杭州市建设工程塔式起重机安全监控管理系统实施办法

关于印发《杭州市建设工程塔式起重机 安全监控管理系统实施办法》的通知

各有关单位：

为贯彻落实省建设厅《关于进一步加强建筑施工领域企业安全生产工作的实施意见》（浙建建[2011]6号）文件精神，进一步加强建设工程塔式起重机安全管理工作，运用信息化手段提升安全管理水平，特制定本实施办法。现将本办法印发给你们，望各单位遵照执行。

附件一：《杭州市建设工程塔式起重机安全监控管理系统实施办法》

附件二：《杭州市建设工程塔式起重机安全监控管理系统技术规定（试行）》

杭州市建设工程质量安全监督总站

二〇一一年六月二十九日

主题词：建设工程 起重机械 安全监控 办法 通知 抄 报：市建委，委工程处，杨军主任、袁建进、裘新谷副主任 发：各区、（县）市监督站、各科室 签 发：王 萌 校 对：陈国良

附件一：

杭州市建设工程塔式起重机 安全监控管理系统实施办法

为提高建设工程塔式起重机（以下简称塔机）安全运行管理水平，有效控制塔机使用过程中的危险因素，预防和避免施工安全事故的发生，根据市建委关于转发省住建厅《关于进一步加强建筑施工领域企业安全生产工作的实施意见》的通知精神，特制订塔机安全监控管理系统实施办法。

第一条 塔机安全监控系统安装规定

(一)2011年7月1日始，建设工程新安装塔机必须有安全监控管理系统（以下简称安全监控系统），安全监控系统应当具有超载报警、限位报警、风速报警、超载控制等功能，并须满足本实施办法和附件《杭州市建设工程塔式起重机安全监控管理系统技术规定》（以下简称规定）的功能要求和工程施工安全质量物联网管理应用平台的接口要求。

(二)对塔机上原已配置的安全监控系统（包括外地进杭的塔机）均应符合《规定》要求，对达不到系统功能要求的，不得安装使用。

(三) 建设工程安装的塔机安全监控系统应由塔机产权单位随机配置，选择功能齐全的安全监控系统，一次性安装到位。

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第二条 塔机安全监控系统功能要求

(一) 建设工程安装的塔机安全监控系统应具备重量、高度、幅度、力矩、回转、风速等参数数据显示、报警、输出控制功能。

1、塔机应有载荷测量传感器，对于塔机的超载行为，必须有断电装置。

①重量、力矩应有超载报警。当达到设定的某额定能力值时，装置能向司机发出断续的声光预警或连续的声光报警，停止作业。

②重量、力矩应有控制功能。

③重量、力矩测量值误差不应大于实际值的±5﹪。

2、塔机应有小车变幅或动臂变幅限位报警。当小车行至设定最小距离时，装置应能向司机发出断续的声光报警；动臂变幅的塔机，为连续清晰报警。

3、对小车变幅的塔机，当达到设定的某额定能力值时，装置应有自动将高速转换为低速运行的控制功能。

4、吊钩应有高度限位报警。小车变幅或动臂变幅塔机的吊钩装置顶部升至设定某最小距离时，装置应能向司机发出连续清晰报警。

5、应有防碰撞报警。当塔机起重臂靠近建筑物、高压输电线或塔机起重臂相互靠近时，系统应能根据设定的角度、距离，向司机发出断续或连续声光报警。

①宜设定回转角度高速报警角20度，低速最小报警角10度。 ②宜设定小车高速报警距离8m，低速最小报警距离4m。 6、塔机不论高低都应配备风速仪，有风速报警。根据设定的风

速等级有声光预警、停止作业的连续报警。

(二) 系统应满足－20℃-＋60℃工作环境及雨雪天气正常工作要求，同时应具有良好的抗环境干扰能力。

(三) 系统应以图形和／字符方式向司机显示当前主要工作参数和额定能力参数。

(四) 系统应以加密方式至少存储最近16000个塔机工作循环数据。

(五) 系统应具备GPS智能地图。

(六) 系统应对塔机运行工况参数实现远程实时动态监控，对违规操作实现实时远程报警。

第三条 塔机安全监控系统的监督管理

(一)进入建筑工程的塔机安全监控系统，实行产品登记管理，生产供应商应到杭州市质量安全管理协会起重机械产权备案窗口办理登记备案。

(二)购买或租用到建设工程的塔机安全监控系统，应选择符合本实施办法和《规定》要求，方可安装。对于达不到要求的，不予安装告知备案。

(三)安全监控系统供应商应与塔机产权单位签订采购合同、安装维护台同，并提供系统部件型式试验报告等证明资料，安装完毕由施工总承包单位组织产权、使用、安装和监理单位验收确认。 （四)塔机安装告知时应将塔机安全监控系统一并告知。每台塔机安装的安全监控系统应有编号，与塔机产权备案编号一一对应。

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在塔机或安全监控系统报废前要实行告知、销号处理。 (五)使用单位不得随意调整、拆卸塔机安全监控系统的数据和构配件，不得擅自停止监控系统的电源，要保证塔机和安全监控系统同步运行。

