專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及建筑工地的智能監(jiān)控技術(shù)，尤其涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)管方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，全國(guó)各城市每年都會(huì)有大量的工地開工。城市建設(shè)當(dāng)然會(huì)伴生大量的工程渣土，也就相應(yīng)產(chǎn)生了建筑工地工程渣土處置問題。由于相關(guān)職能部門在建筑工地渣土處置監(jiān)管上側(cè)重不同，技術(shù)上缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)的平臺(tái)，許多監(jiān)管措施難以落實(shí)。管理和技術(shù)等多方面存在的漏洞，造成建筑工地渣土車污染城市環(huán)境的頑癥不能從根本上消除。據(jù)調(diào)查結(jié)果表明，建筑工程項(xiàng)目產(chǎn)生的工程渣土，通常是由施工單位負(fù)責(zé)處理，工程施工單位一般沒有專門的建筑工地渣土運(yùn)輸車輛。遇到需要處置渣土?xí)r，就會(huì)聯(lián)系專業(yè)單位負(fù)責(zé)處置。而這些專業(yè)單位往往由個(gè)人承包，或者社會(huì)車輛掛靠某公司，承擔(dān)建筑工地渣土運(yùn)輸?shù)拇蟛糠质巧鐣?huì)車輛。如果聯(lián)系不到需要回填土的下家，這些專業(yè)公司往往采取回避不做。急于清運(yùn)渣土的工程施工單位，只能找社會(huì)閑散運(yùn)輸車輛。工程施工單位為貪圖方便，通常采取現(xiàn)金支付運(yùn)費(fèi)給駕駛員，根本不管建筑工地渣土如何運(yùn)輸和監(jiān)管。這些社會(huì)閑散運(yùn)輸車輛由自己聯(lián)系渣土處置點(diǎn)，每卸一車付給處置點(diǎn)一車的費(fèi)用。為了多賺錢，吞占渣土處置費(fèi)，多裝快跑。建筑工地渣土車管理混亂的行為，暴露出在工程項(xiàng)目、社會(huì)閑散車輛和渣土處置等管理環(huán)節(jié)上存在許多漏洞。管理上的缺位，給了社會(huì)車輛逃避各種稅費(fèi)和監(jiān)管的機(jī)會(huì)。運(yùn)送渣土容易賺錢，吸引許多社會(huì)車輛加入到渣土運(yùn)輸市場(chǎng)。雖然市政府這幾年花大力整頓建筑工地渣土市場(chǎng)，但一些不符合建筑工地渣土處置運(yùn)輸要求的渣土運(yùn)輸車卻越來越多， 不僅給道路交通安全埋下了隱患，也影響了市容市貌。從大氣環(huán)境治理、水環(huán)境治理來看，影響城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的二氧化硫、氮氧化物和顆粒物三大污染問題比較突出。而影響空氣環(huán)境質(zhì)量的可吸入顆粒物指標(biāo)等諸多因素中，城市建筑工地渣土管理的狀況，是重要的因素。建筑工地渣土管理同水環(huán)境的治理之間沒有直接的關(guān)系。但是工程泥漿、疏浚污泥在運(yùn)輸途中亂排放的現(xiàn)象比較突出。因此，加強(qiáng)建筑工地渣土管理，提高執(zhí)法水平是一項(xiàng)急迫的任務(wù)。從市容環(huán)境治理來看，建筑工地渣土車管理的無序狀態(tài)，對(duì)市容環(huán)境衛(wèi)生的影響是明顯的。這方面的影響主要來自兩個(gè)方面一是建設(shè)工地管理不到位，車身不潔的車輛將泥土帶至工地周邊地區(qū)；二是因超載導(dǎo)致渣土撒落道路地面，亂倒、偷倒渣土。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我市內(nèi)有渣土運(yùn)輸車3500輛左右，由于一部分車輛敞開超載運(yùn)輸，沿途拋灑滴漏、揚(yáng)塵等對(duì)我市的環(huán)保、空氣質(zhì)量造成不良影響。僅去年，全市就查處各類違章車輛3000多輛次。由此可見，建筑工地渣土運(yùn)輸過程中的問題不容忽視。目前對(duì)建筑工地渣土處置的管理方式，已經(jīng)不能適應(yīng)建筑工地渣土車管理的變化。單獨(dú)依靠堵、查、罰的管理方式難以根治建筑工地渣土車影響城市形象的行為。工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，施工流程紛繁復(fù)雜，搞好現(xiàn)場(chǎng)施工及現(xiàn)場(chǎng)管理，降低事故的發(fā)生頻率，更成為了施工單位，政府管理部門大力關(guān)注的焦點(diǎn)。現(xiàn)代城市管理離不開科技手段，用現(xiàn)代科技手段管理城市，破解目前城市管理中碰到的類似渣土車管理存在的難題勢(shì)在必行。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)作為車輛管理行業(yè)發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)，獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，越來越發(fā)揮出鏈接車輛和管理的紐帶作用。