一种基于网络的安全绳监测器的制作方法

1.本发明涉及一种安全绳监测器，具体涉及一种基于网络或者物联网的安全绳监测器。


背景技术：

2.随着安全绳在各类民用、工业控制现场、生活活动中使用越来越广泛，涉及到人的生命安全，显得越来越重要。人在高空危险作业或活动时，常会发生疏忽或轻视正规使用安全绳，而安全管理人员又很难实时发现，这种人为或意外的安全隐患漏洞，不时就会成为重大安全事故。而以往安全绳检测器的结构配套和组网都极为复杂，且价格贵，不适合普遍推广覆盖。因此，对大力推广应用，对安全绳的拉力及其状态的准确、及时监控，提醒使用者及时检查安全绳是否可靠挂接好具有重要意义。
3.中国专利cn102512773b公开了一种用于安全绳佩戴状态远程监测装置，包括安全绳佩戴监测模块和远程传输控制模块，安全绳佩戴监测模块包含电源、监测安全绳挂钩状态的微动开关、监测安全绳是否被真实佩戴的陀螺仪重力加速度传感器；单片机芯片电路将单片机芯片电路输出的信号进行无线通信的nrf905无线收发芯片及其收发天线；远程传输控制模块包含电源、与安全绳佩戴监测模块进行无线通信nrf905无线收发芯片及其收发天线、单片机芯片电路、依托运营商的无线网络实现远程监测的gprs模块及其收发天线。然而上述专利主要是通过是否佩戴进行监控安全绳，对于佩戴与否具有积极意义，然而没有实时监控使用状态。
4.中国专利cn116033125a公开了一种高空安全绳智能监控管理系统，依次连接的现场感知层、数据融合层以及管理应用层；现场感知层用于采集现场感知信息，并将所述现场感知信息传输至数据融合层；数据融合层用于根据接收到的所述现场感知信息和深度可分离卷积网络模型，检测现场高空作业人员安全绳使用状态；管理应用层用于根据所述现场高空作业人员安全绳使用状态以及预设危险阈值，可视化展示现场作业。该技术通过安全绳设有多个接触式传感器、视觉传感器以及重力传感器和角度传感器等实现对安全带的监控，然而这种监测器价格昂贵，难以普及。
5.针对上述现有技术的缺点，本技术拟提出一种基于网络的安全绳监测器，旨在解决现有技术中缺乏实时检测状态，或者价格昂贵难以普及的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于针对人们在使用安全绳过程中往往缺乏安全意识，价格贵而不利于推广，构成复杂，而基于网络的安全绳监测器可以弥补此处的不足，同时借助于物联网技术，为安全管理者提供管理依据数据，方便管理。
7.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题，如缺乏实时监测的手段，成本较高结构复杂的技术问题。
8.本发明的第一个方面：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
9.一种基于网络的安全绳监测器，其包括主控制模块，拉力传感器，电源模块，数据采集模块，声光报警模块和通信控制模块；
10.所述拉力传感器实时检测安全绳拉力数据；所述数据采集模块采集拉力传感器的数据；主控制模块，所述主控制模块根据数据采集模块采集的数据对安全绳进行状态分类：所述安全绳具有第一状态、第二状态和第三状态；
11.当所述拉力传感器采集的拉力数据小于n1时，所述安全绳处于第一状态；
12.当所述拉力传感器采集的拉力数据大于n1小于等于n2时，所述安全绳处于第二状态；
13.当所述拉力传感器采集的拉力数据大于n2时，所述安全绳处于第三状态；
14.所述n1《n2；
15.当主控制模块判断所述安全绳持续处于第一状态时，所述拉力传感器持续检测安全绳拉力，此时处于自然放置无力状态，无声光报警提醒；
16.当主控制模块判断所述安全绳持续处于第二状态时，所述拉力传感器持续检测安全绳拉力，声光报警间歇性报警提醒；
17.当主控制模块判断所述安全绳持续处于第三状态且超过s秒时，声光报警模块持续报警；
18.所述通信控制模块实时将安全绳的第一状态、第二状态和第三状态传送至服务器。
19.可选的，所述安全绳处于第二状态时，所述拉力传感器检测到的拉力来自使用者的手动拉力，这样能让使用者养成检查安全绳的习惯，即时检测到安全绳的拉力状态。
20.可选的，所述基于网络的安全绳监测器还通过通信控制模块连接服务器，所述服务器收集若干基于网络的安全绳监测器的实时信息。
