塔吊激光定位控制系统方案.doc

中建集团塔吊激光定位及监控控制系统项目
中 建 集 团
塔吊智能激光定位及监控控制系统方案

项目名 称：中建集团塔吊智能激光定位及无线监控控制系统方案
工 程 地 点： 广东省深圳市
承 包 单 位： 深圳市海泰视讯科技发展有限公司
日期：二00八年 月 号
目 录
一、系统说明
二、系统设计原则
三、功能描述
四、系统配置
五、无线监控控制系统简介：
六、方案拟定
6.1、项目总述、设计思想和依据
6.2、设备选型及功能说明
6.2.1录像主机
6.2.2 无线监控系统操作管理键盘
6.2.3、室外自动变焦一体摄像机
6.2.4、室外数字解码器(XSJ-201)
6.2.5、进出口红外防水摄像机(SG-818HC)
6.2.6、室外全方位智能快球(SG-909PD)
6.2.7、7寸彩色液晶监视器
6.3、监控系统构成及功能说明（无线监控控制系统总体规划描述）
6.4、无线传输
6.5、空间坐标定位
6.6、激光测距
6.7、主控设备
6.3、LED显示盘面
七、 项目的实施与建议
八、 售后服务及质量保证

中建集团塔吊智能激光定位及无线监控控制系统方案
一、系统说明
塔吊智能激光定位及无线监控控制系统主要是利用现代化智能激光定位及无线监控控制系统所具有的定位观察，本系统由几个系统架构所组合，主控设备、激光测距、空间坐标定位、无线传输、图像传输设备、图像显示设备、操作显示盘面、摄像设备、控制设备、录像放像设备等系统所组成，实现定点位移、图像跟踪的智能化作业，让操作人员完全掌控整个运作过程，达到全面提升安全及工作效率并降低整体成本的目的。
与传统塔吊操作模式最大差别在于掌控容易、直观、实时监看控制过程，从显示屏上随时可以了解到塔高（米）、车距（吊绳到驾驶室间距）、起吊点、目的放置点等距离（移动实时显示间距“米”），调运操作更简便、工作效率更高、更加节省了大量人工的指挥调度程序，且作业全程由摄像实时监控，因此安全性得到了更好的保障。
地点起吊、终点放置、操作位移、间距调整、监视实情及工地管理直观明了的系统组成基本特点，来为我们服务。中建集团塔吊智能激光定位及无线监控控制系统方案，根据现在智能化建筑的施工特点因地制宜，利用激光、空间坐标、无线传输、摄像监控等测距定位监控。
二、系统设计原则
智能激光定位及无线监控控制系统的技术不断向前发展，用户需求也在发生变化，因此系统的设计与实施应考虑到将来可扩展的实际需要，亦即：可灵活增减或更新各个起吊物件点的设备，满足不同时期的需要，保持长时间领先地位。
智能激光定位及无线监控控制系统系统在运行过程中的维护应尽量做到简单易行。系统的运转真正做到开电即可工作，通电就能运行的程度。而且维护过程中无需使用过多专用的维护工具。
中建集团作为面向二十一世纪的大型建筑行业市场，智能激光定位及无线监控控制系统系统首先要具有先进性，以适应未来发展的需要。因此设计的思路必须超前，选用的系统设备和软件必须是目前国际上比较先进的。采用合理的投资而得到最佳的效果。
智能激光定位及无线监控控制系统是获取视觉信息最可靠、最重要的手段，为确保中建集团施工高度安全和对辅助系统对于施工现场情况进行实时观测，采用硬盘录像机进行与激光地位系统同步的实时录像。
本方案提供的系统具有全新的简便操作功能，不仅可通过操作菜单实现系统之切换控制功能，且可提供塔吊现场分布图。用户可在此分布图上直接切换所需图像至当前液晶监视器上，也可直接调整总线设置分控。以上系统结合了当前最先进的多媒体技术，实现了多媒体视、音频处理功能应用于智能激光定位及无线监控控制系统上，使塔吊操作员在控制系统方面更为便捷。
同事此系统可以根据甲方所提供的图纸及技术要求，对于中建集团的施工塔吊要求可以进一步
依照实际需要进行调整及修改方案，使得系统永保先进与使用。