采用無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、電子產(chǎn)品代碼(EPC)、車輛外形檢測(cè)技術(shù)等多種傳感器技術(shù)，并綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、信息處理等技術(shù)完成建筑工地車輛的自動(dòng)化監(jiān)控與管理，成為了可行的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前建筑工地備受關(guān)注的揚(yáng)塵問題、安全問題，申請(qǐng)人積極響應(yīng)政府政策需要，本著以人為本的精神，經(jīng)過研究改進(jìn)，提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)管方法，采用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，包括無線射頻識(shí)別技術(shù)、電子產(chǎn)品代碼、車輛外形檢測(cè)技術(shù)等多種傳感器技術(shù)，并綜合數(shù)據(jù)庫(kù)、信息處理等技術(shù)，完成建筑工地車輛的自動(dòng)化監(jiān)控
與管理。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括監(jiān)控處理單元、 出入口區(qū)域監(jiān)測(cè)單元以及洗車場(chǎng)區(qū)域監(jiān)測(cè)單元；所述監(jiān)控處理單元由設(shè)置于建筑工地前端的智慧終端、與所述智慧終端實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)連接的作為信息中心的后端數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成；所述出入口區(qū)域監(jiān)測(cè)單元由固定于渣土車上的RFID電子標(biāo)簽、設(shè)置于建筑工地出入口處向外斜45°設(shè)置的第一 RFID讀卡器及天線、設(shè)置于建筑工地出入口處向內(nèi)斜45°設(shè)置的第二 RFID讀卡器及天線、設(shè)置于建筑工地出入口處的第一攝像機(jī)以及測(cè)量光柵組成；所述洗車場(chǎng)區(qū)域監(jiān)測(cè)單元由設(shè)置于洗車場(chǎng)內(nèi)的第三RFID讀卡器及天線以及第二攝像機(jī)組成；上述各RFID讀卡器、各攝像機(jī)以及測(cè)量光柵與建筑工地前端的智慧終端實(shí)時(shí)連接。本發(fā)明更提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控方法，包括如下步驟(1)為渣土車配備RFID電子標(biāo)簽，發(fā)卡機(jī)關(guān)通過發(fā)卡器初始化電子標(biāo)簽的內(nèi)部數(shù)據(jù)，在電子標(biāo)簽中寫入渣土車的車輛身份及運(yùn)輸信息，并將所述車輛身份及運(yùn)輸信息寫入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；
(2)當(dāng)有RFID電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入建筑工地，建筑工地出入口處向外設(shè)置的第一RFID讀卡器及天線感知到有車輛進(jìn)入感知區(qū)域，識(shí)讀RFID電子標(biāo)簽，將信息傳送到智慧終端；測(cè)量光柵開始測(cè)量車輛的高度和輪廓，當(dāng)車輛完全通過測(cè)量光柵時(shí)，將車輛高度及寬度信息傳送到智慧終端；智慧終端從第一攝像機(jī)的實(shí)時(shí)視頻流中截取車輛圖像；建筑工地出入口處向內(nèi)設(shè)置的第二 RFID讀卡器及天線感知到車輛進(jìn)入感知區(qū)域，將信息傳送到智慧終端；
(3)當(dāng)有RFID電子標(biāo)簽的車輛離開建筑工地，建筑工地出入口處向內(nèi)設(shè)置的第二RFID讀卡器及天線感知到有車輛進(jìn)入感知區(qū)域，識(shí)讀RFID電子標(biāo)簽，將信息傳送到智慧終端；測(cè)量光柵開始測(cè)量車輛的高度和輪廓，當(dāng)車輛完全通過測(cè)量光柵時(shí)，將車輛高度及寬度信息傳送到智慧終端；智慧終端從第一攝像機(jī)的實(shí)時(shí)視頻流中截取車輛圖像；建筑工地出入口處向外設(shè)置的第一 RFID讀卡器及天線感知到車輛進(jìn)入感知區(qū)域，將信息傳送到智慧終端；
(4)智慧終端根據(jù)所識(shí)讀的RFID電子標(biāo)簽信息為每輛渣土車建立唯一的數(shù)據(jù)賬戶；根據(jù)測(cè)量光柵采集的車輛寬度信息判斷車型，根據(jù)車型以及測(cè)量光柵采集的車輛高度信息判斷超載與否；根據(jù)建筑工地出入口處的兩次RFID讀卡判斷車輛的駛?cè)腭偝龇较?