21.可选的，所述基于网络安全的安全绳监测器并行地网络连接网络终端节点，所述网络终端节点与服务器组成网络。
22.可选的，所述电源模块连接所述安全绳监测器，电源模块被配置为可充电或者可替换干电池。
23.可选的，所述网络可选为有线网络和无线网络。
24.可选的，n1取值为80-150n，n2取值为800-1000n。n1和n2取值在一个范围，防止误判，(n1和n2可根据实际情况做调整)。
25.可选的，第三状态持续时间超过s秒，s取值大于等于10。
26.可选的，每个基于网络的安全绳监测器都有唯一的id，id的长度为16个字节，可以作为唯一的身份识别标志。
27.可选的，安全绳监测器的防止误动作、抗干扰等方面做了多种软硬件优化算法处理。
28.可选的，安全绳监测器的安装不改变现有安全绳的结构，适应性强。
29.本发明的第二个方面：本技术还公开如下技术方案：
30.一种基于网络的安全绳监测器，其包括主控制模块，拉力传感器，电源模块，数据采集模块，声光报警模块和通信控制模块；
31.所述拉力传感器采集模块采用如下进行设置：安全绳正常状态下平常自然悬挂放
置拉力传感器采集的力大小范围为0-100n(可根据实际情况做调整)；主控制器模块命名该状态为第一状态。
32.使用者正常使用过程中，用手下拉的力时拉力传感器采集的力大小范围为：100n-800n(可根据实际情况做调整)；主控制器模块命名该状态为第二状态。
33.当发生异常状态时，拉力传感器采集的力大小范围为≥800n(可根据实际情况做调整)以上且持续时间为10秒以上，则主控制模块判断安全绳使用状态为异常。主控制器模块命名该状态为第三状态。
34.具体地，拉力传感器实时检测拉力数据，安全绳使用人员被强制要求每隔一段时间用手拉一下安全绳，主控模块控制声光报警模块间歇性报警提醒或者进行振动提示，同时通信控制模块将当前监测数据上传至服务器，非第三状态情况下，通信控制模块被配置为固定n分钟上传一次数据，或者每次有拉力变化的时也上传一次采集数据，进一步地，在主控制模块判断安全绳处于第三状态时，每隔m秒(该数值可以根据实际情况进行设置)发送一次异常数据。
35.可选的，安全绳使用人员被强制要求每隔一段时间用手拉一下安全绳的间隔时间一般建议在10分钟以上，可选为10-60分钟。如果超过最大间隔时间未拉绳子，则安全绳监测器通过声光报警模块间歇性报警提醒或者进行振动提示，同时通信控制模块将当前监测数据上传至服务器。
36.可选的，主控制器判断安全绳的拉力情况变化：当安全绳的拉力传感器检测到的拉力，瞬间增大为大拉力(判断大拉力的数据一般大于500n)情况下或一直处于拉力状态下，避免出现人为作弊情况，声光报警模块即时发出警告，所述警告用于警告安全绳处于危险状态或者该安全绳的安全布置被认为作弊或者安全绳没有被正确使用。
37.可选的，上述拉绳或出现异常是都会发出声光报警。
38.可选的，上述安全绳监测器为可充电，一般充满可使用3-5天左右。
39.本发明的第三个方面，本技术还公开如下技术方案：
40.本发明还包括一个基于网络的安全绳监测器的监控网络系统，该网络系统包括：若干个基于网络的安全绳监测器，所述若干个基于网络的安全绳监测器位于若干网络终端节点，所述基于网络的安全绳监测器基于网络的连接连通服务器，所述基于网络的安全绳监测器和服务器之间交互数据；
41.所述服务器通过网络联通移动终端或者终端，所述移动终端或者终端通过交互界面和管理者交互安全绳的状态，所述管理者根据若干安全绳的状态判断工程进行情况，制定工程进行的策略。
42.本发明的第四个方面，本发明还公开如下技术方案：
43.一种计算机设备，该设备包括一个基于网络的安全绳监测器的监控网络系统，该网络系统包括：若干个基于网络的安全绳监测器，所述若干个基于网络的安全绳监测器位于若干网络终端节点，所述基于网络的安全绳监测器基于网络的连接连通服务器，所述基于网络的安全绳监测器和服务器之间交互数据；
44.所述服务器通过网络联通移动终端或者终端，所述移动终端或者终端通过交互界面和管理者交互安全绳的状态。
45.本发明的第五个方面，本发明还公开了如下技术方案：
46.一种针对基于网络的安全绳监测器的查询系统，所述若干个基于网络的安全绳监测器位于若干网络终端节点，所述基于网络的安全绳监测器基于网络的连接连通服务器，所述基于网络的安全绳监测器和服务器之间交互数据；
