一種大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)及其基站的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)，包括至少一個標簽、多個基站、數(shù)據(jù)搜集器和數(shù)據(jù)處理器；其中標簽和基站進行無線通信，各個基站分別對接收到的信號進行計算，得出各個基站到標簽的距離數(shù)據(jù)并將該距離數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)搜集器，數(shù)據(jù)搜集器將接收到的各個基站距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)對應的基站號碼發(fā)送至數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器基于各個基站距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)對應的基站號碼進行計算，得出標簽的位置坐標。本實用新型實現(xiàn)了司機對養(yǎng)路機械周圍施工人員、物體的位置的實時掌握，有效避免碰撞事故的發(fā)生，解決了現(xiàn)有技術針對固定障礙物的避障，對施工人員針對性較差，存在檢測死角以及漏報誤報，成本高的缺點。
【專利說明】一種大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)及其基站

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種機械輔助避障系統(tǒng)。更具體地，涉及一種可以實時顯示養(yǎng)路機械周圍施工人員、物體的位置及安全狀態(tài)的防碰撞系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]隨著我國鐵路里程的不斷增加，養(yǎng)路作業(yè)也逐漸進入了大型機械化時代。由于大型養(yǎng)路機械的作業(yè)速度越來越快，在提高作業(yè)效率的同時也帶來了碰撞施工人員的風險。一般來說，大型養(yǎng)路機械施工作業(yè)時主要依靠司機肉眼觀察周圍施工人員、物體的位置，由于作業(yè)時間多為夜間，視野較差，而且作業(yè)現(xiàn)場灰塵噪聲大，司機易疲勞，視線盲區(qū)等原因，司機往往難以完全掌握周圍施工人員的分布情況，這樣在作業(yè)時就會存在較大的安全隱串乂⑶0
[0003]國內(nèi)的一些研究機構開發(fā)的一些養(yǎng)路機械輔助避障系統(tǒng)，如:0？2-440型配昨整形車避障系統(tǒng)和呢型清篩機輔助避障系統(tǒng)，主要采用激光測距傳感器，通過檢測一定角度范圍內(nèi)的障礙物以保證作業(yè)安全。然而此類避障系統(tǒng)存在一些明顯的不足，主要有:是針對固定障礙物的避障，對施工人員針對性較差，存在檢測死角以及誤報漏報，成本高等缺點。
[0004]因此，需要提供一種防碰撞系統(tǒng)，滿足針對施工人員、物體檢測無死角，信息準確，成本低等要求。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種新的大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以有效檢測出施工人員的位置還可以將其以電子地圖的形式顯示出來并判斷施工人員的安全狀態(tài)。
[0006]為達到上述目的，本實用新型采用下述技術方案:
[0007]—種大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)，包括至少一個標簽、多個基站、數(shù)據(jù)搜集器和數(shù)據(jù)處理器，其中:
[0008]標簽包括第一控制單元、無線通信模塊、天線和電池盒；
[0009]基站包括第二控制單元、無線通信模塊、天線和電池盒，其中無線通信模塊，經(jīng)天線接收來自標簽的信號并發(fā)送來自第二控制單元的距離數(shù)據(jù)，第二控制單元基于來自標簽的信號計算標簽到基站之間的距離數(shù)據(jù)；
[0010]數(shù)據(jù)搜集器將將來自基站的距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)對應的基站號碼傳輸至數(shù)據(jù)處理器；
[0011]數(shù)據(jù)處理器基于距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)對應的基站號碼計算標簽的位置坐標。
[0012]優(yōu)選地，標簽和基站的無線通信模塊分別采用冊5375型無線通信模塊；
[0013]優(yōu)選地，標簽的第一控制單元和基站的第二控制單元分別采用1280型單片機；
[0014]優(yōu)選地,標簽和基站的天線分別采用2.46--天線；
[0015]優(yōu)選地，標簽和基站的電池盒分別采用4.訊電池盒，內(nèi)有三塊5號電池；
[0016]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)搜集器采用102000？型數(shù)據(jù)搜集器并通過…8 8^1^與數(shù)據(jù)處理器連接；