；智慧終端將信息記錄于該渣土車對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)賬戶，并將信息打包傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；(5)當(dāng)有RFID電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入洗車場(chǎng)，第三RFID讀卡器及天線識(shí)別到有車輛進(jìn)入洗車場(chǎng)，將信息傳送到智慧終端；開始計(jì)時(shí)；(6)當(dāng)有RFID電子標(biāo)簽的車輛離開洗車場(chǎng)，第二 RFID讀卡器及天線識(shí)別到有車輛離開洗車場(chǎng)，將信息傳送到智慧終端；結(jié)束計(jì)時(shí)；智慧終端從第二攝像機(jī)傳回的實(shí)時(shí)視頻流中截取圖片；(7)智慧終端將車輛從進(jìn)入洗車場(chǎng)到離開洗車場(chǎng)的時(shí)間間隔與設(shè)定的閾值作對(duì)比，判斷車輛是否經(jīng)過清洗，并根據(jù)車輛駛出洗車場(chǎng)時(shí)的圖片，判斷車輛清洗的干凈程度；智慧終端將信息記錄于該渣土車對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)賬戶，并將信息打包傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；(8)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與智慧終端進(jìn)行信息共享和訪問互通，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以Web服務(wù)的方式為職能部門提供管理接口。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是
本發(fā)明在施工現(xiàn)場(chǎng)使用了基于車輛識(shí)別設(shè)備、車輛檢測(cè)設(shè)備和取證設(shè)備的智能感知系統(tǒng)，對(duì)建筑工地現(xiàn)場(chǎng)的主要部位進(jìn)行信息收集。車輛識(shí)別設(shè)備使用基于RFID的技術(shù)，通過收集渣土車的電子標(biāo)簽，對(duì)渣土車在工地內(nèi)部的運(yùn)行流程進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)；車輛檢測(cè)設(shè)備通過對(duì)渣土車的外形進(jìn)行檢測(cè)，判斷渣土車的超載情況；取證設(shè)備采用智能網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，對(duì)非法運(yùn)營(yíng)的渣土車、渣土車超載和清洗進(jìn)行監(jiān)督和回溯取證。本發(fā)明通過3G無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)，將收集的信息集中發(fā)送到信息處理中心。信息中心對(duì)前端采集的信息進(jìn)行分析，對(duì)施工工地的非法運(yùn)營(yíng)渣土車、渣土車超載和清洗狀況進(jìn)行檢測(cè)預(yù)警和取證，同時(shí)可以查看前端感知系統(tǒng)的運(yùn)行情況。信息中心以數(shù)據(jù)訪問中間件的形式與建設(shè)局信息中心等其他部門進(jìn)行信息交互，以Web服務(wù)的方式為安監(jiān)站等職能部門提供管理接口。本發(fā)明運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)信息化手段管理渣土車及建筑工地，既能夠大幅度降低渣土車管理成本，又可以將原來分散的管理，放到一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺(tái)上來解決，減少人為因素干擾，降低管理成本。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控，進(jìn)行實(shí)時(shí)的，全過程的，不間斷的安全監(jiān)管，大大提高了管理效率，提升管理層次。對(duì)于作業(yè)人員而言，也無形中增加了制約力度，規(guī)范了行為，提高了安全意識(shí)。


圖1是本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)在建筑工地的布置示意圖。圖2是本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)的功能層次結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的車輛身份識(shí)別設(shè)備圖。圖4是本發(fā)明的車輛外形檢測(cè)設(shè)備圖。圖5是車輛外形檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)結(jié)果曲線。圖6是本發(fā)明的攝像取證設(shè)備圖。圖7是有RFID電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入建筑工地的流程圖。圖8是有RFID電子標(biāo)簽的車輛離開建筑工地的流程圖。圖9是有RFID電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入洗車場(chǎng)的流程圖。圖10是有RFID電子標(biāo)簽的車輛離開洗車場(chǎng)的流程圖。
具體實(shí)施例方式