47.所述服务器通过网络联通移动终端或者终端，所述移动终端或者终端通过交互界面和管理者交互安全绳的状态。
48.所述交互界面可以根据基于网络的安全绳监测器的id查询所述安全绳的实时状态，所述交互界面返回安全绳实时状态。
49.本发明的第六个方面，本发明还公开了一种可存储介质，所述可存储介质包括运行安全绳监测器的判断方法或基于网络的安全绳监测器的查询系统的查询方法，或运行基于网络的安全绳监测器的监控网络系统。
50.本发明的有益效果在于：
51.本发明采用网络进行通信，使用方便，可应用于各种安全绳。可将安全绳的受力情况即时反馈到云服务器方便即时安全管理，也可即时提醒使用者注意安全。
附图说明
52.图1为本发明的系统架构示意图。
53.图2为本发明的数据采集模块流程图。
54.图3为本发明的查询和设置模块流程图。
55.图4为本发明的设备网络部署示意图。
56.图5为本发明的安全绳监测器结构示意图。
57.图中标号：1-安全绳监测器，2-安全绳，3-挂钩，4-拉力传感器，5-通信控制模块天线，6-通信控制模块，7-数据采集模块，8-主控制模块，9-声光报警模块，10-电源模块，11-电源模块充电接口
具体实施方式
58.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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
59.实施例1
60.参见说明书附图1-5，本发明的一个具体实施例的描述如下：
61.一种基于网络的安全绳监测器，包括安全绳(2)、挂钩(3)、安全绳监测器(1)，拉力传感器(4)，4g通信控制模块天线(5)，4g通信控制模块(6)，数据采集模块(7)，主控制模块(8)，声光报警模块(9)，电源模块(10)，电池充电模块(10)，电源模块充电接口(11)，所述基于网络的安全绳监测器固定在安全绳(2)上(如图5所示)，基本上通过拉力传感器(4)监测安全绳(2)收到的拉力，拉力检测模块(4)将检测到的拉力传送至数据采集模块(7)，所述数据采集模块(7)将所述数据发送至4g通信控制模块(6)，经由4g通信控制模块(6)在主控制模块(8)的控制下，通过基于通信接口的4g通信控制模块天线(5)将拉力数据发出给云端服务器，同时通过声音和指示灯即时提醒使用者安全绳(2)的状态(如图1-5)；云端服务器可
以通过通信接口的4g通信控制模块天线(5)接收服务器的数据和命令，并通过4g通信控制模块(6)传输主控制模块(8)做参数或其他数据获取。
62.在一个实施例中，主控制模块(8)采用工业级低功耗高端大容量的32位单片机，拉力传感器(4)采用通用的10kn以上拉力传感器模块，电源模块(10)采用可充电类电池；声光报警模块(9)用1个(或多个)指示灯和1个蜂鸣器；数据采集模块(7)采用24位高精度的adc芯片；通信控制模块(6)采用低功耗的4g通信模块。
63.基于网络的安全绳监测器通过拉力传感器(4)探测安全绳(2)的拉力数据，数据采集模块(7)将拉力数据转换为可用的拉力数据，主控制模块(8)收数据采集模块(7)的拉力数据对安全绳(2)进行状态分类判断处理，具体地：
64.安全绳具有第一状态(拉力数据小于n1，n1取值为80-150n)、第二状态(拉力数据大于n1且小于n2，n1取值为80-150n，n2取值为800-1000n)和第三状态(拉力数据大于n2，n2取值为800-1000n)，(n1和n2可根据实际情况做调整)；
65.安全绳具有第一状态时，安全绳自然悬挂状态下拉力很小(小于人体正常拉力最小值)，指示灯常灭，蜂鸣器不响。
66.安全绳具有第二状态时，在人体正常拉力范围内则指示灯连续闪烁2次，蜂鸣器短响一声。
67.安全绳具有第三状态时，超过设定的最大拉力(大于人体正常拉力最大值)，则指示灯一直闪烁，蜂鸣器一直长响声。
68.在使用过程中，使用者未拉下安全绳情况下，安全绳监测器处于第一状态；在使用过程中，使用者轻轻地拉住安全绳情况下，安全绳监测器处于第二状态；在使用过程中，使用者使用超过最大拉力的力量拉安全绳或出现危险身体拉安全绳情况下，安全绳监测器处于第三状态；在使用过程中，要求使用者隔一段时间(此时间大小可设置，默认：10分钟)拉1次安全绳，这样能让使用者养成检查安全绳的习惯，也能让基于网络的安全绳监测器监测到安全绳的状态和使用情况。
