电槽401内设置有感应器，提示灯圈43与所感应器相连接，充电槽401内设置有无线充电发射端。
29.读取器32和人脸识别器31之间的闸机壳体1上侧设置有电子显示屏5，人脸识别器31、读取器32、电子显示屏5、驱动组件6和驱动机构7均与充电式智能闸机的控制终端系统连接，充电式智能闸机的控制终端系统与后台监测平台建立信号连接。
30.闸机壳体1上设置有用于紧急开启挡板2的指令按钮9，闸机壳体1一侧的外壁设置有倾斜壁111，倾斜壁111具体为向上凸起的弧形面，读取器32设置于倾斜壁111的凹槽上，且读取器32具有10-15度的倾斜角度，以满足人体工学，便于使用。
31.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。