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為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。圖1示出了本發(fā)明基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)在建筑工地的布置位置以及車輛在建筑工地的運(yùn)行路線。如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)按區(qū)塊劃分，包括監(jiān)控處理單元 A、出入口區(qū)域監(jiān)測(cè)單元B以及洗車場(chǎng)區(qū)域監(jiān)測(cè)單元C。A、監(jiān)控處理單元由設(shè)置于建筑工地前端的智慧終端，以及與智慧終端實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)連接的作為信息中心的后端數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成。B、出入口區(qū)域監(jiān)測(cè)單元由固定于渣土車上的RFID電子標(biāo)簽、設(shè)置于建筑工地出入口處向外斜45°設(shè)置的RFID讀卡器及天線1、設(shè)置于建筑工地出入口處向內(nèi)斜45°設(shè)置的RFID讀卡器及天線2、設(shè)置于建筑工地出入口處的攝像機(jī)1以及測(cè)量光柵組成。C、洗車場(chǎng)區(qū)域監(jiān)測(cè)單元由設(shè)置于洗車場(chǎng)內(nèi)的RFID讀卡器及天線3以及攝像機(jī)2 組成。上述各RFID讀卡器、各攝像機(jī)以及測(cè)量光柵與建筑工地前端的智慧終端實(shí)時(shí)連接。智慧終端與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過有線以太網(wǎng)絡(luò)、無線Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)或無線3G網(wǎng)絡(luò)保持實(shí)時(shí)連接。各RFID讀卡器與智慧終端通過RJ-45線纜保持實(shí)時(shí)連接。各攝像機(jī)與智慧終端通過H. 264視頻線纜保持實(shí)時(shí)連接。測(cè)量光柵與智慧終端通過RS-485線纜或Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)保持實(shí)時(shí)連接。如圖2所示，本發(fā)明系統(tǒng)按功能劃分，可劃分為以下層次結(jié)構(gòu)
(1)智能感知層智能感知層對(duì)建筑工地的重點(diǎn)部位進(jìn)行檢測(cè)，包括對(duì)渣土車身份識(shí)別、渣土車車形識(shí)別和渣土車清洗情況識(shí)別。(2)傳輸層基于前端智能建筑工地的感知應(yīng)用，建設(shè)集傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)等多種網(wǎng)絡(luò)形態(tài)于一體，能夠靈活快速將感知數(shù)據(jù)傳輸至信息中心的高速、無縫、可靠的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。(3)處理層處理層包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理和智能分析。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)通過制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接入、存儲(chǔ)、管理和共享規(guī)范，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集約化、數(shù)據(jù)處理一體化和應(yīng)用開發(fā)規(guī)范化； 智能分析對(duì)傳感信息進(jìn)行處理和運(yùn)算，為實(shí)現(xiàn)建筑工地渣土車違規(guī)預(yù)警提供技術(shù)基礎(chǔ)。處理層支持和建設(shè)局信息中心的信息交互并支持第三方應(yīng)用的集成。智能感知層對(duì)進(jìn)出建筑工地的車輛進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容包括車輛身份監(jiān)控、清洗流程監(jiān)控、車輛外形測(cè)量等。采用模塊化設(shè)計(jì)，主要傳感模塊包括RFID (Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別)、測(cè)量光柵和攝像設(shè)備，對(duì)工地進(jìn)出車輛進(jìn)行身份識(shí)別、攝像取證、測(cè)量。根據(jù)需要對(duì)建筑工地出入口、工程車輛清洗區(qū)域、進(jìn)出車輛的身份進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 傳輸層將封裝的數(shù)據(jù)通過有線或者無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到中心服務(wù)器。處理層負(fù)責(zé)多源數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)檢測(cè)和數(shù)據(jù)封裝。以下分別對(duì)車輛身份識(shí)別設(shè)備、車輛外形檢測(cè)設(shè)備、攝像取證設(shè)備進(jìn)行說明。圖3示出了車輛身份識(shí)別設(shè)備。車輛身份識(shí)別功能由RFID (Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別)設(shè)備實(shí)現(xiàn)。射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。車輛身份識(shí)別功能模塊由以下幾部分構(gòu)成
