基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法及系统

摘要

本发明提出一种基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法及系统，该方法包括：基于施工人员携带的移动终端在施工现场部署P2P网络，其中，P2P网络包括监控节点和多个被监控节点，监控节点和多个被监控节点是根据施工人员的角色划分的；监控节点依次向监控对象信息表中的被监控节点发送轮询请求；被监控节点在接收到轮询请求后，向监控节点反馈位置信息；监控节点根据被监控节点反馈的位置信息判断被监控节点是否处于安全施工区域。根据本发明实施例的方法，为现场安全提供了一定的保障。

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法及系统。

背景技术

施工人员群体的安全非常重要，基于人员位置的定位系统应运而生且得到了迅速的发展， 这些系统往往采取施工人员佩戴定位标签，并且和固定铺设的网络将定位信息传送到服务器， 再由服务器计算人员位置，在特定的施工条件下，也取得了一些效果，但是在另外一些施工 条件下，比如一些通信电缆和固定定位设备难以铺设的情况下，或者即使铺设，固定设备的 损毁率也较高，且一个设备损坏，造成整个传输链路故障，这样的定位系统就无法实施。另 一方面，在地下或者封闭环境中作业，往往采用对讲机来进行简单语音通信，这又起不到实 时掌握施工人员位置的作用。所以如何解决这两个问题显得尤为重要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控 方法。该方法可为现场安全提供了一定的保障。

本发明的第二个目的在于提出一种基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控系统。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种基于P2P网络的用于施工人 员群体的安全监控方法，所述施工人员携带有移动终端，所述方法包括以下步骤：基于所述 施工人员携带的移动终端在施工现场部署P2P网络，其中，所述P2P网络包括监控节点和 多个被监控节点，所述监控节点和多个被监控节点是根据施工人员的角色划分的；所述监控 节点向所述多个被监控节点发送身份确认广播消息，并根据所述多个被监控节点的反馈的确 认信息建立监控对象信息表；所述监控节点在所述施工现场巡视，并依次向所述监控对象信 息表中的被监控节点发送轮询请求；所述被监控节点在接收到所述轮询请求后，向所述监控 节点反馈位置信息；以及所述监控节点根据所述被监控节点反馈的位置信息判断所述被监控 节点是否处于安全施工区域。

另外，根据本发明上述实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法还可 以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，还包括：当所述监控节点判断所述被监控节点没有处于安全施工区域时， 进行报警。

在一些示例中，还包括：根据每一个被监控节点相邻两次反馈的位置信息判断所述监控 节点的活跃度。

在一些示例中，所述活跃度通过如下公式得到，所述公式为：

$A={\Sigma }_{k=0}^n\left|(D_k-{D_k}^{\prime })\right|,$

其中，A为本次D1,D2,…Dn和上次一批数据D1’,D2’,…Dn＇的差值的和。

在一些示例中，所述移动终端包括：无线收发模块，用于与所述P2P网络中的其它节点 进行无线通信；传感器，用于获取位置信息；控制器，用于判断所述被监控节点是否处于安 全施工区域。

本发明第二方面的实施例公开了一种基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控系 统，所述施工人员携带有移动终端，所述系统包括：P2P网络建立模块、监控节点和被监控 节点，其中，所述P2P网络建立模块，用于基于所述施工人员携带的移动终端在施工现场部 署P2P网络，其中，所述P2P网络包括监控节点和多个被监控节点，所述监控节点和多个 被监控节点是根据施工人员的角色划分的；所述监控节点，用于向所述多个被监控节点发送 身份确认广播消息，并根据所述多个被监控节点的反馈的确认信息建立监控对象信息表，以 及所述监控节点在所述施工现场巡视，并依次向所述监控对象信息表中的被监控节点发送轮 询请求，并根据所述被监控节点反馈的位置信息判断所述被监控节点是否处于安全施工区域； 所述被监控节点，用于在接收到所述监控节点发送的身份确认广播消息，向所述监控节点反 馈的确认信息，并在接收到所述轮询请求后，向所述监控节点反馈位置信息。

另外，根据本发明上述实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控系统还可 以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述监控节点还用于在判断所述被监控节点没有处于安全施工区域时， 进行报警。

在一些示例中，所述监控节点还用于根据每一个被监控节点相邻两次反馈的位置信息判 断自身的活跃度。

在一些示例中，所述活跃度通过如下公式得到，所述公式为：

$A={\Sigma }_{k=0}^n\left|(D_k-{D_k}^{\prime })\right|,$

其中，A为本次D1,D2,…Dn和上次一批数据D1’,D2’,…Dn＇的差值的和。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显， 或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法的 流程图；

图2是根据本发明一个实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法部 署的P2P网络示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法的 流程图；

图4是根据本发明一个实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法的被 监控节点的身份确认示意图；

图5是根据本发明一个实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法的监 控节点的处理流程图；

图6是根据本发明一个实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法的被 监控节点的处理流程图；以及