69.安全绳监测器处于第三状态时，通信控制模块(6)定时上传拉力数据，间隔时间为例如本实施例选择为10秒；安全绳监测器处于其他状态时(第一状态和第二状态时)，通信控制模块(6)定时上传拉力数据，间隔时间为60秒以上。
70.本基于网络的安全绳监测器还包括网络服务器，网络服务器可通过网络设置和读取安全绳监测器的拉力数据，状态数据，其他参数，网络相关参数设置等。
71.安全绳监测器的电源模块(10)为可充电电池，使用通用的dc5v电源适配器插入电源模块充电接口(11)即可充电，充满1次电可使用3-5天，充电时蜂鸣器响1声，指示灯一直连续快速闪烁，充满电之后指示灯常亮，电量不足时蜂鸣器1长1短，间隔时间为1分钟提醒，指示灯一直连续快速1长1短闪烁。
72.安装说明：使用者将基于网络的安全绳监测器用螺丝固定安装在安全绳上，安装简单方便，安装好之后，轻轻地拉一下，则基于网络的安全绳监测器指示灯闪烁并发出一声蜂鸣声，则基于网络的安全绳监测器安装成功。
73.如果一直蜂鸣响则安装的太紧，如果不响，则安装的太松；太松或太紧都可调节两端固定的螺丝松紧来调节。
74.首次使用可通过网络激活通信功能，激活通信功能之后安全绳监测器就能正常与
服务器进行通信。如果不激活通信功能，也不影响安全绳监测器其他功能的正常使用。可做为无网络产品也可作为有网络产品使用。
75.通过以上的简单使用操作可保证监测数据即时可靠的将各种情况下数据上传并及时提醒使用者，达到安全管理防范效果。
76.实施例2
77.一种基于网络的安全绳监测器的安全管理的管理系统，在实施例2中基于网络的安全绳监测器结构相同：
78.本实施例中将基于网络的安全绳监测器分布在某一公司，或者某一区域的若干个安全绳上，具体地，各个地区可以是一个小区施工现场，也可以是一个城市，也可以是多个城市，这些分布在各个地区或区域的基于网络的安全绳监测器可以组建成一个基于安全绳监测器的安全管理系统，检测各个地区或区域的基于网络的安全绳监测器，网络可以采用目前主流的网络如4g，4g网络的稳定性、可靠性、覆盖面广都有保障。
79.通过4g网络可定位到每个基于网络的安全绳监测器的位置数据。
80.基于4g网络的部署，基于网络的安全绳监测器组建系统4g网络包含一个4g服务器，网络路由器若干，每个安全绳监测器作为一个网络终端节点，按照安全绳监测器协议规定的数据传输协议解析网络数据。
81.安全绳监测器协议规定的数据传输协议：
82.1.1，登陆流程：设备连接成功服务器后，发送登陆命令到服务器进行登陆认证。
83.1.2，心跳流程：设备连接服务器成功后，设备默认间隔时间60秒发送一次心跳给服务器，间隔时间可更改。
84.1.3，上传数据流程：有拉力变化或异常情况下上传一次数据。
85.1.4，设置参数流程：要设置参数：拉力范围，设备id,服务器ip和端口号。
86.1.5，数据格式：id+len+code+data+mk
87.1.5.1，id:16个字节，每个模块都有唯一的id编号。xxyyddddddzzzzzz,xx(2位):厂家，yy(2位)：功能规格型号，dddddd(6位):年月日zzzzzz：序号(6位)。
88.1.5.2，len：2个字节，此字节后的所有数据的长度。
89.1.5.3，code：1个字节，命令字，0x00为写数据，0x01为读数据。
90.1.5.4，data：n个字节(n根据具体数据大小变化)，具体操作：定时上传，异常时上传，设置参数。
91.1.5.5，mk：2个字节，校验码,此字节前面所有字节数据计算校验码。
92.根据项目系统对基于网络的安全绳监测器的需要，系统提供的信息包括：安全绳监测器终端地址(id)，安全绳监测器网络地址、安全绳的拉力的当前值、最大值设定值(n2)、最小值设定值(n1)，拉力数据上传的定时时间等。
93.本系统包含两个主要模块，数据采集模块和数据通信接口模块，两个模块对应的流程(图2、图3)相互独立，数据通信接口模块包括数据通信查询和数据通信设置接口模块，但数据通信控制模块依赖于数据采集模块提供的数据。
94.参见图4，利用4g网络的实时安全绳监测器的拉力采集系统工作，其包括以下具体步骤：
95.步骤一、检查各个地区或区域的网络支点上的基于网络的安全绳监测器硬件正常
使用。