ORFID電子標(biāo)簽(射頻卡)放置在渣土工程車輛內(nèi)部，每輛車僅有一個(gè)RFID電子標(biāo)簽，其由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和RFID天線進(jìn)行通信。2) RFID天線選用外置天線，在RFID電子標(biāo)簽和RFID讀卡器間傳遞射頻信號(hào)。3)RFID讀卡器通過RFID天線讀取標(biāo)簽信息。可通過RFID讀卡器的RJ45接口與外部計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。此外，還包括發(fā)卡器用于初始化標(biāo)簽的內(nèi)部數(shù)據(jù)，由發(fā)卡機(jī)關(guān)使用。當(dāng)帶有RFID電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入磁場(chǎng)后，RFID電子標(biāo)簽接收RFID天線發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的車輛信息(Passive Tag，無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽)，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽)。前端智慧終端讀取信息并解碼后，進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。圖4示出了車輛外形檢測(cè)設(shè)備。利用測(cè)量光柵來檢測(cè)車輛高度和上部輪廓。測(cè)量光柵是工業(yè)領(lǐng)域檢測(cè)物體形狀的常用設(shè)備。測(cè)量光柵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，測(cè)量光柵由發(fā)送端和接收端構(gòu)成，發(fā)送端連續(xù)發(fā)射光信號(hào)，接收端同步接收，接收端通過RS-485線纜連接到智慧終端上。數(shù)據(jù)傳輸也可選用Zigbee實(shí)現(xiàn)。測(cè)量光柵的工作模式可以通過其RS-232接口進(jìn)行設(shè)定。圖5，本實(shí)施例中，測(cè)量光柵被設(shè)置為獲取最高遮擋點(diǎn)模式。在這種模式下，可以獲得物體的上輪廓信息。在障礙物經(jīng)過檢測(cè)區(qū)域的過程中，接收端實(shí)時(shí)將最高遮擋點(diǎn)的信息通過電纜傳送給智慧終端，智慧終端得到的信號(hào)圖形如圖5所示，是被檢測(cè)物體的上部輪廓，通過接收時(shí)間長(zhǎng)度tl、2得出車寬，從而判斷車輛型號(hào)。將測(cè)量光柵安置在建筑工地的出入口兩側(cè)，就可以識(shí)別進(jìn)出工地的車輛的輪廓。而且，將測(cè)量光柵安置在固定高度的支架上，還可以同時(shí)測(cè)量車輛的高度。圖6示出了攝像取證設(shè)備。利用攝像機(jī)對(duì)進(jìn)出車輛和車輛清洗過程進(jìn)行監(jiān)視。攝像機(jī)具有視頻接口，利用視頻線直接和智慧終端連接，結(jié)構(gòu)如圖6所示。攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集檢測(cè)范圍的圖像，通過智慧終端內(nèi)含芯片將模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量， 并將視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，視頻流采用H. 264編碼，并且負(fù)責(zé)視頻流的截圖、轉(zhuǎn)發(fā)等操作。此外，傳輸層負(fù)責(zé)將封裝好的傳感數(shù)據(jù)以XML文件的格式通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。比較常見的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE (電子和電氣工程師協(xié)會(huì))802. 11b，也稱為Wi-Fi，最高帶寬為11 Mbps，在信號(hào)較弱或有干擾的情況下，帶寬可調(diào)整為5.5Mbps、 2Mbps和1Mbps，帶寬的自動(dòng)調(diào)整，有效地保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。其主要特性為速度快，可靠性高，在開放性區(qū)域，通訊距離可達(dá)100米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的成本更低。常見的有線網(wǎng)絡(luò)是高速以太網(wǎng)。本系統(tǒng)中各個(gè)模塊的地位是對(duì)等的，彼此可以互相通信。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接收各感知模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)，還會(huì)通過和其他模塊的通信來輔助判斷各個(gè)模塊的工作狀態(tài)。上述各模塊協(xié)同工作，可以對(duì)運(yùn)輸車輛的進(jìn)出、裝載和清洗等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。車輛在工地的運(yùn)行路線及感知層布置如圖所示。感知區(qū)域包括建筑工地進(jìn)出口和洗車場(chǎng)兩部分，下面分別對(duì)這兩部分的系統(tǒng)工作流程進(jìn)行介紹。一、入口區(qū)域監(jiān)測(cè)1、圖7 有RFID電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入建筑工地
