基于无线通信的塔机群防互碰智能避让系统

发布时间：2023-03-12 04:26

　　随着城市基本建设规模的不断扩大,同一片工作区域中,往往存在多台甚至几十台塔机。现场塔机互相碰撞事故发生仅次于倒塔、碰撞高压电线和重物脱钩事故。为了减少塔机事故,提高塔机群安全性能和施工效率,本文提出一种塔机群之间的防碰撞避让算法,对传统的塔机群防碰撞算法进行改进,使塔机能够提前预判碰撞发生的可能性,自动调整其运行状态,塔机之间能够智能避让防止互碰,减少停机,提高施工效率。 本课题研究的主要任务是利用嵌入式技术、无线通信技术,设计一套能够实现塔机之间自动避让的防碰撞系统。论文的主要工作和成果如下： 1.以传统的塔机群防碰撞算法为基础,在其上构建一种在某些情况下能够实现塔机之间自动避让的算法,以减少传统停机防碰撞的情况,提高现场施工效率。 2.为了实现塔机群防碰撞避让算法,塔机之间的状态信息必须进行实时的交互,参照传统的令牌总线网络,设计一种无线实时通讯协议实现塔机群之间的数据交互。 3.以嵌入式arm处理器s3c2410为核心,构建系统的硬件电路,完成系统各个电路模块的设计。 4.在硬件电路之上,完成U-boot、Linux操作系统和QT的移植,搭建系统的软件编程平台。 5.在Linux...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 背景
    1.2 国内外的研究现状
        1.2.1 国外研究概况
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 课题的主要研究工作
    1.4 本章小结
第2章 塔机群的防互碰智能避让算法设计
    2.1 算法总体结构
    2.2 塔机防碰撞算法
    2.3 等高塔机智能避让算法
    2.4 高低塔机智能避让算法
    2.5 本章小结
第3章 塔机群的无线实时通信技术
    3.1 工业无线通信技术
        3.1.1 无线通信的特点
        3.1.2 工业无线通信的特殊性
        3.1.3 几种工业无线网络的可行方案
    3.2 实时通信技术
        3.2.1 实时系统概述
        3.2.2 实时系统通信
        3.2.3 令牌传递协议
    3.3 塔机群的无线实时通信协议
        3.3.1 塔机群无线通信的总体结构
        3.3.2 塔机的自主入网与退网
        3.3.3 通讯中的故障处理
    3.4 本章小结
第4章 塔机控制系统硬件设计及嵌入式开发环境的构建
    4.1 系统硬件的总体方案设计
    4.2 塔机运行状态的检测
        4.2.1 回转角度、回转速度的检测
        4.2.2 起吊高度,小车变幅幅度、速度的检测
        4.2.3 起吊重量的检测
    4.3 控制电路的详细设计
        4.3.1 电源模块设计
        4.3.2 继电器控制电路设计
        4.3.3 传感器接口电路设计
        4.3.4 无线通信电路设计
        4.3.5 人机交互电路设计
        4.3.6 存储器电路设计
    4.4 嵌入式操作系统
    4.5 Bootloader的移植
        4.5.1 U-boot简介
        4.5.2 U-boot的运行过程
        4.5.3 U-boot的移植
    4.6 Li nux内核的移植、剪裁
        4.6.1 Linux内核结构
        4.6.2 Linux内核的移植
    4.7 根文件系统的制作
    4.8 QT的移植
    4.9 本章小结
第5章 塔机群防互碰智能避让的软件设计
    5.1 防互碰智能避让软件的总体结构
    5.2 传感数据采集模块的设计
        5.2.1 数据采集驱动设计
        5.2.2 数据采集应用设计
    5.3 智能控制决策模块的设计
    5.4 人机交互模块的设计
        5.4.1 LCD驱动的移植
        5.4.2 控制系统的人机界面的设计
    5.5 本章小结
第6章 系统的调试与仿真
    6.1 系统调试环境的建立
    6.2 等待总时间最短算法的仿真
    6.3 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参与的科研项目和成果



本文编号：3760943