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基于GPS的港口移动设备防碰撞系统的设计与实现

发布时间:2018-05-31 19:35

  本文选题:移动设备 + STM32 ; 参考:《燕山大学》2013年硕士论文


【摘要】:堆料机、取料机和装船机是一种高效率的装卸物料移动设备,主要应用在港口、矿山等矿产资源较为丰富的场合。移动设备具有承载大、速度快等特点,能够大幅降低工人劳动强度,加快港口物料的运输速度,提高港口自动化水平。此类移动设备悬臂半径大约长40米,在现场作业时需要在几十米的高度反复做俯仰回转动作,在能见度较低的天气情况下,操作人员无法准确判断移动设备相互之间的距离,存在发生相互碰撞风险,因此对于大型港口建立移动设备防碰撞定位系统就显得尤为重要。 针对秦皇岛港九公司煤炭堆场移动设备作业的特点,本文采用GPS技术与嵌入式系统相结合开发了GPS单机节点终端产品,在整个堆场采用以太网方式与上位机通讯,上位机主要为用户显示堆场移动设备动态作业及报警信息。本论文主要完成内容如下: 首先,对移动设备防碰撞系统整体方案进行设计,详细的介绍GPS接收模块、嵌入式网络模块、上位机模块功能及硬件选型。 其次,对GPS单机节点进行硬件设计与软件开发,以ST公司最新推出的基于Cortex-M3内核的32位高性能嵌入式微处理器STM32F103VET6作为主控芯片,进行硬件外围电路设计,,使用Altium Designer软件进行原理图设计和PCB板的绘制,在μVision4集成环境开发GPS单机节点网络终端程序,完成了终端样机加工与联调。 最后,完成上位机程序开发,在VC++环境下处理GPS输出信息并实时将处理后数据存到SQL数据库,采用MCGS组态软件开发可视化界面,实现移动设备在现场动态显示画面和报警信息提示,便于用户操作和管理。 本文所开发的一种基于GPS港口移动设备防碰撞控制系统应用于秦皇岛港九公司煤炭堆场,经过在现场调试表明:系统运行稳定,报警准确率高,达到了预期效果。
[Abstract]:Stacker, feeder and loader are high efficient loading and unloading equipment, which are mainly used in the fields of rich mineral resources such as ports and mines. Mobile equipment has the characteristics of large load and high speed, which can greatly reduce the labor intensity of workers, speed up the transportation of port materials, and improve the level of port automation. The cantilever radius of this kind of mobile device is about 40 meters long, and it is necessary to repeatedly do pitching rotation at a height of dozens of meters in the field operation. Under the condition of low visibility, the operator cannot accurately judge the distance between the mobile devices. There is the risk of collision, so it is very important for large ports to establish anti-collision positioning system of mobile equipment. In view of the characteristics of mobile equipment operation in coal yard of Qinhuangdao Port & Nine Company, this paper uses GPS technology and embedded system to develop GPS single node terminal product, and communicates with host computer by Ethernet mode in the whole yard. The host computer mainly displays the dynamic operation and alarm information of the mobile equipment in the yard for the user. The main contents of this thesis are as follows: Firstly, the overall scheme of anti-collision system for mobile equipment is designed. The GPS receiving module, embedded network module, upper computer module function and hardware selection are introduced in detail. Secondly, the hardware design and software development of GPS single machine node are carried out. The 32-bit high performance embedded microprocessor STM32F103VET6 based on Cortex-M3 kernel is used as the main control chip, and the hardware peripheral circuit is designed. The Altium Designer software is used to design the schematic diagram and draw the PCB board. The terminal program of GPS single node network is developed in 渭 Vision4 integrated environment, and the terminal prototype is processed and combined. Finally, the upper computer program is developed, the output information of GPS is processed in VC environment, and the processed data is saved to the SQL database in real time. The visual interface is developed by MCGS configuration software. Realize the mobile device in the scene dynamic display screen and alarm information prompt, easy for user operation and management. An anti-collision control system for port mobile equipment based on GPS has been developed in this paper and applied to the coal yard of Qinhuangdao Port Nine Company. The debugging on the spot shows that the system runs stably and the alarm accuracy is high, and the expected effect is achieved.
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:P228.4;U691.1

【参考文献】

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本文编号:1961032

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