1)RFID讀卡器及天線1感知到有車輛進(jìn)入感知區(qū)域，將ID信息傳送到嵌入式智慧終
端；
2)測(cè)量光柵開始測(cè)量車輛的高度和輪廓，當(dāng)車輛完全通過測(cè)量光柵時(shí)，將車輛高度和寬度信息傳送到嵌入式智慧終端；
3)嵌入式智慧終端從攝像機(jī)1的實(shí)時(shí)視頻流中截取車輛圖像；
4)RFID讀卡器及天線2感知到車輛進(jìn)入感知區(qū)域，將ID信息傳送到嵌入式智慧終端；
5)信息打包傳送到信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，如果車輛并沒有超載，就不上傳圖像，進(jìn)入工地的車輛也可以選擇不上傳圖像。2、圖8 有RFID電子標(biāo)簽的車輛離開建筑工地
1)RFID讀卡器及天線2感知到有車輛進(jìn)入感知區(qū)域，將ID信息傳送到嵌入式智慧終
端；
2)測(cè)量光柵開始測(cè)量車輛的高度和輪廓，當(dāng)車輛完全通過光柵時(shí)，將車輛高度和寬度信息傳送到嵌入式智慧終端，；
3)嵌入式智慧終端從攝像機(jī)1的實(shí)時(shí)視頻流中截取車輛圖像；
4)RFID讀卡器及天線1感知到車輛進(jìn)入感知區(qū)域，將ID信息傳送到嵌入式智慧終端；
5)信息打包傳送到信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，如果車輛并沒有超載，就不上傳圖像。上述流程中，智慧終端根據(jù)所識(shí)讀的RFID電子標(biāo)簽信息為每輛渣土車建立唯一的數(shù)據(jù)賬戶；根據(jù)測(cè)量光柵采集的車輛寬度信息判斷車型，根據(jù)車型以及測(cè)量光柵采集的車輛高度信息判斷超載與否；根據(jù)建筑工地出入口處的兩次RFID讀卡判斷車輛的駛?cè)腭偝龇较?；智慧終端將信息記錄于該渣土車對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)賬戶，并將信息打包傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與智慧終端進(jìn)行信息共享和訪問互通，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以Web服務(wù)的方式為職能部門提供管理接口。二、洗車場(chǎng)區(qū)域監(jiān)測(cè)
1、圖9 有RFID電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入洗車場(chǎng)
ORFID讀卡器及天線3識(shí)別到有車輛進(jìn)入洗車場(chǎng)，將車輛身份信息傳送到嵌入式智慧終端；
2)開始計(jì)時(shí)。2、圖10 有RFID電子標(biāo)簽車輛離開洗車場(chǎng)
ORFID讀卡器及天線2識(shí)別到有車輛離開洗車場(chǎng)，將車輛身份信息傳送到嵌入式智慧終端；
2)結(jié)束計(jì)時(shí)；
3)嵌入式智慧終端從攝像機(jī)2傳回的實(shí)時(shí)視頻流中截取圖片。4)信息經(jīng)過封裝上傳到信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。由于建筑工地的車輛需要在經(jīng)過清洗后才能離開建筑工地，因此在現(xiàn)有建筑工地的布局中，洗車場(chǎng)普遍緊挨著建筑工地出入口而設(shè)置，洗車場(chǎng)與出入口兩者之間的距離一般不超過10米。從而在上述流程中，本發(fā)明建筑工地出入口區(qū)域的RFID讀卡器及天線2 也作為駛離洗車場(chǎng)的車輛識(shí)別之用。上述流程中，智慧終端將車輛從進(jìn)入洗車場(chǎng)到離開洗車場(chǎng)的時(shí)間間隔與設(shè)定的閾值作對(duì)比，判斷車輛是否經(jīng)過清洗，并根據(jù)車輛駛出洗車場(chǎng)時(shí)的圖片，判斷車輛清洗的干凈程度；智慧終端將信息記錄于該渣土車對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)賬戶，并將信息打包傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與智慧終端進(jìn)行信息共享和訪問互通，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以Web服務(wù)的方式為職能部門提供管理接口。綜上所述，本發(fā)明能夠解決建筑工地渣土車建筑材料拋灑問題。通過對(duì)建筑工地的渣土車清洗、超載和非法運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)監(jiān)督，對(duì)違規(guī)事件進(jìn)行預(yù)警和取證回溯。主要功能至少包括以下幾個(gè)方面
(1)非法運(yùn)營(yíng)的渣土車識(shí)別
非法運(yùn)營(yíng)的渣土車通常牌照不清，在運(yùn)輸渣土的過程中完全不顧各種安全管理規(guī)定， 難以查出，是對(duì)道路衛(wèi)生和道路安全造成威脅的主要因素。該系統(tǒng)通過對(duì)非法渣土車的識(shí)別和取證，可以配合安監(jiān)站等部門對(duì)之進(jìn)行管理。非法渣土車的識(shí)別系統(tǒng)由車形識(shí)別模塊和車輛身份識(shí)別模塊組成。車輛識(shí)別模塊可以將渣土車和其他車輛進(jìn)行分離；車輛身份識(shí)別模塊通過判斷是否有合法的標(biāo)簽信息來識(shí)別非法渣土車。(2)渣土車超載監(jiān)管