三、功能描述
　针对中建集团施工现场的要求，将塔吊控制室的操作员根据激光标距、空间坐标及回传的实拍图像及时传送到操作室。方便操作人员对整个施工现场进行实时观测、录像和激光定位信号的显示与记录,使控制室的操作员充分了解施工现场的的动态及情况，便于控制定点启动、定点摆放，功能要求如下:
(1) 、控制室操作员首先启动各个空间坐标间距（米），如塔高、移动车距、起吊点、放置终点等测距定标复位，并由LED显示盘面以指针模式（红、绿颜色标示）、数字显示（塔高、移动车距、起吊点、放置终点等距离米），并启动摄像监控系统等前置作业。
(2) 、控制室的操作员，通过激光测距、空间定位坐标、无线传输等构成一套空间定位测距系统，并于LED仪表盘上显示各个位置相对应的位置（米），确定起吊点与终放点距离（米）。
(3)、 确定起吊点后，可以通过起吊点的无线摄像机发射回来的图像，观测起吊点的运作情况，实时调整塔吊旋转方向。
(4)、 当吊钩挂好起吊材料后，通过激光测距及空间坐标并由LED显示相对位置，确定降落点。
(5)、 控制室的操作员控制小车上变焦摄像机，观测吊钩下面的一些情况，调整吊钩的位置，然后移动塔车迅速到达离地面及目标点各约1米位置，再进行最后定点调整。
(6)、 根据管理要求控制室也可以安装数字录像机把显示图象并进行图像记录备份;录像时间根据要求可以长到1个月。
(7)此系统也可以因视频失落及设备故障报警显示;
(8)控制室安装控制主键盘，根据要求可以把图像自动/手动切换、小车上的快球及镜头也可以通过控制主键盘的遥控器，根据要求任意控制快球的旋转位置及镜头的变焦。
四、系统配置
根据施工现场吊动工作 实际情况定摄像机数量及规格。
基本配置：
主控设备、LED显示盘、彩色7寸显示屏、四路彩色视频分割器、无线控制键盘、横向激光测距主机（移动塔车）、向下移动激光测距主机、起点监测主机A（彩色无线摄像机无线数字传输模块、空间定位模块、充电电池）、终点监测主机B（彩色无线摄像机无线数字传输模块、空间定位模块、充电电池）、彩色摄像塔机等。
五、数字监控系统简介：
本系统设计的思想是采用面、线结合的图像采集方法，在小范围内的图像采集使用红外摄像机，在较大范围内的图像采集则使用带全方位的快球带动变焦一体机，通过控制主键盘对快球及一体机进行控制，对监控点不仅能面、线、点的手动控制监控，还可通过设置自动巡航点，实施自动监控。这样的设计可以在使用较少的摄像机和液晶监视器，不会降低图像效果。体现我们给客户承诺的设计原则-----实事求是、先进、实用、可靠、节约。

六、方案拟定
6.1、工程总述、设计思想和依据
以下方案是在综合考虑了中建集团的的实际情况和工程现场情况勘察报告后做出的。
本设计方案遵循以下标准：
《安全防范工程程序与要求》GA/T75－94；
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74－94；
《民用闭路电视监控系统工程技术规范》GB50/98－94；
《智能建筑设计标准》DBJ08－47－95；
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16－92；
《商用建筑线缆标准》EIA/TIA－569；
《高层民用建筑设计防火规范》GBJ45－82；
国家或行业批准的相关产品通用技术条件；
6.2、设备选型及功能说明
6.2.1液晶显示设备：7寸彩色显示。

型号
SY801M
显像管尺寸
7英寸
视频输入/输出
1路BNC输入、输出接口
音频输入/输出
1路RCA接口输入/输出
面板控制
菜单（亮度、色饱和度、对比度、色调）音量，电源开关
电源
电源输入范围100～230V AC
电力消耗
最大75W
外型尺寸（mm）
49×40×48 (宽×高×深）
重量
0.6公斤
分辨率
最大：NTSC 500线，PAL 600线
水平同步范围
15.625KHz ±500Hz
垂直同步范围
50Hz/60Hz ±3Hz
音频功率
最大：3.0W
工作温度
0℃～40℃
工作湿度
10～90%

