[發明專利]一種基于LoRa技術的裝配式預制構件定位吊裝系統

在審

• 申請號: 201810423409.2
• 申請日: 2018-05-06
• 公開（公告）號: CN108616815A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 劉占省;劉詩楠;王文思;趙玉紅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W4/35;H04W4/38;G06Q50/08;H04L29/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種基于LoRa技術的裝配式預制構件定位吊裝系統，包括5個層級，分別為采集層、網絡層、數據層、應用層和用戶層。所述采集層利用LoRa模塊對預制構件的定位信息、垂直度進行監測，利用RFID標簽對預制構件的屬性信息進行儲存；所述網絡層用于對采集到的數據進行傳輸；所述數據層用于儲存已分析好的數據；所述應用層用于調用個數據進行查看以對施工進行指導；所述用戶層，利用終端手持設備向施工人員展示系統所有的數據和圖像動畫。運用LoRa技術對預制構件進行精確定位，實現實時的信息反饋，降低了現場工人的溝通難度，從而整體上降低了施工的出錯率，大大提升施工效率。

技術領域

本發明涉及裝配式預制構件定位吊裝系統，尤其涉及一種基于LoRa技術的裝配式預制構件定位吊裝系統。

背景技術

隨著裝配式建筑體量的增加，相關企業在施工過程中如何進行智慧化的信息管理、如何實現預制構件的精確有效的堆放、吊裝和安裝、如何提升施工安裝效率等與智慧管理相關的需求也越發明顯。對裝配式建筑進行信息化的智慧管理和追蹤是國家政策明確提出的要求，相關的配套政策也相繼出臺。開展BIM與物聯網、云計算等技術在施工過程中的集成應用研究，加強信息技術在裝配式建筑施工管理過程中的應用，增強物聯網等信息技術集成應用能力，建立施工現場管理信息系統是創新施工管理模式和手段，同時需要大力推廣智能和裝配式建筑，推廣普及智能化應用。因此基于智慧施工管理理念，對裝配式建筑施工過程中及時、精準地進行智能化管理和構件定位，從而保障施工質量與效率并提升國家裝配式建筑整體施工管理水平具有重要意義。

目前建筑業采用的物聯網技術大多是Zigbee、WiFi等，但此類技術存在著應用成本高，傳輸距離短，耗電量大的問題，本項目中采用的是物聯網中低功率廣域網的LoRa技術，其是在2013年由美國semtech公司發布的一種新型的基于1GHz以下的超長熱距低功耗數據傳輸技術，具有傳輸距離遠，穿透力強，低成本，功耗低的優勢，電池壽命可長達數年，且處在免費頻段，給該技術在建筑業的推廣提供了便利。該技術能夠通過底層的傳感器進行實時的數據采集然后通過LoRa網絡傳輸最后進行數據的處理分析，解決了傳統網絡技術存在的缺陷問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于LoRa技術的裝配式預制構件定位吊裝系統，能夠實現預制構件的智能化安裝以及施工過程中的信息化監控。

為解決上述問題，本發明提供一種基于LoRa技術的裝配式預制構件定位吊裝系統，該系統包括采集層、網絡層、數據層、應用層和用戶層；

所述采集層包括LoRa模塊、RFID標簽，利用LoRa模塊對預制構件的定位信息、垂直度進行監測，預制構件的屬性信息儲存在RFID標簽中。

所述網絡層基于LoRaWAN的網絡協議，包括用于傳輸RFID標簽信息數據的傳輸網絡、用于傳輸GPS定位信息的定位網絡以及用于傳輸傾角傳感器采集的垂直度信息的監測網絡，傳輸網絡、定位網絡和監測網絡通過LoRa網關進行上下行傳輸。

所述數據層包括裝配式預制構件的屬性信息、GPS坐標信息以及構件的傾角角度。

所述應用層包括基于LoRa技術的預制構件定位追蹤，采用BIM模型的吊裝動畫和進度計劃顯示以及垂直度傾角監測。

所述用戶層，利用終端手持設備向施工人員展示系統所有的數據和圖像動畫。

進一步的，所述LoRa模塊包括MCU、LoRa芯片、GPS/BD模塊、電源和傾角傳感器，LoRa芯片、GPS/BD模塊、電源和傾角傳感器均與MCU連接。

進一步地，所述采集層的屬性信息包括預制構件的編號、尺寸、樓號、樓層號以及出廠日期。

進一步的，所述的LoRaWAN網絡架構包括LoRa標簽、LoRa網關、云服務器以及應用服務器，LoRa標簽通過LoRa網關與云服務器進行交互，云服務器與應用服務器通過LoRa網關進行交互。