渣土車的超載是造成拋灑的主要因素，是導(dǎo)致長(zhǎng)距離公路污染的主要原因。該系統(tǒng)通過車形檢測(cè)設(shè)備和車輛身份識(shí)別設(shè)備對(duì)裝載后的渣土車進(jìn)行檢查，對(duì)超載渣土車進(jìn)行識(shí)別預(yù)警和取證回溯。(3)渣土車清洗監(jiān)管
渣土車清洗監(jiān)管從對(duì)車輛的清洗狀況進(jìn)行監(jiān)控，以清洗流程和清洗結(jié)果為判斷依據(jù)， 對(duì)工地渣土車的洗車情況和車輛干凈程度進(jìn)行判斷，達(dá)到預(yù)警報(bào)告和回溯取證的功能。(4)信息共享
可以和建設(shè)局信息中心進(jìn)行信息共享和訪問互通。渣土車相關(guān)信息可以對(duì)相關(guān)部門， 例如城管、交警等提供共享服務(wù)。還可拓展以下功能 (5)感知層故障報(bào)警
感知層故障報(bào)警功能可以實(shí)時(shí)監(jiān)控建筑工地的各種傳感器、主機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備等的運(yùn)行情況，將運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行統(tǒng)一的處理，對(duì)工地的感知層的故障進(jìn)行報(bào)警。(6)視頻流服務(wù)功能
視頻流服務(wù)提供對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各關(guān)鍵部位的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。工作人員能夠在監(jiān)控中心或通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)狀況。可集成施工方已有的監(jiān)控系統(tǒng)完成施工現(xiàn)場(chǎng)圖像采集，利用現(xiàn)有光纖設(shè)施實(shí)現(xiàn)視頻傳輸。對(duì)于缺少監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的工地，需要重新架設(shè)上述設(shè)施才能提供此功能。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例?？梢岳斫猓绢I(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的基本構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進(jìn)和變化， 均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括監(jiān)控處理單元、出入口區(qū)域監(jiān)測(cè)單元以及洗車場(chǎng)區(qū)域監(jiān)測(cè)單元；所述監(jiān)控處理單元由設(shè)置于建筑工地前端的智慧終端、與所述智慧終端實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)連接的作為信息中心的后端數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成；所述出入口區(qū)域監(jiān)測(cè)單元由固定于渣土車上的RFID電子標(biāo)簽、設(shè)置于建筑工地出入口處向外斜45°設(shè)置的第一 RFID讀卡器及天線、設(shè)置于建筑工地出入口處向內(nèi)斜45°設(shè)置的第二 RFID讀卡器及天線、設(shè)置于建筑工地出入口處的第一攝像機(jī)以及測(cè)量光柵組成； 所述洗車場(chǎng)區(qū)域監(jiān)測(cè)單元由設(shè)置于洗車場(chǎng)內(nèi)的第三RFID讀卡器及天線以及第二攝像機(jī)組成；上述各RFID讀卡器、各攝像機(jī)以及測(cè)量光柵與建筑工地前端的智慧終端實(shí)時(shí)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述智慧終端與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器通過有線以太網(wǎng)絡(luò)、無線Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)或無線3G網(wǎng)絡(luò)保持實(shí)時(shí)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述各 RFID讀卡器與智慧終端通過RJ-45線纜保持實(shí)時(shí)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述各攝像機(jī)與智慧終端通過H. 264視頻線纜保持實(shí)時(shí)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)量光柵與智慧終端通過RS-485線纜或Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)保持實(shí)時(shí)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)量光柵由發(fā)送端和接收端組成，所述發(fā)送端發(fā)射連續(xù)的光信號(hào)，所述接收端同步接收所述光信號(hào)。