(六)塔机安全监控系统的安装人员，必须取得起重设备安装资格，方可从事安装作业。作业前，应对安装人员进行安全技术交底，并履行签字手续。

(七) 塔机安全监控系统安装调试完毕并经验收合格后，生产供应商应派员对使用单位相关人员进行操作及维护培训。

第四条 塔机安全监控系统实行检查制度

(一)提供安全监控系统的生产供应商或安装单位应负责塔机安全监控系统的定期检查与不定期检查。

(二) 生产供应商每年必须对塔机安全监控系统进行一次标定检查。

(三) 施工总承包单位、监理单位应审核塔机安全监控系统相关证明等技术资料，加强对安全监控系统安装过程的监管和使用安全检查。

(四)工程质量安全监督部门应加强塔机安全监控系统运行情况的检查，督促施工企业正确使用塔机安全监控管理系统和保障安全运行。

附件二： 杭州市建设工程塔式起重机

安全监控管理系统技术规定（试行）

塔式起重机是现代施工中必不可少的关键设备，是施工企业装备水平的标志性重要装备之一。随着我国塔机产量和保有量的不断增长，各种安全事故也日益增多，由于塔机是一种需要在施工现场安装和拆卸的施工机械，工地转移频繁，整个使用过程存在较多薄弱的、事故多发环节。根据事故数据统计显示，塔机使用环节普遍存在的超载和违章作业等现象，是导致塔机事故的直接原因。

根据《建筑起重机械安全监督管理规定》（建设部第166号令）及《关于进一步加强建筑施工领域企业安全生产工作的实施意见》（浙江省住房和城乡建设厅〈2011〉6号文件）精神，从今年7月1日起建设工程开始强制安装塔机安全监控管理系统装置。但是，现在市场上塔机安全监控装置种类繁多，功能不一，性能参差不齐，缺乏有效统一的标准，导致有些安全监控装置不能起到相应的安全效果。针对这一现状，结合杭州市建设行政主管部门的管理要求，我站对杭州市建设工程塔式起重机安全监控管理系统，提出了一个相对统一的技术规定。凡7月1日以后，在杭州市建设工程安装的塔式起重机安全监控管理系统应当满足本技术规定所涉及的功能需求，以及杭州市建设工程施工安全质量物联网管理应用平台的接口要求。根据本技术规定和接口要求，塔式起重机安全监控管理系统装置实行产品技术初审和登记备案，委托中国电子科技集团公司第五十二研究所组织专家进行技术初审，经技术初审后到杭州市建设工程质量安全管理协会办理产品登记备案。

系统功能要求 1. 塔机前置系统

1.1 风速报警

起重臂根部铰点高度大于50m的塔机，应该配备风速仪，风速仪应该设在塔机顶部的不挡风处。塔机运行时，当风速超过4级（大于7.9m/s）时，有声光预警，当风速超过6级（大于13.8m/s）时，有停止作业的报警。

其中风速传感器性能参数要求： a) 起动风速 ：小于0.4m/s； b) 测量范围 ：0.1～30m/s； c) 分辨率 ：0.1m/s；

d) 测量精度 ：±（0.4+2%×实际风速）；

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e) 采样时间 ：小于1秒（自动循环采样）。 1.2 超载报警

a) 塔机应该有载荷测量传感器，对于塔机的超载行为，必须有断电装置。

b) 在塔机达到额定起重力矩和/或额定起重量的90%以上时，装置应该能向司机发出断

续的声光预警。

c) 在塔机达到额定起重力矩和/或额定起重量的100%以上时，装置应该能向司机发出连

续清晰的声光报警，且只有在降低到额定工作能力的100%以内时报警才能停止。 d) 力矩测量值误差不应大于实际值的±5%。 1.3 限位报警

a) 对于动臂变幅的塔机，应设置幅度限位报警装置，在臂架达到相应的极限位前，能够

发出报警。

b) 对小车变幅的塔机应设置小车行程限位报警。

c) 对动臂塔机，当吊钩装置顶升部升至起重臂下端的最小距离2000mm处时，应能提供

吊钩限位报警。

d) 对小车变幅的塔机，吊钩装置顶部升至小车架下端的最小距离为2000mm时，能够提

供吊钩限位报警。

1.4 区域防碰撞

a) 当塔机靠近建筑物、高压线或塔机相互靠近发出报警时，能够停止向危险方向运动。 1.5 控制功能

a) 当起重量大于相应档位的额定值并小于该额定值的110%时，应该切断上升方向的电

源，但机构可以作向下方向的运动。

b) 当起重力矩大于相应工况下的额定值并小于该额定值的110%时，应切断上升和幅度

增大方向的电源，但机构可以作下降和减小幅度方向的运动。

c) 对小车变幅的塔机，其最大变幅速度超过40m/min，在小车向外运行，且起重力矩达

到额定值的80%时，变幅速度应自动转换为不大于40m/min的速度运行。

1.6 实时数据显示

装置应以图形和/或字符方式向司机显示当前主要工作参数和额定能力参数。主要工作参数至少包含当前工作幅度、起重量、风速（安装风速仪的塔机）和起重力矩；额定能力参数至少包含幅度及应对的额定起重量和额定起重力矩。 1.7 历史数据记录

监控系统至少应该保存16000个塔机工作循环的数据，在一个工作循环中必须保存起吊状态主要工作参数、放下吊钩主要工作参数和在该过程中的报警状态时的主要工作参数（采样频率至