6.2.2、原装进口变焦摄像机：SONY480

小范围内图像采集摄像机：

产品类型
SG-818HC
影像传感器
1/3” SONY
清晰度
600TVL
最低照度
0.1LUX
信号制式
PAL / NTSC
素点数目
PAL:512(H)×582(V)
同步系统
内同步
信噪比
≥48dB
电子快门
自动1/50~1/100，000秒
光圈控制
DC驱动
DC/VIDEO 驱动
镜头规格
C/CS Mount Lens
白平衡
自动
视频输出
1.0Vp-p75Ω BNC
电源
DC12V
工作温度
-20℃~65℃
保存温度
-10℃~55℃
净重量
290 g
外形尺寸
120(L)×50(W)×50(H)mm
产品性能： 
●高质量图像：该产品具有高质量的图像和灵敏度，即使在非常阴暗的光线下也能拍摄到高质量的图像。
●三角架螺孔：方便安装摄像机。在摄像机的顶部和底部均开有三脚架螺孔，无须特殊的三脚架转接器。 
●可配任何DC/VIDEO驱动的镜头。此款有全新的数码AGC功能(自动增益控制功能)。比传统AGC功能更灵活和更有效地增强感光度，在低照度的环境下也能拍摄清晰的物体。
●CCD IRIS：该功能可以使手动光圈镜头替代自动光圈镜头。当环境照度增加，摄像机自动减少曝光时间。该动作是通过CCD变换的电子快门，快门的速度可调节。
●快门速度：从1/50秒至1/100,000秒。
●C/CS界面：可配接C/CS接口的镜头，并有方便、精确的后焦调整。
●可增加DC 或VIDEO 驱动功能。
●单板机或双板机可选。
6.2.3、控制主键盘：

  迷你键盘说明：

一. 产品说明
 结构紧凑，可靠性高，485总线控制，兼容多种流行的控制协议，多种扫描方式，360度连续旋转控制，自动翻转功能，自动聚焦，背光补偿等功能。可应用于大楼、银行、机场、车站、海关、交通、电力等安防监控场合。
二. 性能特点
· 全金属外壳材质，表面采用铝合金面板经氧化处理，耐磨、简洁、高档。
· 中英文液晶操作界面，对应地址的控制协议和波特率清楚地显示在液晶屏上。
· 完全取代嵌入式硬盘录像机前面板的所有功能操作按键。
· 采用进口按键，手感好，有确认声音提示。
· 一台设备可以同时控制255台嵌入式硬盘录像机 ,255台快球或解码器。
· 密码管理参数设置，安全、可靠，防止误改设置参数。
· 备有多种常用快球、解码器协议。
· RS485信号输入输出输出采用光电隔离RS485控制，抗干扰性强，传输距离远，标准传输距离1200米
三. 技术指标
指标
KB-E2/C2
KB-E3/C3
KB-M
可控制DVR
31(台)
可控制快球
255(台)
摇杆
二维摇杆
三维摇杆
四维摇杆
通信端口
RS485半双工
通信速率
1200 ～19200BPS
显示屏
中文122×32蓝屏/英文16X02绿屏
无
通讯电缆长度
最远1200米
工作温度
-10 ～ 55℃
电源
DC12V±10%/50HZ
功耗
最大10W
最大5W
尺寸
320(L)×180(W)×90(H)毫米
320(L)×180(W)×90(H)
重量
2.3kg
0.8 kg

6.4、主控设备：
塔架主机
激光测距向下
无线传输模块
无线接收模块模块
LED 显示屏
激光测距向内
无线摄像机
空间坐标模块
无线摄像机
无线传输模块
空间坐标模块
起点检测主机A
终点检测主机B
主控设备就是整合各部设备的指挥控制中心，主要将无线接收到的激光测距、空间
定位坐标资料，经换算公式得出各点的相对应坐标与距离（米），然后显示于LED显示
屏幕上，让驾驶操作人员方便容易及直观操作，减少因盲点操控带来的不方便与安全上
的顾虑，并提高操作效率及准确率，以提升整体的施工成本。
于操作人员进入驾驶座后，先进行设备复位作业（空间坐标、车距、起始、终点的
初始化），LED显示屏显示出当前相对应坐标与距离（米），由红灯显示起点、终点、车
距，并与摄像监控设备组成立体作业模式，让操作员直观、容易掌控整个作业过程。
6.5、空间坐标定位：

