基于ZigBee的无线塔机安全监测系统设计

发布时间：2020-10-08 21:38

　　塔式起重机简称塔机,它作业范围广,作业能力强,能够提高现代施工速度,应用广泛,是建筑施工中的关键设备。然而,由于自身设计缺陷或违规操作等诱因,塔机事故经常发生,提高塔机安全性已经成为业界亟待解决的问题。安全监控系统的使用对于减少塔机事故,提高塔机安全性起着关键性作用。本文提出了基于传感器技术和无线通信技术的塔机安全监测系统的设计方案。重点对系统的嵌入式处理器的中央信息处理单元、基于ZigBee的无线通信单元、以及基于LabVIEW的上位机监控软件进行了设计。基于国家塔机安全标准,论文首先分析了对塔机安全运行影响较大的几个参数,如起重力矩、起重量、变幅幅度等,确定了系统检测参数及技术指标,并从安全监控管理的角度出发,提出了对塔机工作状态进行实时监控、记录并上传管理控制中心的设计思想。在设计方案中,信息采集单元结合无线数据收发单元实现监控数据的无线采集,使用DSP嵌入式微处理器实现了塔机侧监控台单元的监控功能；塔机侧与控制室侧数据通信采用ZigBee技术,充分提高了数据传输的可靠性、安全性、稳定性;在控制室侧,使用LabVIEW 8.6开发工具设计了上位机监控软件系统,系统具有数据实时显示、数据分析和数据存储功能,为日后的塔机监管部门在鉴别塔机安全事故相关责任时提供有力证据。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH213.3
【部分图文】：

塔机,结构示意图,变幅

塔机的品种很多，每个品种按照主参数的不同划分为不同的规格。按照回转支撑的位置划，可以分为上回转塔机和下回转塔机;按照臂架结构方式可以分为小车变幅塔机(如图2.1)和动臂变幅塔机，小车变幅塔机就是我们平常可以到处可见的水平臂架，其上有一个小车，臂架通常为三角形截面，下面两根主弦作为小车的导轨，臂架内部有一牵引机构，为小车移动提供动力，这种塔机的臂架可以做的很长，故施工范围很广，所以小车变幅塔机已占据压倒式优势，应用非常广泛，包括上回转塔机和下回转塔机都会使用。动臂变幅塔机，其臂架是一根析架式的受压柱，一般为矩形截面。下端接到回转塔身顶部，上端用拉索连接塔帽或撑杆。它的变幅靠改变臂架仰角实现。在我国动臂变幅塔机用的很少。按照安装方式分为拼装式塔机、快装式塔机、自升式塔机和内爬式塔机。塔机的型号标记方法编制如下，例如TC6013A一设计序号的解释为:TC代表英语中的 TowerCrane的第一个字母

序列,协议栈,物理层,信道

图3.1zigBee协议栈结构.2.121gBee的物理层ZigBee采用了IEEE802.巧.4提供的物理层。IEEE802.巧.4提供两个物理层.4GHz物理层和868/9巧MHz物理层。为了设计出低价位的数字IC可执行元件，者均采用直扩序列调制(DSSS)方式，他们共享一个基本包帧结构，具有较执行周期和功率消耗。两个物理层共有三个频带，被分为27个频率信道。868/9巧MHz物理层6&O一868.6MHz之间，支持一个信道，称为0号信道，传输速率为20kb/s。2.0一928.OMHz之间，则支持10个信道，称为1一n信道，传输速率为40kb/s。个频带的特征十分接近，其硬件设计十分相似，可以实现硬件共享，降低了成本。2.4GHz物理层在2.4一2.4834GHz之f司支持16个信道，为12一27号信道，个信道的频带带宽达6MHz，易于满足发射和接收滤波器的设计要求，提供的速率是250kb/sl26]。这些信道的频率如公式(3一1)所示。

网络层,协调器

西安建筑科技大学硕士学位论文加入和离开。能够加入或离开已存网络，同时也能让ZigBee协调器请求设备离开网络。发现。有能力发现、记录、报告设备的一跳(one一hop)接收。能够控制设备接收信息、的时间以及接收时间的CA子层能同步或者直接接收。地址。ZigBee协调器或者路由器有权利和能力给己经加配地址。发现。有发现并记录网络传输路径中可能是高效路由的

【引证文献】