少2次/秒），可以根据保存的数据回溯塔机原来的工作状态。

2. 前置子系统输入输出数据接口规范

为了对杭州市所有塔机设备进行统一管理，所有塔机与监管平台通信的格式必须满足附录1《杭州市建设工程施工安全质量物联网管理应用平台塔机接口要求》。主要支持：

a) 所有塔机设备需要支持注册功能，统一注册到数字化监管平台；

b) 支持塔机状态查询功能，用户订阅状态时，塔机设备端周期性上报如下实时数据：当

前幅度、起重量、风速、起重力矩和报警状态；

c) 支持报警数据上报功能，一旦塔机发成报警，上报报警数据、塔机当前状态； d) 支持NTP校时功能；

e) 支持塔机与监管平台的网络链路维持，确保塔机数据的实时上传。

3. 支撑前置系统的硬件电气特性

系统前置系统设备的电气环境特性，必须通过特种设备检测机构要求。在保证监控系统通信抗干扰，数据传输准确可靠方面，本规范作出如下要求。

3.1 元件标识

装置外露的可操作元件（开关，旋钮等），应该有清晰、持久的外部标识，标识应说明其功能，文字标识应有中文。 3.2 电源开关

使用电源供电的装置，在装置上不得装设可切断装置供电电源的开关。 3.3 环境指标

装置应在下列环境条件下正常工作： ａ）温度：－２0℃～＋60℃； ｂ）相对湿度：９5％（不结露）； ｃ）海拔：不大于２０００ｍ； ｄ）工作方式：连续。 3.4 耐振动冲击性

装置应能承受起重机工作所引起的振动和冲击，并应能通过表１和表２规定的振动和冲击试验。试验后，零部件不得松动、脱落、破损，导线不得断开。

表 1

振动频率/ Hz 30 加速度g 4 表 2

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振动时间/h 上下 4 左右 2 前后 2 冲击加速度g 30 冲击时间/ ms <18 上下 3 冲击次数 左右 3 前后 3 3.5 防护等级

装置的防护等级应符合以下规定： ａ）室内部分不应低于IP44； ｂ）室外部分不应低于IP65； ｃ）传感器不应低于IP65。 3.6 电压波动能力

使用电源的装置，在以下电压波动范围内应正常工作： ａ）交流电源供电，0.9倍～1.1倍额定电压； ｂ）电池供电，0.9倍～1.35倍额定电压； ｃ）换能装置供电，0.9倍～1.1倍额定电压。 3.7 绝缘电阻与工频耐受电压

使用交流电源的装置，绝缘电阻不应低于１ＭΩ。使用交流电源的装置，应能通过表３规定的工频耐受电压试验。在试验期间装置应无击穿和闪络现象。

表３

额定电压 U U≤60 60使用交流电源的装置应具有抗干扰措施，并应能通过表４和表５规定的浪涌抗扰度试验。

表4 开路试验电压 线对线 线对地 1000 2000 表5 规定 波前时间 1.2 半波峰时间 50 开路试验电压 短路电流 8 20 4. 试验要求

出于满足系统功能和技术要求，保证设备的稳定可靠运行的需要，凡新设计及有重大改进的系统应具有试用报告，且需要出具针对性能、环境、可靠性以及工业等方面的试验报告。

可靠性试验（工业指数） 环境方面 a) 振动试验 b) 冲击试验 c) 温湿度试验 d) 防护等级试验 电子电气方面 a) 电压波动试验 b) 抗干扰试验 c) 绝缘电阻试验 d) 工频耐受电压试验 工业试验

工业试验应选择具有相应作业条件的使用单位进行；

工业试验应记录样机实际运转时间总作业时数不少于500小时；

工业试验应进行详细记录（包括作业条件工作循环次数作业时间载荷重量等）； 试验后应编制工业试验报告及使用单位的评价意见；

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附录1 《杭州市建设工程施工安全质量物联网管理应用平台塔机接口要求》 为了贯彻落实杭州市建委“关于转发浙江省住房和城乡建设厅《关于进一步加强建筑施工领域企业安全生产工作的实施意见》”的精神，有序推进杭州市建设工程塔式起重机安全监控管理系统纳入全市安全质量物联网管理应用平台，确保塔式起重机安全监控管理系统稳定可靠运行。根据物联网管理应用平台研发机构的意见，在系统实施初期，宜选择3—4家塔式起重机安全监控管理系统生产企业，进行系统试运行，试运行期6个月（至2011年底）。针对杭州市工程施工安全质量物联网管理应用平台塔式起重机安全监控管理系统接口要求，作以下接口技术规定。

上传数据内容说明 1）实时工作数据

主要数据内容包括：风速、载重、回转、幅度、高度、力矩、报警状态、传感器状态，上报时间。

注：设备开机后，首先与远程服务器建立连接，并进行注册流程；注册结束后，开始发生保存在设备端的历史记录，发送历史记录并收到服务器确认回复后，删除历史记录；发送历史记录的同时，不影响实时数据上报。

2）塔机基本参数

以下两种情况需要上报塔机基本参数数据：塔机注册时上报；传感器配置。 3）塔机静态参数

在塔机注册时上报该数据内容；主要数据内容包括但不限于：塔机类型、XY坐标、塔身高、塔顶高、前吊点等。

4）工作循环记录信息

塔机在每个工作循环结束时上报工作循环数据； 5）塔机控制器运行记录

设备每次开机超过10分钟，生成该次运行时间记录，每分钟更新一次运行时间；每十分钟向服务器发送一次本次开机、运行时间记录。主要包括内容：开机时间、运行时间。

6）塔机GPS数据 7）塔机时钟同步 支持NTP时钟校准协议。

1. 控制器与服务器通信命令格式说明

1.1 控制器与服务器通讯协议约定

塔机控制器与服务器之间使用基于IP协议的数据网络，在传输层使用TCP协议； 服务器建立TCP监听，塔机控制器不启动TCP监听，塔机发起对服务器TCP连接，TCP建立后保持常连接状态不主动断开，塔机控制器定时向服务器发送心跳数据包并监测连接状态，一旦连接断开则重新建立连接。 1.2 控制器与服务器通信帧结构设计

