基于Zigbee和Web技术的塔式起重机超声监测信息传输研究

发布时间：2017-05-15 08:07

  本文关键词：基于Zigbee和Web技术的塔式起重机超声监测信息传输研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：塔式起重机简称塔机,它作业重心高且运行半径大，属于高空作业，是目前建筑工地上普遍使用的水平和垂直吊装起重运输机械设备。但是，随着大型工程的增多以及塔机使用量的增大，塔机事故时有发生且有上升势头。因此，尽快开发适合我国国情的塔机监测预警系统是迫在眉睫的任务。 本文针对国内外塔机监测预警系统的不足，提出了主动式塔机监测预警系统的研究方案，并引入了超声波测距技术、ZigBee无线网络技术以及基于Web的无线传输技术对监测预警中的难点进行了探索性研究。实验结果表明，，基于超声测距的塔式起重机安全预警技术可以有效获取塔机安全信息,提高了传感器测量范围；ZigBee网络在复杂天气条件下传输稳定性符合塔机监测预警要求；通过对以太网通讯模块以及B/S架构通讯模块的设计，实现了将监测信息传输到客户端监测中心进行远程监测的目标。 主要研究内容如下： 1.塔机对周围障碍物信息的获取是实现塔机预警的首要前提。本文通过对测距技术的深入研究，设计了远距离超声波测距试验平台，增大了超声波传感器的监测范围。同时对阈值算法和互相关时延估计算法进行了研究，通过实验结果对比得出适用于远距离测距的算法，改善了测距精度。这两点为监测预警系统的信息获取提供保证。 2.Zigbee无线传感网络在复杂天气环境下稳定性实验分析。在分析传播介质对电磁波传播的影响因素以及影响方式的基础上，提出复杂天气分类方法，分析了风雨天、雨雾天、风沙天，塔机实际工况中相对常见的3种复杂天气对无线传感网络影响方式，并进行了实验分析。 3.通过对Linux系统开发环境以及ARM硬件平台的搭建，实现将前端传感器采集信息通过以太网通讯模块和Web服务器通讯目的，最终将数据传送给基于B/S模式的远程监控中心。
【关键词】：塔式起重机 超声波测距 Zigbee无线网络 Web技术 监测信息
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213.3;TP274
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外发展现状分析11-13
• 1.3 课题来源及主要研究内容13-15
• 1.3.1 课题的来源13
• 1.3.2 主要研究内容及结构安排13-15
• 1.4 本章小结15-16
• 2 远距离超声波测距技术研究16-43
• 2.1 引言16
• 2.2 超声波测距原理16-17
• 2.3 主动式塔机防碰撞原理17-18
• 2.4 超声波测距试验平台需求分析及方案设计18-19
• 2.4.1 超声波测距试验平台需求分析18
• 2.4.2 超声波测距试验平台方案设计18-19
• 2.5 超声波测距试验平台硬件设计与实现19-26
• 2.5.1 超声波传感器19-21
• 2.5.2 微控制器21-23
• 2.5.3 发射模块23-24
• 2.5.4 接收模块24-25
• 2.5.5 采集模块25-26
• 2.6 超声波测距试验平台软件设计与实现26-31
• 2.6.1 下位机软件设计26-27
• 2.6.2 上位机软件设计27-31
• 2.7 超声波测距算法研究31-42
• 2.7.1 阈值法31-36
• 2.7.2 互相关时延估计法36-38
• 2.7.3 阈值法和互相关时延估计法的比较38-42
• 2.8 本章小结42-43
• 3 塔机在复杂天气工况下 Zigbee 无线传感网络研究43-55
• 3.1 引言43
• 3.2 Zigbee 网络概述43-44
• 3.3 Zigbee 无线传感网络硬件平台搭建44-47
• 3.4 影响 Zigbee 无线网络传输具体因素分析47
• 3.5 塔机复杂天气工况分类47-48
• 3.6 复杂天气工况下 Zigbee 无线网络传输实验比较48-54
• 3.6.1 无线传感网络组网实验48-51
• 3.6.2 模拟塔机节点距离试验51-52
• 3.6.3 复杂天气下无线传感网络点对点传输试验52-53
• 3.6.4 试验数据比较分析53-54
• 3.7 本章小结54-55
• 4 基于 Web 的塔机监测信息传输技术研究55-73
• 4.1 引言55
• 4.2 信息传输试验平台总体结构55-56
• 4.3 前端数据采集模块设计56-57
• 4.4 以太网通讯模块设计57-65
• 4.4.1 以太网通讯模块硬件设计57-58
• 4.4.2 以太网通讯模块软件开发环境搭建58-61
• 4.4.3 以太网通讯模块的应用程序设计61-63
• 4.4.4 信息传输试验平台通讯协议设计63-65
• 4.5 服务器设计65-72
• 4.5.1 服务器总体架构65-66
• 4.5.2 数据库服务器设计66-70
• 4.5.3 Web 服务器设计70-71
• 4.5.4 客户端监测界面设计与测试71-72
• 4.6 本章小结72-73
• 5 总结与展望73-75
• 5.1 总结73-74
• 5.2 展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 寇雪芹;谷立臣;闫小乐;琚晓涛;;基于虚拟仪器的超声信号测量及测距研究[J];计算机工程与应用;2012年06期

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  本文关键词：基于Zigbee和Web技术的塔式起重机超声监测信息传输研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：367216