图7是根据本发明一个实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法的移 动终端的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或 类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的 实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图描述根据本发明实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控 方法及系统。

图1是根据本发明一个实施例的基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控方法的流 程图。其中，施工人员携带有移动终端。如图1所示，根据本发明一个实施例的基于P2P 网络的用于施工人员群体的安全监控方法，包括如下步骤：

步骤S101：基于施工人员携带的移动终端在施工现场部署P2P网络，其中，P2P网络 包括监控节点和多个被监控节点，监控节点和多个被监控节点是根据施工人员的角色划分的。

其中，P2P网络中的节点指施工人员携带的移动实体(即移动终端，也称移动通信装置)， 按照性质来分，包括施工人员携带的被监控节点和安全巡视人员携带的监控节点，需要注意 的是，两者基于同样的硬件平台，只是软件上运行的不同程序逻辑。

施工人员：在一定施工区域内进行施工活动的工人，往往处于一定的危险性，需要安全 巡视人员在场。

安全巡视人员：负责在场施工人员的安全巡视，责任重大，脱岗行为往往造成潜在的安 全隐患。

P2P网络：又称为对等网络，是指无中心服务器、依靠节点群(peers)交换信息的通信 体系。从无线技术上来讲，可以承载P2P网络的技术很多，比如Wi-Fi Direct标准是指允许 无线网络中的设备无需通过无线路由器即可相互连接。与蓝牙技术类似，这种标准允许无线 设备以点对点形式互连，而且在传输速度与传输距离方面则比蓝牙有大幅提升。Wi-Fi Direct 设备通过组建小组(以一对一或一对多的拓扑形式)来建立连接。

如图2所示，在施工区域A，有施工人员W1，W2，W3，…Wn，各携带移动通信装置， 安全监管人员S1携带移动通信装置。图2中的S1与W1，W2，W3，…Wn中的实线表示 两者在通信距离内，可以点对点直接通信，图中虚线表示两者不在通信距离内，由于在施工 过程中，安全监管人员的职责就是在施工区域内定期巡视，所以每隔一段时间，就可以落到 可以点对点直接通信的范围。

步骤S102：监控节点向多个被监控节点发送身份确认广播消息，并根据多个被监控节 点的反馈的确认信息建立监控对象信息表。由此，监控节点和被监控节点可以使用相同的硬 件平台，根据具体施工作业的要求，可以任意组合监控节点和被监控节点的群组。

如图3所示，包含了三个阶段，一准备阶段，发生在施工作业开始阶段，监控节点准备 各个被监控节点的信息，二监控阶段，发生在施工作业中间阶段，此时周期性判断安全人员 和施工人员的距离及可见性，如果发现危险，触发系统告警，三解除阶段，解除监控节点和 被监控节点的监控关系，用于施工作业完成。

在准备阶段，如图4所示，首先由监控节点发起身份确认广播消息，此项操作可由人工 进行，现场的被监控节点收到监控节点发起的身份确认广播消息，如果自身是被监控的对象， 可由人工确认回送身份确认回应消息，如果不是，则丢弃该消息。这样监控节点就维护了一 张需要监控对象的信息表。

步骤S103：监控节点在施工现场巡视，并依次向监控对象信息表中的被监控节点发送 轮询请求。

步骤S104：被监控节点在接收到轮询请求后，向监控节点反馈位置信息。

具体地说，如图5所示，在监控阶段，监控节点发现被监控节点的情况，具体包括如下 步骤：

S1：开始。

S2：准备待监控节点表W1，…Wn。

S3：启动周期定时器T1，此处定时器时长选择根据具体应用场景进行设置，比如处于 隧道施工的场景，施工人员分散在一个线性区域，安全巡视人员在该区域内巡视一遍所用的 时间设为N分钟，那么T1可以选为N。

S3：依次向监控节点发送轮询消息。

S4：判断是否收到。

S5：收到，说明该节点安全。

S6：没有收到，启动重发机制，重发次数超过一定次数后，判断上次轮询是否收到过， 若是，标记已经收到，说明该节点安全。

S7：上述S6没有收到，说明被监控对象脱离了监控，发送告警，安全员需要人工干预 处理。即当监控节点判断被监控节点没有处于安全施工区域时，进行报警。

S8：所有节点都轮询完毕，等待周期性定时器T1触发下一轮轮询。

步骤S105：监控节点根据被监控节点反馈的位置信息判断被监控节点是否处于安全施 工区域。

具体地说，如图6所示，被监控节点发现监控节点的情况，具体包括如下步骤：

S1：开始。

S2：准备监控节点S1。

S3：启动周期定时器T1,此处定时器时长选择根据具体应用场景进行设置，比如处于隧 道施工的场景，施工人员分散在一个线性区域，安全巡视人员在该区域内巡视一遍所用的时 间设为N分钟，那么T1可以选为N，此数据是在准备阶段，监控节点下发的系统保存的。