控制器与服务器通信帧结构如表1.1所示。

表1.1 控制器与服务器通信帧结构 帧头：2byte 0x5A55 帧长度： 1byte 0x00~0xFF 协议 帧流水号： 版本： 2byte 2byte 0x0000~ 0xFFFF 0x0000~ 0xFFFF 命令： 1byte 0x00-0xFF 数据载荷： n byte —— 校验和： 1byte 0x00~0xFF 帧尾： 2byte 0x6A69 如表1.1所示，控制器与服务器之间通信帧结构包括帧头子域、帧长度子域、帧流水号子域、协议版本子域、命令子域、数据载荷子域、校验和子域以及帧尾子域。其中，帧头为固定的2个字节（0x5A55）；帧长度子域1个字节，其值为除帧头、帧尾外实际数据帧长度，包括帧长度子域本身的长度；帧流水号子域2个字节，约定在1分钟内，该帧流水号在系统里面是唯一的，以便区分不同帧；协议版本子域2个字节，表示命令的协议版本；命令子域1个字节，其值定义

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如表1.2所示；数据载荷子域的字节数n是根据不同的数据帧结构变化的，详见具体帧结构；校验和：从帧头0x5A55开始累加到校验和子域之前，包括帧头字节；帧尾为固定的2个字节（0x6A69）。

说明：

协议版本号用两个字节表示，采用BCD编码，高字节表示整数位，低字节表示小数位，第一版命名为：1.00。

表示方法为：

低字节：＊＊＊＊ ＊＊＊＊ ：0x00 高字节：＊＊＊＊ ＊＊＊＊ ：0x01 命令子域值定义如表1.2所示。

表1.2 命令子域值

命令值 0x01 0x02 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x10 0x11 0x15 0x16 0x17 0x18 0x19 0x1A 0x1B 描述 控制器向服务器注册请求 控制器向服务器注册ACK 上报塔机基本参数 上报塔机基本参数ACK 上报塔机塔机静态参数 上报塔机静态参数ACK 上报塔机禁行区参数 上报塔机禁行区参数ACK 控制器向服务器注销请求 控制器向服务器注销ACK 控制器向服务器发送心跳 控制器向服务器发送心跳ACK 控制器上报实时数据 控制器上报实时数据ACK 塔机校时请求 塔机校时ACK 实时数据发送周期设置 实时数据发送周期设置ACK 控制器运行时间记录 控制器运行时间记录ACK 工作循环信息数据 是否必须 必须 必须 必须 可选 可选 必须 必须 必须 可选 必须 必须 0x1C 0x1D 0x1E 0x20 0x21 0x22 0x23 0x24 0x25 0x31 0x32 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x70-0x9F 其他 工作循环信息数据ACK 上报力矩曲线参数 上报力矩曲线参数ACK 读取塔机基本参数 读取塔机基本参数ACK 读取塔机静态参数 读取塔机静态参数ACK 读取塔机禁行区参数 读取塔机禁行区参数ACK 读取塔机报警参数 读取塔机报警参数ACK 读取传感器实时数据 读取传感器实时数据ACK 读取传感器参数 读取传感器参数ACK GPS数据上报 GPS数据上报ACK 开放(各设备厂商可自由使用) 预留 可选 可选 可选 可选 可选 可选 可选 必须

注：

1、所有信息传输时，低字节在前，高字节在后。 2、日期时间，采用BCD码表示。

3、数据帧中帧头字节处理方法：特征字定义为：0x5A、0x99、0x6A。

组包：数据帧中出现0x5A时，将其替换为0x99 0xA5（0x5A的取反）；数据帧中出现0x99时，替换为0x99 0x66；数据帧中出现0x6A时，替换为0x99 0x95。上述情况下，帧长度子域、帧流水号、命令子域和数据载荷中出现特征字时，需要替换（帧长度表示实际有效数据帧长度，如果数据帧中间出现上述特征字替换后，数据帧中的帧长度子域不替换），而校验和子域出现特征字则不需要替换。

解包：首先查找帧头；其次，找到帧头后，分析数据帧中如果出现0x99，分析后面一个字节的数据如果不是0xA5、0x66或者0x95中任何一个时，该帧出错，可以丢弃；如果是上述三

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个字节中的一个，就可以准确恢复，直到找到帧尾0x6A69结束，并完成和校验；最后，校验帧长度。如果均正确，则可以得到该正确的数据帧。

4、举例：

(1) 06 99 5A 6A 6A 00 00 00 00 00 68 00 00 00 00 00 00 68 00 00 00 00 00 00 00 00 D0 16 上述为一个用户数据帧的实际载荷，包括命令，共计28个字节，则经过组帧后，发送的完整数据为：