96.步骤二、安全管理者系统通过4g服务器激活各个地区或区域的网络支点上的安全绳监测器网络功能。
97.步骤三、安全管理者系统根据管理需要对各个地区或区域的网络支点按照地址分区域管理。
98.步骤四、安全管理者系统设置好基于网络的安全绳监测器设备地址，将网络的安全绳监测器的网络终端节点都加入到4g网络中,即可获取基于网络的安全绳监测器的网络支点的通信数据。
99.步骤五、安全管理者系统能够实时地采集到各个地区或区域的网络支点的基于网络的安全绳监测器的拉力数据及其状态。
100.可与服务器组成区域网络或广域网络，进行对所有基于网络的安全绳监测器进行管理，这是本发明的重要特征。
101.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围。

技术特征：
1.一种基于网络的安全绳监测器，其特征在于：包括主控制模块，拉力传感器，电源模块，数据采集模块，声光报警模块和通信控制模块；所述拉力传感器实时检测安全绳拉力数据；所述数据采集模块采集拉力传感器的数据；主控制模块，所述主控制模块根据数据采集模块采集的数据对安全绳进行状态分类：所述安全绳具有第一状态、第二状态和第三状态；当所述拉力传感器采集的拉力数据小于n1时，所述安全绳处于第一状态；当所述拉力传感器采集的拉力数据大于n1小于等于n2时，所述安全绳处于第二状态；当所述拉力传感器采集的拉力数据大于n2时，所述安全绳处于第三状态；所述n1<n2；当主控制模块判断所述安全绳持续处于第二状态时，所述拉力传感器持续检测安全绳拉力，声光报警间歇性报警提醒；当主控制模块判断所述安全绳持续处于第三状态超过s秒时，声光报警模块持续报警；所述通信控制模块实时将安全绳的第一状态、第二状态和第三状态传送至服务器。2.根据权利要求1所述的一种基于网络的安全绳监测器，其特征在于：所述安全绳处于第二状态时，所述拉力传感器检测到的拉力来自使用者的手动拉力。3.根据权利要求1所述的一种基于网络的安全绳监测器，其特征在于：所述基于网络的安全绳监测器还通过通信控制模块连接服务器，所述服务器收集若干基于网络的安全绳监测器的实时信息。4.根据权利要求1所述的一种基于网络的安全绳监测器，其特征在于：所述基于网络安全的安全绳监测器并行地网络连接网络节点，所述网络节点与服务器组成网络。5.根据权利要求1所述的一种基于网络的安全绳监测器，其特征在于：所述电源模块电连接所述安全绳监测器，电源模块被配置为可充电或者可替换干电池。6.根据权利要求1所述的一种基于网络的安全绳监测器，其特征在于：所述网络可选为有线网络和无线网络。7.根据权利要求1-6任一项所述的基于网络的安全绳监测器的监控网络系统，包括：若干个基于网络的安全绳监测器，其特征在于：所述若干个基于网络的安全绳监测器位于若干网络终端，所述基于网络的安全绳监测器基于网络的连接连通服务器，所述基于网络的安全绳监测器和服务器之间交互数据；所述服务器通过网络联通移动终端或者终端，所述移动终端或者终端通过交互界面和管理者交互安全绳的状态。8.一种基于权利要求1-6任一项的基于网络的安全绳监测器的安全监测方法，其特征在于：通过基于网络的安全绳监测器采集安全绳的拉力数据，根据所述拉力数据判断安全绳的使用状态，制定安全绳使用策略。9.一种计算机系统，包括处理器和存储器，所述处理器和所述存储器相连，所述存储器用于所述计算机系统运行如权利要求8所述的基于网络的安全绳监测器的安全监测方法。10.一种计算机可存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8中所述方法步骤。

技术总结
本发明属于安全绳检测器，具体属于基于网络的安全绳检测器，其包括主控制模块，拉力传感器，电源模块，数据采集模块，声光报警模块和通信控制模块，通过主控制模块的控制，将安全绳进行状态分类在拉力传感器实时检测安全绳的拉力数据的情况下，对安全绳进行安全监控，可以实现安全绳状态的网络化，结合云服务器可以对安全绳数据的归类便于基于大数据对安全绳的使用制定策略，同时还可以实时提醒使用者安全，本申请造价低，结构简单，便于推广，具有积极意义。积极意义。积极意义。


技术研发人员：叶钧戊 范泽彬 邓明明 钟经纬
受保护的技术使用者：叶钧戊
技术研发日：2023.07.16
技术公布日：2023/10/15