S4：等待监控节点发送轮询消息。

S5：判断是否收到。

S6：收到，说明该节点安全，收到时，记录接收电平强度值RSSI，用经验方法查表法 估算实际距离。查看RSSI录入区间，估算距离。此表在现场实际勘测并定时校正。

S7：没有收到，判断上次轮询是否收到过，若是，标记已经收到，说明该节点安全

S8：上述S7没有收到，说明被监控对象脱离了监控，发送告警，需要人工干预处理。

S8将各个被监控节点的距离存入信息表，等待周期性定时器T1触发下一轮等待。

在本发明的一个实施例中，还包括：根据每一个被监控节点相邻两次反馈的位置信息判 断所述监控节点的活跃度。例如同时估算当前监控节点的活跃度A。设和W1，W2，…Wn 的距离分别是D1，D2，…Dn，则定义A为本次D1，D2，…Dn和上次一批数据D1’，D2’，…Dn＇ 的差值的和。其中，公式如下：

$A={\Sigma }_{k=0}^n\left|(D_k-{D_k}^{\prime })\right|,$

其中，A为本次D1,D2,…Dn和上次一批数据D1’,D2’,…Dn＇的差值的和。

一般而言，差值越大，说明被监控节点越活跃，也可以认为安全巡视员积极的履行了自 己的职责。

如上所述，在实际系统部署现场，通过本发明实施例的方法，监控节点和被监控节点都 能互相监控对方的状态，为现场安全提供了一定的保障。

根据本发明的一个实施例，移动终端至少包含如下功能单元，如图7所示。

U1主控制器(即控制器)，包含CPU，RAM,执行计算机程序，管理各个单元。即用于 判断被监控节点是否处于安全施工区域。

U2无线收发单元(即无线收发模块)，完成数字信号的调制解调工作，用于接收和发送 无线信号。即用于与P2P网络中的其它节点进行无线通信。

U3人机交互单元(即人机交互模块)，一般的，包含显示屏，触摸屏，按键，对于本 系统来讲，还要包含告警单元，用显明的声光提示当前系统的告警。

U4供电单元，为装置提供电能，包括充电装置，优选的，使用锂电池。

U5存储单元，存储系统需要的数据和程序。

U6传感器单元，适合本装置的传感器，如接近传感器，当本装置在空闲状态下，自动 息屏，以节省电能。

U7对外接口单元，USB，用于连接电脑。

优选的，上述移动终端可以用智能手机代替，例如：带有wifi direct功能的智能手机可 以运行特定的软件和算法，从而完成上述的各个单元的功能。

根据本发明实施例的方法，通过在施工现场部署P2P网络，根据施工人员角色划分监控 节点和被监控节点，根据接收信号强度判定各个节点的大概相对位置，对施工人员群体的安 全进行管理，可以较好的保证了施工现场人员群体的安全管理水平。

本发明的进一步实施例公开了一种基于P2P网络的用于施工人员群体的安全监控系统， 施工人员携带有移动终端，系统包括：P2P网络建立模块、监控节点和被监控节点，其中， P2P网络建立模块，用于基于所述施工人员携带的移动终端在施工现场部署P2P网络，其中， 所述P2P网络包括监控节点和多个被监控节点，所述监控节点和多个被监控节点是根据施工 人员的角色划分的；所述监控节点，用于向所述多个被监控节点发送身份确认广播消息，并 根据所述多个被监控节点的反馈的确认信息建立监控对象信息表，以及所述监控节点在所述 施工现场巡视，并依次向所述监控对象信息表中的被监控节点发送轮询请求，并根据所述被 监控节点反馈的位置信息判断所述被监控节点是否处于安全施工区域；所述被监控节点，用 于在接收到所述监控节点发送的身份确认广播消息，向所述监控节点反馈的确认信息，并在 接收到所述轮询请求后，向所述监控节点反馈位置信息。

在本发明的一个实施例中，所述监控节点还用于在判断所述被监控节点没有处于安全施 工区域时，进行报警。

在本发明的一个实施例中，所述监控节点还用于根据每一个被监控节点相邻两次反馈的 位置信息判断自身的活跃度，进一步地，活跃度通过如下公式得到，所述公式为：

$A={\Sigma }_{k=0}^n\left|(D_k-{D_k}^{\prime })\right|,$

其中，A为本次D1,D2,…Dn和上次一批数据D1’,D2’,…Dn＇的差值的和。

根据本发明实施例的系统，通过在施工现场部署P2P网络，根据施工人员角色划分监控 节点和被监控节点，根据接收信号强度判定各个节点的大概相对位置，对施工人员群体的安 全进行管理，可以较好的保证了施工现场人员群体的安全管理水平。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含 于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对 的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多 个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可 以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进 行变化、修改、替换和变型。