5A 55 20 00 00 06 99 66 99 A5 99 95 99 95 00 00 00 00 00 68 00 00 00 00 00 00 68 00 00 00 00 00 00 00 00 D0 16 24 6A 69

注：帧长度子域0x20（32）表示实际数据载荷28 字节＋1字节帧长度＋2字节帧流水号＋1字节校验和。

(2) 5A 55 20 00 00 06 99 66 99A5 99 95 99 95 00 36 00 00 00 68 00 00 00 00 00 00 68 00 00 00 00 00 00 00 00 D0 16 5A 6A 69

上述为一个完整的数据帧，其帧校验和子域出现特征字，但不会进行替换。 1.3 数据上报约定

按照实时数据统一保存到远程服务器的原则，设备开机后，首先与远程服务器建立连接，并进行注册流程；注册结束后，开始发送保存在设备端的历史记录，发送历史记录的同时，不影响实时数据上报。

设备受到注册请求ACK之后，需要把塔机的基本参数、静态参数和GPS参数发送给服务器，具体帧格式参见表2.6、2.7和2.18。

设备每次开机超过10分钟，生成该次运行时间记录，每分钟更新一次运行时间；每十分钟向服务器发送一次本次开机、运行时间记录。设备开机的注册流程见图1.1。

塔吊控制器服务器上报注册请求帧注册请求ACK上报塔吊基本参数请求帧塔吊基本参数ACK上报塔吊静态参数请求帧塔吊静态参数ACK上报塔吊GPS数据请求帧塔吊GPS数据ACK上报历史/实时数据请求帧上报历史/实时数据ACK

图1.1

2. 控制器与服务器通信命令

2.1 控制器向服务器注册

塔机注册请求帧结构如下：

表2.1 塔机注册请求帧

帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— ID 4btye —— 协议 类型 1byte 0x01 硬件 版本号 2byte —— 软件 SIM卡号 版本号 2byte —— —— 12byte 帧流水号：2byte —— 协议 版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x01 数据 载荷: 21byte —— 校验和： 1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 16

说明：

协议类型预留，暂填0x01;

硬件版本号用两个字节表示，采用BCD编码，高字节表示整数位，低字节表示小数位，第一版命名为：1.00。

表示方法为：

低字节：＊＊＊＊ ＊＊＊＊ ：0x00 高字节：＊＊＊＊ ＊＊＊＊ ：0x01 软件版本号表示方面同硬件版本号； SIM卡号采用BCD码，，表示为0x0。 设备ID编码约定：

设备ID需由平台统一分配给各个设备厂商；

表2.2 塔机注册响应帧 帧头：2byte 0x5A55 返回状态ID 码 4byte 4byte —— 心跳间隔（s） 2byte 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议 版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x02 数据 载荷: 10byte —— 校验和： 1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 —— 返回状态码预留，暂填0x00; 心跳间隔单位为秒，表示控制器与服务器之间发生心跳的频率； 在注册流程中，发送的注册基本参数帧、注册静态参数帧见下文相关数据帧格式定义。 2.2 控制器向服务器注销

通过发送此帧数据，向服务器通知塔机已经关机。

表2.3 塔机注销请求帧

帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议 版本 2byte 0x0100 协议 版本 2byte 0x0100 命令 1byte 0x0B ID 4byte —— 校验和1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 表2.4 塔机注销响应帧

帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 命令 1byte 0x0C ID 4byte —— 校验和1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 2.3 控制器向服务器发心跳

塔机向服务器端发送心跳帧，使服务器端能够确认塔机的在线状态。当服务器端收到心跳帧之后，将返回一个心跳回复帧，心跳回复帧用来维持塔机与服务器端的连接。

表2.5 塔机心跳请求帧 帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议 版本 2byte 0x0100 协议 版本 2byte 0x0100 命令 1byte 0x0D ID 4byte —— 校验和1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 表2.6 塔机心跳响应帧 帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 命令 1byte 0x0E ID 4byte —— 校验和1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 当塔机收到心跳间隔之后，塔机根据该参数来确定心跳帧的时间间隔。当塔机连续发送3次心跳帧之后，没有收到服务器端的心跳回复，塔机认为服务器端已经掉线，将重新发起注册。 2.4 上报实时数据

该帧数据是把一台塔机的实时参数和当前的状态发送给服务器。上位机收到该数据之后，对设备发送回复确认。当塔机在运行期间，与服务器连接不上时，保存上报的实时数据，等连接成功后，发送未及时上报的实时数据。

表2.7 上报塔机实时数据帧 帧头：2byte 0x5A55 18 帧长度：1byte —— 帧流水号：协议版2byte 本 ：2byte —— 0x0100 命令 1byte 0x10 数据载荷: 33byte —— 校验和： 1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 数据载荷：33byte 当前 倍率 2byte —— 定幅 变码 2byte —— 定码 变幅 2byte —— 报警 状态 2byte —— 传感器状 态 1byte —— ID 4byte ——

风速 2byte —— 载重 2byte —— 回转 2byte —— 幅度 2byte —— 高度 2byte —— 力矩 2byte —— 倾角 2byte 分 1byte — 年 1byte — 月 1byte — 日 1byte — 时 1byte — 秒 1byte — ID：用来标识一台塔机，在整个服务器监控的所有塔机，一个塔机对应一个ID号。 风速用2byte，因为2byte表示的数据的范围是0-65535，用固定小数点表示风速。如果实际的风速为4.3m/s，那么平台收到的数据是430.，所以得到值除以100可得到实际的风速值。幅度，高度的单位为m，力矩的单位是t*m，倾角和回转的单位为度，这些量的处理方式和风速的方法处理相同。