空间坐标模块由三点定位坐标求出各点坐标，然后经由无线传输模块将坐标资料传
到驾驶控制室，由主控设备接收，最后由LED显示出相对应坐标，经换算公式得出新的
坐标，与激光测距、摄像监控组成一套立体监测操控系统。
坐标采集：
每秒钟采集并发送一次相对坐标
灵敏度
搜寻 -151dBm
追踪 -160dBm
精确度
位置 7米 CEP 90％，3米 CEP 50％（SA关闭）
速度 0.1米/秒
定位时间
热启动 1 秒， 平均
暖启动 35秒，平均
冷启动 40秒，平均
动态条件
海拔 10千米最大
水平速度 515米/秒最大
电源消耗
工作电流 约60mA 平均
工作电压 3.7～4.2V
充电电压 5.5V
环境条件
工作温度 -40℃到+85℃
储存温度 -40℃到+150℃
坐标参数
Lat：纬度方向（+/-） 纬度值（精度为小数点后5位）
Long：:经度方向（+/-） 经度值（精度为小数点后5位）
Speed：速度KM/H（精度为小数点后两位)
Direction：移位（精度为小数点后两位）
FIX：定位状态（A/V）
STATE: 信息状态
6.5、无线传输：
无线传输系统在这里主要作为辅助设备，主要将空间坐标及激光测距资料，经由远
程无线传输到主控设备的无线接收模块。
无线传输模块与空间定位模块及无线摄像机组成一套定点监测系统

6.5.1.功能特点：
6.5,1.1.微发射功率：
发射功率小于50mW，高接收灵敏度-121dbm，体积小：40mm*24mm*8mm。
6.5.1.2.低功耗：
接收电流最低<25mA，发射电流<80mA；休眠（要求定制/TTL）电流<6uA。
6.5.1.3.国家计量频点，无需申请频点:
载频频率490MHz。
6.5.1.4.高抗干扰能力和低误码率:
基于FSK的调制方式，采用高效通信协议，在信道误码率为10-2时，可得到实际误码率10-5～10-6。
6.5.1.5.传输距离远:
在视距情况下，天线高度>2米，可靠传输距离（BER=10-3/96000bps）>1000m，（BER=10-3/1200bps）
>1500m。
6.5.1.6.透明的数据传输：
提供透明的数据接口，能适应任何标准或非标准的用户协议。自动过滤掉空中产生的噪音信号及假
数据（所发即所收）。 收发转换时间：<10ms。
6.5.1.7.多信道，多速率。
标准配置提供16个信道，满足用户多种通信组合方式的需求。JZ873型模块可提供1200bps、2400bps、
4800bps、9600bps、19200bps、38400bps多种通信波特率，并且无线传输速率与接口波特率成正比，
以满足客户设备对多种波特率的需要。
6.5.1.8.高速无线通讯和大的数据缓冲区。
空中速率大于串口速率时可连续传输无限大的数据，空中速率小于或等于串口速率时，一帧可传输
512字节的数据。
6.5.1.9.智能数据控制，用户无需编制多余的程序：
即使是半双工通信，用户也无需编制多余的程序，只要从接口收/发数据即可，其它如空中收/发转换，
网络连接，控制等操作，模块能够自动完成。
6.5.1.10.高可靠性，体积小、重量轻：
采用高性能单片处理器，外围电路少，可靠性高，故障率低。
6.5.1.11.看门狗实时监控：
看门狗监控内部功能，改变了传统产品的组织结构，提高了产品的可靠性。
6.5.1.12.天线的配置：
有多种天线配置方案，可根据用户的现场配套不同的天线，以达到最佳的效果。

6.6、激光测距：

配置有两个激光测距主机，一部横向移动测距（横向移动车子的车距）、另一部为吊
绳向下测距（主要针对被吊物的距离测距）。
横向移动测距:实时检测移动车子到操控室的距离（米），并显示于LED显示屏幕。
吊绳向下测距: 实时检测吊绳到地面及被吊物的距离（米），并显示于LED显示屏幕。

脉冲激光测距通常是由激光发射系统、激光接收系统、时刻鉴别电路及回波探测放大系统、电源以及计时显示电路等组成。其工作原理是利用脉冲激光器向目标发射单次激光脉冲或激光脉冲串，计时电路测量激光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的往返时间，由此运算目标的距离。其工作过程是：首先瞄准目标，然后接通激光电源，启动激光器，通过发射光学系统，向瞄准的目标发射激光脉冲信号。同时时刻鉴别电路获取开门脉冲信号，启动计时电路，由目标反射回来的激光回波经过大气传输，进入接收光学系统，作用在光电探测器上，转变为电脉冲信号，经过放大器放大，时刻鉴别电路获取后作为计时电路的关门信号，计时电路停止计时，再经过运算得到目标距离，在显示器上显示出来。