7.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控方法，其特征在于包括如下步驟(1)為渣土車配備RFID電子標(biāo)簽，發(fā)卡機(jī)關(guān)通過發(fā)卡器初始化電子標(biāo)簽的內(nèi)部數(shù)據(jù)， 在電子標(biāo)簽中寫入渣土車的車輛身份及運(yùn)輸信息，并將所述車輛身份及運(yùn)輸信息寫入數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；(2)當(dāng)有RFID電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入建筑工地，建筑工地出入口處向外設(shè)置的第一RFID 讀卡器及天線感知到有車輛進(jìn)入感知區(qū)域，識(shí)讀RFID電子標(biāo)簽，將信息傳送到智慧終端； 測(cè)量光柵開始測(cè)量車輛的高度和輪廓，當(dāng)車輛完全通過測(cè)量光柵時(shí)，將車輛高度及寬度信息傳送到智慧終端；智慧終端從第一攝像機(jī)的實(shí)時(shí)視頻流中截取車輛圖像；建筑工地出入口處向內(nèi)設(shè)置的第二 RFID讀卡器及天線感知到車輛進(jìn)入感知區(qū)域，將信息傳送到智慧終端；(3)當(dāng)有RFID電子標(biāo)簽的車輛離開建筑工地，建筑工地出入口處向內(nèi)設(shè)置的第二RFID 讀卡器及天線感知到有車輛進(jìn)入感知區(qū)域，識(shí)讀RFID電子標(biāo)簽，將信息傳送到智慧終端； 測(cè)量光柵開始測(cè)量車輛的高度和輪廓，當(dāng)車輛完全通過測(cè)量光柵時(shí)，將車輛高度及寬度信息傳送到智慧終端；智慧終端從第一攝像機(jī)的實(shí)時(shí)視頻流中截取車輛圖像；建筑工地出入口處向外設(shè)置的第一 RFID讀卡器及天線感知到車輛進(jìn)入感知區(qū)域，將信息傳送到智慧終端；(4)智慧終端根據(jù)所識(shí)讀的RFID電子標(biāo)簽信息為每輛渣土車建立唯一的數(shù)據(jù)賬戶；根據(jù)測(cè)量光柵采集的車輛寬度信息判斷車型，根據(jù)車型以及測(cè)量光柵采集的車輛高度信息判斷超載與否；根據(jù)建筑工地出入口處的兩次RFID讀卡判斷車輛的駛?cè)腭偝龇较?；智慧終端將信息記錄于該渣土車對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)賬戶，并將信息打包傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；(5)當(dāng)有RFID電子標(biāo)簽的車輛進(jìn)入洗車場(chǎng)，第三RFID讀卡器及天線識(shí)別到有車輛進(jìn)入洗車場(chǎng)，將信息傳送到智慧終端；開始計(jì)時(shí)；(6)當(dāng)有RFID電子標(biāo)簽的車輛離開洗車場(chǎng)，第二RFID讀卡器及天線識(shí)別到有車輛離開洗車場(chǎng)，將信息傳送到智慧終端；結(jié)束計(jì)時(shí)；智慧終端從第二攝像機(jī)傳回的實(shí)時(shí)視頻流中截取圖片；(7)智慧終端將車輛從進(jìn)入洗車場(chǎng)到離開洗車場(chǎng)的時(shí)間間隔與設(shè)定的閾值作對(duì)比，判斷車輛是否經(jīng)過清洗，并根據(jù)車輛駛出洗車場(chǎng)時(shí)的圖片，判斷車輛清洗的干凈程度；智慧終端將信息記錄于該渣土車對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)賬戶，并將信息打包傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；(8)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器與智慧終端進(jìn)行信息共享和訪問互通，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以Web服務(wù)的方式為職能部門提供管理接口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括監(jiān)控處理單元、出入口區(qū)域監(jiān)測(cè)單元以及洗車場(chǎng)區(qū)域監(jiān)測(cè)單元。本發(fā)明更進(jìn)一步提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑工地智能監(jiān)控方法。本發(fā)明能夠解決建筑工地渣土車建筑材料拋灑問題。通過對(duì)建筑工地的渣土車清洗、超載和非法運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)監(jiān)督，對(duì)違規(guī)事件進(jìn)行預(yù)警和取證回溯。
文檔編號(hào)G06Q50/08GK102411767SQ20111038056
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者陸波 申請(qǐng)人:中科怡海高新技術(shù)發(fā)展江蘇股份公司