对于载重，则得到的是实际的重量，单位为kg(以下设计到重量的参数均按此操作)。 倾角信息需装上倾角传感器才有此数据，该字段可选，没有则填0x00； 定幅变码与定码变幅字段可选，没有该数据则填0x0000；

报警状态：表示报警的不同类型。前一个字节表示，各种预警情况可以相或。具体值对应如下表：

表2.8 状态类型子域描述 b7b6b5b4b3b2b1b0 描述 正常工作 回转限位预警 幅度限位预警 高度限位预警 超载预警 禁行区预警 防碰预警 超风速预警 后一个字节表示报警状态，表示方法如预警状态。

传感器状态：用来表示传感器是否正常工作。低5为，如果某位为1表示对应的传感器出现故障，高3为保留。

表2.9 状态类型子域描述

b4b3b2b1b0 00000 00001 00010 00100 01000 10000 其余 帧头：2byte 0x5A55 描述 正常工作 风速传感器故障 称重传感器故障 回转传感器故障 幅度传感器故障 高度传感器故障 保留 表2.10上报塔机实时数据响应帧 命令 1byte 0x11 ID 4byte —— 校验和： 1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 帧长度：1byte —— 帧流水号：协议版本 ：2byte 2byte —— 0x0100 2.5 塔机校时

该功能是服务器每隔一小时发送当前实时时钟，使得塔机上的实时时钟和服务器上的时钟同步。

表2.15 塔机校时请求帧

帧头：2byte 0x5A55

数据载荷：8byte ID 4byte 年 1byte 月 1byte 日 1byte 时 1byte 分 1byte —— 秒 1byte 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x15 数据 载荷： 10byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 ——

—— —— —— —— —— 20

当塔机收到该校时帧后，塔机回复相同的结构帧，只是塔机回复的是塔机校时后的时间，回复的命令是0x16。 2.6 上报塔机基本参数

设备参数变动，需主动上报给服务器；

表2.16 注册塔机基本参数帧

帧头：2byte 0x5A55

数据载荷：8byte ID 4byte 运行模式 1byte 传感器配报警开关 置 2byte 1byte —— —— 帧长度：1byte —— 帧流水协议版本 2byte 号：2byte —— 0x0100 命令 1byte 0x05 数据 载荷： 8byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 ——

——

表2.17 注册塔机基本参数响应帧 帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x06 ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 运行模式，0表示单台模式运行，1表示多台模式运行，其余保留。

传感器配置，见下表。当对应的位为1时，表示硬件接了该传感器，否则0表示没有接该传感器。

表2.18 传感器配置

其余 保留 b4 高度 b3 幅度 b2 回转 b1 称重 b0 风速 报警开关见下表。当对应的位为1时，表示该报警开，否则为0时，该报警关闭。

表2.19 报警开关

其余 保留 b9 防碰 b8 b7 b6 前限位 b5 低限位 b4 b3 b2 b1 载重 b0 风速 禁行区 后限位 高限位 右限位 左限位

2.7 上报塔机静态参数

设备参数变动，需主动上报给服务器；

表2.20 塔机注册静态参数请求帧 帧头：2byte 0x5A55

数据载荷：17byte 塔机 ID 4byte 类型 1byte —— —— —— —— —— —— —— —— X坐标 2byte Y坐标 2byte 塔身高 2byte 塔顶高 2byte 大臂 2byte 平衡臂 2byte 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x07 数据 载荷： 17byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 塔机类型：0表示平臂塔机，1，动臂塔机，其余保留。

其余的塔机各个参数单位都为m，精度为小数点后一位，例如，实际X坐标为123.45，那么发送X坐标时，按照实际值乘以100取整发送。其他参数按照相同的方法。

表2.21 塔机注册静态参数响应帧 帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x08 ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 2.8 上报禁行区参数

设备参数变动，需主动上报给服务器；

表2.22 塔机注册禁行区参数请求帧 帧头：2byte

帧长度：帧流水协议 命令 数据 校验和：帧尾：22

1byte 0x5A55

—— 号：2byte —— 版本 ：2byte 0x0100 1byte 0x09 载荷： n byte —— 1byte —— 2byte 0x6A69 数据载荷：nbyte 禁行区1 ID 4byte 禁行区数 1byte 数据载荷 14btye ——

数据载荷：14byte 顶点禁行区 数 类型 1byte ——

1byt —— 顶点0 4byte 顶点 2 4byte —— —— —— 数据载荷 14byte —— 禁行区2 禁行区 n 数据载荷 14byte —— 顶点n 4byte —— —— 数据载荷：14byte 顶点禁行区 数 类型 1byte —— 1byt —— 顶点0 4byte 顶点 2 4byte —— 顶点n 4byte —— ——

解析该帧数据时，首先是在ID号之后是禁行区数目，0表示没有禁行区停止解析，禁行区最多为10个。

禁行区类型，0表示无限高禁行区，塔机的大臂、平衡臂和小车都不能进入；1表示有限高度禁行区，塔机的大臂和平衡臂可以进入，但小车不能进入。

然后是第一个禁行区的顶点数，顶点数最多为10，接下来时顶点坐标，坐标点数为顶点数。直到解析完一个塔机的所有禁行区。

禁行区的坐标参数均是乘以100，取整。

表2.23 塔机注册禁行区参数响应帧 帧头：2byte 0x5A55

帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x1A ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 2.9 实时数据发送周期设置

