绿色与安全施工实时监控系统研究

摘要

随着社会的发展，资源匮乏、环境保护、安全生产等问题日益受到关注，建筑施工过程中会消耗巨大的电力能源、钢筋混凝土等资源，也会对环境产生很大的影响，同时施工现场的复杂性、危险性决定了安全施工的重要性。因此，绿色与安全施工的理念越来越受到政府、建设单位、施工单位的重视，相应地国家、地方、企业的相关政策与标准也陆续出台。在此背景下，本论文开展了针对绿色与安全施工过程中电能、环境、安全信息的实时监测及管理系统的研究。
　　首先，在对绿色施工与安全施工、施工电能消耗与监测、施工环境监测、施工现场安全监控等方面知识进行系统整理、分析、总结的基础上，明确研究对象和问题。
　　其次，通过专家访谈、电路实验设计等方法对施工电能、环境、安全信息监测系统进行需求分析和功能模块划分，并确定相应的关键技术及所需硬件。
　　再次，在学习LabVIEW编程语言、NI数据采集硬件平台以及电路设计与搭建知识的基础上，利用NI设备组成数据采集模块，利用各种用电器模拟施工现场各用电设备，并基于LabVIEW编写下位机支持程序和上位机实时监测管理程序，实现预设电能监控管理目标及报警提示，完成施工用电监控。
　　然后，将PM10传感器搭建于自制的电路板中，并运行于整个施工现场环境监测中，对施工工地的扬尘进行有效的实时监测及预警;同时集成温湿度传感器、一氧化碳传感器进行相应信息的实时采集，并利用WSNNode3202模块基于ZigBee协议无线传输给主机，为施工管理人员采取相应的措施提供依据。
　　接下来，本系统还设计了远程独立运行的安全监控子系统。该系统采用Arduino来驱动置于危险源处的超声波传感器，当探测的实时距离小于预定的安全距离时会提醒施工人员注意。同时，它能通过VISA与LabVIEW主程序实现交互控制，并能完成基于网络服务器的移动端控制。
　　最后通过上电联机运行检测了系统的运行效果，验证了系统的可行性。
　　本文开发的系统可以完成施工现场用电设备管理，实现节能节电目标;进行施工现场环境评价，施工作业条件评定;实现安全管理，危险源监控等功能，最终实现电能、环境、安全信息监控三大目标，从而为绿色与安全施工提供了强有力的支撑。