[0017]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理器采用計算機。
[0018]優(yōu)選地，計算機包括顯示器。
[0019]—種用于大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)的基站，該防碰撞系統(tǒng)包括標簽和多個基站，該基站包括:第二控制單元、無線通信模塊、天線和電池盒，其中無線通信模塊，經(jīng)天線接收來自標簽的信號并發(fā)送來自第二控制單元的距離數(shù)據(jù)，第二控制單元，基于來自標簽的信號計算標簽到基站之間的距離數(shù)據(jù)。
[0020]本實用新型的有益效果如下:
[0021]本實用新型的技術方案，由于該系統(tǒng)使用無線通信的方式對施工人員、物體進行實時定位及判斷，可以使司機實時掌握養(yǎng)路機械周圍施工人員、物體的位置及安全狀態(tài)，避免碰撞事故的發(fā)生；對施工人員針對性強無檢測死角；系統(tǒng)所用硬件成本較低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0023]圖1不出一種大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)工作不例圖；
[0024]圖2不出一種大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)中標簽和基站的系統(tǒng)構造圖；
[0025]圖3不出一種大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)工作流程圖。

【具體實施方式】
[0026]為了更清楚地說明本實用新型，下面結合優(yōu)選實施例和附圖對本實用新型做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領域技術人員應當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本實用新型的保護范圍。
[0027]如圖1所不的一種大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)包括:標簽105、基站101、基站102、基站103、基站104、102000？型數(shù)據(jù)搜集器106、計算機107。如圖2所示，該系統(tǒng)的每個標簽和基站分別包括基于開發(fā)板的1181110？51115375型無線通信模塊、—01280型單片機、2.46112天線和4.電池盒，其中電池盒內(nèi)有三塊5號電池。
[0028]標簽和基站的無線通信模塊和單片機分別集成于各自開發(fā)板上，采用雙邊對等兩次測距法實現(xiàn)標簽與基站之間的無線測距；標簽和基站的天線用于接收和發(fā)送無線信號；標簽和基站的電池盒分別通過電源接口與各自開發(fā)板連接，用于提供電源。數(shù)據(jù)搜集器通過…8接口和計算機相連，可以接收基站與標簽之間的距離數(shù)據(jù)并將其傳送至計算機上。四個基站布置于養(yǎng)路機械的外壁上，標簽布置于施工人員的身上，可以針對性的對施工人員進行實時檢測。
[0029]標簽中的單片機用于控制和基站間進行的無線通信；基站上的單片機用于控制和標簽間進行的無線通信并從接收到的標簽信號中利用雙邊對等兩次測距法計算出標簽到各基站的距離數(shù)據(jù)；計算機用于接收數(shù)據(jù)搜集器傳來的距離數(shù)據(jù)和與之相對應的基站號碼并使用曲圓定位法進行定位計算，依據(jù)計算出的標簽坐標判斷施工人員的安全狀態(tài)，最后以電子地圖的方式在界面上顯示施工人員的坐標及安全狀態(tài)判定結果。
[0030]如圖3所示，該系統(tǒng)的工作流程為標簽和基站進行無線通信，各個基站分別利用雙邊對等兩次測距法對接收到的信號進行計算，得出各個基站到標簽的距離數(shù)據(jù)，然后將距離數(shù)據(jù)通過無線通信的方式發(fā)送給數(shù)據(jù)搜集器，數(shù)據(jù)搜集器將接收到的各個基站距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)對應的基站號碼傳送給計算機，計算機基于各個基站距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)對應的基站號碼進行曲圓定位法計算，以此得出標簽的位置坐標，并依據(jù)該坐標判斷施工人員的安全狀態(tài)，最后以電子地圖的方式在顯示器上顯示出標簽的坐標及安全狀態(tài)判定結果。
[0031]下面通過一組實施例對本實用新型作進一步說明:
[0032]系統(tǒng)工作時，將標簽放置于施工人員身上，高度在腰部以上，將四個基站分別固定在大型養(yǎng)路機械的外壁上，高度距地面1.5米，數(shù)據(jù)搜集器與計算機相連，計算機與顯示器相連，放置于大型養(yǎng)路機械駕駛室內(nèi)，計算機上安裝相應軟件。打開標簽和基站的電源開關，系統(tǒng)啟動以后，標簽和基站進行無線通信，各個基站分別利用雙邊對等兩次測距法對接收到的信號進行計算，得出各個基站到標簽的距離數(shù)據(jù)，然后將距離數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)搜集器，數(shù)據(jù)搜集器將接收到各個基站距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)對應的基站號碼傳送給計算機，計算機使用曲圓定位法進行的定位計算，得到標簽的位置坐標，并依據(jù)該坐標判斷施工人員的安全狀態(tài)，最后以電子地圖的方式在屏幕上顯示施工人員的位置及安全狀態(tài)判定結果。大型養(yǎng)路機械作業(yè)時司機通過觀察顯示器就可以實時掌握周圍施工人員的位置及狀態(tài)，從而可以有效避免碰撞施工人員事故的發(fā)生。
[0033]綜上所述，本【具體實施方式】通過多個布置在大型養(yǎng)路機械上的基站對施工人員身上的標簽進行定位，可以使司機實時掌握養(yǎng)路機械周圍施工人員的位置及安全狀態(tài)，避免大型養(yǎng)路機械作業(yè)時碰撞施工人員事故的發(fā)生，對施工人員針對性強無檢測死角，系統(tǒng)所用硬件成本較低。
[0034]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定，對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本實用新型的技術方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之列。
【權利要求】
1.一種大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)，包括至少一個標簽、多個基站、數(shù)據(jù)搜集器和數(shù)據(jù)處理器，其特征在于， 所述標簽包括第一控制單元、無線通信模塊、天線和電池盒； 所述基站包括第二控制單元、無線通信模塊、天線和電池盒，所述無線通信模塊，經(jīng)天線接收來自標簽的信號并發(fā)送來自第二控制單元的距離數(shù)據(jù)，所述第二控制單元基于來自標簽的信號計算標簽到基站之間的距離數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)搜集器將來自基站的距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)對應的基站號碼傳輸至數(shù)據(jù)處理器； 所述數(shù)據(jù)處理器基于所述距離數(shù)據(jù)和與距離數(shù)據(jù)對應的基站號碼計算標簽的位置坐標。
2.根據(jù)權利要求1所述的防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述標簽的無線通信模塊采用nanoPan5375型無線通信模塊。
3.根據(jù)權利要求1所述的防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述標簽的第一控制單元采用AVR1280型單片機。
4.根據(jù)權利要求1所述的防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述標簽的天線采用2.4GHz天線。
5.根據(jù)權利要求1所述的防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述基站的無線通信模塊采用nanoPan5375型無線通信模塊。
6.根據(jù)權利要求1所述的防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述基站的第二控制單元采用AVR1280型單片機。
7.根據(jù)權利要求1所述的防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述基站的天線采用2.4GHz天線。
8.根據(jù)權利要求1所述的防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)搜集器采用WD2000P型數(shù)據(jù)搜集器并通過USB Stick與所述數(shù)據(jù)處理器連接。
9.根據(jù)權利要求1所述的防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述防碰撞系統(tǒng)進一步包括顯示器。
10.一種用于大型養(yǎng)路機械防碰撞系統(tǒng)的基站,該防碰撞系統(tǒng)包括標簽和多個基站,其特征在于，該基站包括:第二控制單元、無線通信模塊、天線和電池盒，所述無線通信模塊，經(jīng)天線接收來自標簽的信號并發(fā)送來自第二控制單元的距離數(shù)據(jù)，所述第二控制單元，基于所述來自標簽的信號計算標簽到基站之間的距離數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G05B19/042GK204178182SQ201420584957
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權日:2014年10月10日
【發(fā)明者】王恒, 唐玉青 申請人:北京交通大學