通过服务器设置塔机上报实时数据的周期；

表2.24 设置塔机上报实时数据周期请求帧 帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号： 协议版2byte 本 ：2byte ——

ID 4byte 数据载荷：6byte 工作 非工作 周期（s） 周期(s) 1byte 1byte —— —— 0x0100 命令 1byte 0x17 数据 载荷： 6byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 —— 表2.25 设置塔机上报实时数据周期响应帧

帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x18 ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 注：塔机设备根据远程服务器设置的发送周期，定时上报实时数据给服务器，当系统发生报警，设备将自动提高上传速率，以1秒的频率上传数据。 2.10 控制器运行时间记录

每十分钟向服务器发送一次开机时间与设备运行时间；

表2.26 上报设备运行时间记录数据帧

帧头：2byte 帧长度：帧流水号： 协议版2byte 本 ：2byte 命令 1byte 数据 载荷： 校验和：1byte 帧尾：2byte 24

1byte 0x5A55

数据载荷：12byte —— —— 0x0100 0x19 14byte —— —— 0x6A69 运行时间ID 4byte 年 1byte 月 1byte —— 日 1byte —— 时 1byte —— 分 1byte —— 秒 （s） 1byte 4byte ——

表2.27 设备运行时间记录响应帧 帧头：2byte 0x5A55

帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x1A ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 —— —— 2.11 工作循环信息数据

表示塔机每次吊重物时的信息，各个子域中的参数值说明参见实时数据帧。

表2.28 工作循环信息上报数据帧

帧头：2byte 0x5A55 数据载荷：62byte 起吊 ID 4byte 起吊 风速 2byte 起吊 载重 2byte 起吊 回转 2byte 起吊 幅度 2byte 起吊 高度 2byte 起吊 力矩 2byt 起吊 倾角 2byte 起吊 定幅 倍率 变码 2byte 2byte 2byte 变幅 定码 起吊 起吊 报警 状态 2byte 起吊 传感 器状态 1byte 帧长度：1byte —— 帧流水号：协议版2byte 本 ：2byte —— 0x0100 命令 1byte 0x1B 数据载荷: 62byte —— 校验和： 1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69

起吊年 1byte — 起吊月 1byte — 起吊日 1byte — 起吊时 1byte — 起吊分 1byte — 起吊秒 1byte — 卸载 风速 2byte —— 卸载 载重 2byte —— 卸载 回转 2byte —— 卸载 幅度 2byte —— 卸载 年 1byte — 卸载 高度 2byte —— 卸载 力矩 2byte —— 卸载 倍率 2byte —— 卸载 定幅变码2byte —— 卸载 定码变幅 2byte —— 卸载 报警 状态 2byte —— 卸载 传感器状态 1byte —— 卸载 月 1byte — 卸载 卸载 日 时 1byte 1byte — — 卸载 卸载 分 秒 1byte 1byte — — 帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 表2.29 工作循环信息上报数据响应帧 协议版帧流水命令 ID： 本 ：号：2byte 1byte 4byte 2byte —— 0x0100 0x0C —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 2.12 读取塔机基本参数

表2.30 塔机基本参数请求帧 协议版帧长度：帧流水本 ：1byte 号：2byte 2byte —— —— 0x0100 表2.31 塔机基本参数响应帧 帧流水号：协议版本 ：2byte 2byte —— 0x0100 数据载荷：8byte ID 4byte —— 运行模式 1byte —— 传感器配报警开关 置 2byte 1byte —— —— 命令 1byte 0x20 ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 帧头：2byte 0x5A55 帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 命令 1byte 0x21 数据载荷： 8byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 塔机基本参数响应帧数据结构同上报塔机基本参数帧；

26

2.13 读取塔机静态参数

表2.32 塔机静态参数请求帧 帧头：2byte 0x5A55

表2.33 塔机静态参数响应帧 帧头：2byte 0x5A55

数据载荷：17byte ID 4byte —— 塔机类型 X坐标 1byte —— 2byte —— Y坐标 2byte —— 塔身高 2byte —— 塔顶高 2byte —— 大臂 2byte —— 平衡臂 2byte —— 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x23 数据 载荷： 17byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x22 ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 塔机静态参数响应帧同上报塔机静态参数帧； 2.14 读取禁行区参数

表2.34 读取塔机禁行区请求帧 帧头：2byte 0x5A55

表2.35 读取塔机禁行区响应帧 帧头：2byte 0x5A55

数据载荷：nbyte ID 4byte 禁行区数 1byte 禁行区1 数据载荷 14btye 禁行区2 数据载荷 14byte 禁行区 n 数据载荷 14byte 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x25 数据 载荷： n byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x24 ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 ——

—— —— —— —— 数据载荷：14byte 顶点禁行区 数 1byte ——

—— —— —— —— —— 数 1byte 类型 1byt —— 顶点0 4byte —— 顶点 2 4byte —— 顶点n 4byte —— 数据载荷：14byte 顶点禁行区 类型 1byt 顶点0 4byte 顶点 2 4byte 顶点n 4byte 2.15 读取塔机报警参数