  激光发射模块
本模块由脉冲激光二极管、准直镜头以及激光驱动电路组成，可以产生18ns～100ns之间任意宽度的光脉冲信号，峰值光功率1W~80W之间。

  激光接收模块
本模块由接收镜头、雪崩光电二极管、信号处理电路和高压电源部分组成，可以灵敏地接收激光脉冲信号，并经前置放大整形处理后，输出一幅值＋5V的脉冲信号。

  计时模块
TDC-GP1计时模块  TDC-GP2计时模块  低成本计时模块 
  激光发射接收电源模块
该模块可以为脉冲式半导体激光发射驱动电路和激光接收电路提供低功耗、高转换效率的驱动电源。

  激光准直扩束
金属外壳、镜头尺寸为ф20×50mm、 准直8mrad以下。

  激光接收镜头
金属外壳、镜头尺寸为ф40mm；良好的光学性能，尤其是对905nm激光波长的支持

6.7、LED显示盘面：
LED显示盘面主要作为操作人员直观清楚了解机械臂、吊绳、起吊点与终放点等的
距离位置，方便与准确操作移动放置。
由于，LED灯无法制作以米为单位（70 X 180），且占空间位置不允许，所以必须辅
助数字显示屏。
以塔车为中心点，对驾驶控制室实时测距显示（米）
以塔车为中心点，对起吊物及地面实时测距显示（米）
塔车移动实时LED灯同步显示方向与对应距离位置
因为空间定位及激光测距都会有不同程度的误差，所以当塔车移动到目标地点离地
及接近5米左右时需要暂停，然后小范围指挥缓慢放置。

终点坐标
起点坐标
塔车移动距离
离地距离

128M
57M
245M
57M

起始点
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○▲○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○●○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○▓○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○
终放点 塔架臂移动车 驾驶控制室

七、 项目的实施与建议：
1. 本设计方案开发研制需要时间3-4个月完成
2. 预计自开始研发设计90天工作日进行设备测试
3. 预计自100天起可以现场调试
4. 预计120个工作日完成首套系统的测试
5. 完成首套验收即可开始供货
6. 前期设计开发费用待贵方认可系统方案后再行协商
7. 操作及使用方式细部规划双方另行商议。
由于系统设计至完成时间过程需要4个月，建议在进行系统开发期间先行安装监控
设备，因为监控系统不会影响系统的制作。

八、 售后服务及质量保证：
按国家相关法律及同行业规范保质保量完成售后服务。2010年读书节活动方案
一、     活动目的：
书是人类的朋友，书是人类进步的阶梯！为了拓宽学生的知识面，通过开展“和书交朋友，遨游知识大海洋”系列读书活动，激发学生读书的兴趣，让每一个学生都想读书、爱读书、会读书，从小养成热爱书籍，博览群书的好习惯，并在读书实践活动中陶冶情操，获取真知，树立理想！
二、活动目标：
1、通过活动，建立起以学校班级、个人为主的班级图书角和个人小书库。
2、通过活动，在校园内形成热爱读书的良好风气。
3、通过活动，使学生养成博览群书的好习惯。
4、通过活动，促进学生知识更新、思维活跃、综合实践能力的提高。
三、活动实施的计划
1、 做好读书登记簿
（1） 每个学生结合个人实际，准备一本读书登记簿，具体格式可让学生根据自己喜好来设计、装饰，使其生动活泼、各具特色，其中要有读书的内容、容量、实现时间、好词佳句集锦、心得体会等栏目，高年级可适当作读书笔记。
（2） 每个班级结合学生的计划和班级实际情况，也制定出相应的班级读书目标和读书成长规划书，其中要有措施、有保障、有效果、有考评，简洁明了，易于操作。
（3）中队会组织一次“读书交流会”展示同学们的读书登记簿并做出相应评价。
2、 举办读书展览：
各班级定期举办“读书博览会”，以“名人名言”、格言、谚语、经典名句、“书海拾贝”、“我最喜欢的＿＿＿”、“好书推荐”等形式，向同学们介绍看过的新书、好书、及书中的部分内容交流自己在读书活动中的心得体会,在班级中形成良好的读书氛围。
3、 出读书小报：

深圳市海泰视讯科技开发有限公司 第17页