2.36 读取塔机报警参数请求帧 帧头：2byte 0x5A55

表2.37 读取塔机报警参数响应帧 帧长帧头：2byte 0x5A55

数据载荷：15byte ID 4byte ——

前限位 2byte 后限位 2byte 禁行区预警 2byte 禁行区预警 2byte 防碰预警 2byte 防碰报警 2byte 风速 预警 2byte —— 风速 报警 2byte —— 超载 预警 2byte —— 超载 报警 2byte —— 高限 位 2byte —— 低限 位 2byte —— 左限 位 2byte —— 右限位 2byte —— 度：1byte —— 帧流水号： 2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x32 数据 载荷： 15byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x31 ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 —

— — — — — 28

风速单位为m/s，乘以100后取整发送。超载（力矩）的单位是t*m，左右限位的单位是度，其余量的单位均是m，这些量的处理方式和风速的方法处理相同。 2.16 读取传感器实时数据

表2.38 读取传感器实时数据请求帧

帧头：2byte 0x5A55

表2.39 读取传感器实时数据响应帧

帧头：2byte 0x5A55

数据载荷：14byte ID 4byte 风速 2byte 回转 2byte —— 高度 2byte 帧长度：1byte —— 帧流水号： 协议版2byte 本 ：2byte —— 0x0100 命令 1byte 0x34 数据 载荷： 14byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x33 ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 载重 2byte 幅度 2byte ——

—— —— —— —— 2.17 读取传感器参数

表2.40 读取传感器参数请求帧

帧头：2byte 0x5A55 协议版帧长度：帧流水命令 本： 1byte 1byte 号：2byte 2byte —— —— 0x0100 0x35 ID 4byte —— 传感器标识： 校验和：1byte 1byte —— 帧尾： 2byte 0x6A69 传感器标识的取值如下：

表2.41 传感器标识描述

值 描述 0x01—0x0f 0x10—0x1f 0x20—0x2f 0x30—0x3f 0x40—0x4f 其余 风速 称重 回转 幅度 高度 保留 当读取风速传感器的值时，服务器端可以在传感器标识域中填写0x01—0x0f中的任意一个值。同样，称重0x10—0x1f，回转0x20—0x2f，幅度0x30—0x3f，高度0x40—0x4f。

当塔机收到传感器参数请求帧后，接下来回复具体参数。如果在读取请求中传感器标识是0x01—0x0f，则表明是请求读取风速传感器的参数。同样，称重0x10—0x1f，回转0x20—0x2f，幅度0x30—0x3f，高度0x40—0x4f。塔机将根据具体使用的传感器类型发送对应的参数。当塔机回复传感器参数时，其具体帧结构如下：

表2.42 读取传感器参数响应帧 帧头：2byte 0x5A55

帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议 版本 ： 2byte 0x0100 命令 1byte 0x36 ID 4byte —— 传感器 标识： 1byte 传感器参数 20byte 校验和：1byte —— 帧尾： 2byte 0x6A69 传感器参数20个byte的具体定义如下：

如果回复传感器标识0x01，其参数的含义如下：

表2.43 风速传感器参数 量程最小值 2byte ——

量程最小值 2byte —— 电压最大值 2byte —— 电压最小值 2byte —— 其余保留 12 byte —— 如果回复传感器标识0x10，其参数的含义如下：

表2.44 称重传感器参数 标定物重量 2byte ——

标定倍率 2byte —— 标定AD值 2byte —— 当前倍率 2byte —— 其余保留 12 byte —— 如果回复传感器标识0x20，其参数的含义如下：

表2.45 回转传感器参数 位数 2byte ——

起始值 2byte —— 起始角度 2byte —— 其余保留 14byte —— 30

如果回复传感器标识0x30，其参数的含义如下：

表2.46 幅度传感器参数 起始值 2byte —— 起始实际值 2byte —— 终止值 2byte ——

表2.47 高度传感器参数 起始值 2byte —— 起始实际值 2byte —— 终止值 2byte —— 终止实际值 2byte —— 步长 2byte —— 其余保留 14byte —— 终止实际值 2byte —— 步长 2byte —— 其余保留 14byte —— 如果回复传感器标识0x40，其参数的含义如下：

2.18 塔机GPS数据上报

塔机每次注册结束后，上报塔机具体GPS位置信息。

表2.49 设备GPS数据上报记录帧 帧长帧头：2byte 0x5A55 度：1byte —— 帧流水号： 2byte —— 协议 版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x37 ID： 4byte —— 经度： 4byte —— 维度： 4byte —— 校验和： 1byte —— 帧尾： 2byte 0x6A69 经度和纬度数据采用浮点型表示。

表2.50设备GPS数据上报响应帧 帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x38 ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69 2.19 力矩曲线参数数据上报

表2.51 力矩数据上报记录帧 帧长帧头：2byte 0x5A55 度：1byte —— 帧流水号： 2byte —— 协议 版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x1D 数据载荷 14byte —— 校验和： 1byte —— 帧尾： 2byte 0x6A69 数据载荷： 14byte Q0 ID 4byte —— r1 2byte —— 吊具重量 2byte —— R0臂长 2byte —— 最大幅度吊重 2byte —— —— 倍率 2byte r1为塔臂根铰点到回转中心的距离；

表2.52 力矩曲线数据上报响应帧

帧头：2byte 0x5A55 帧长度：1byte —— 帧流水号：2byte —— 协议版本 ：2byte 0x0100 命令 1byte 0x1E ID： 4byte —— 校验和：1byte —— 帧尾：2byte 0x6A69

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