基于GPRS的塔机远程安全监控系统设计与开发

发布时间：2017-05-20 00:07

  本文关键词：基于GPRS的塔机远程安全监控系统设计与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：塔式起重机（以下简称塔机）以其作业半径大、能够同时完成起升、回转及变幅行走等工作特征，有效提高了生产效率，在工、民、建筑领域得到广泛应用。但是由于施工过程中的违章操作等原因引起的塔机设备损毁事故和人员伤亡也屡屡发生，对社会造成重大的损失。针对传统塔机安全监控系统存在的问题和不足，本文以ARM系列高速处理器为核心，以数字处理技术、传感器技术及GPRS无线通信技术为依托，研制开发出一套具有良好监控实时性和高可靠性的塔机无线远程安全监控系统。该系统能够实时监控塔机的工作状态，并通过GPRS无线网络将工作数据传输到远程监控平台，实现了塔机群无线组网监控功能。 本文主要研究内容包括以下几个方面： （1）总体方案设计。根据塔机实际工况环境及系统功能需求，制定系统总体设计方案及开发流程。完成系统中央处理单元选型和数据远程通信方案设计。 （2）完成塔机监控终端软硬件系统设计。硬件设计部分主要完成系统电源部分、中央处理器外围电路部分以及传感器信号采样处理部分的设计。考虑到塔机工况环境比较恶劣、传感器输出信号干扰源较多，在系统软件设计时加入了传感器采样信号数字滤波技术和看门狗技术。 （3）设计GPRS远程通信模块。完成GPRS远程通信模块供电电路、GPRS模块开机电路和SIM卡电路等硬件部分设计。给出了详细的GPRS通信软件程序设计流程图以及报警短信部分的程序流程图。 （4）建立塔机远程监控管理平台。使用Visual Basic开发上位机数据接收程序，实时监测塔机GPRS远程通信模块与服务器通信状态，，接收来自塔机监控终端发送的塔机实时工作数据。在接收到工作数据后将数据保存到服务器SQL Server数据库，利用Visual Studio开发工具开发Web网页显示程序，完成塔机工作数据的Web显示。监控管理中心工作人员根据需要可在任意一台联网的计算机终端，打开该网页读取相应塔机的工作数据。 （5）样机的现场调试。最后将样机以及各路传感器安装在塔机上，进行系统的在线调试，检测系统运行的可靠性和稳定性。
【关键词】：塔机 数据采集 GPRS/GSM 远程监控 Winsock控件
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.3;TP277
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 目录10-12
• 插图清单12-14
• 表格清单14-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 课题研究的背景15-16
• 1.2 国内外研究现状16-19
• 1.2.1 国外研究概况16-17
• 1.2.2 国内研究现状17-19
• 1.3 课题的研究目的和意义19
• 1.4 本课题的研究内容19-21
• 1.4.1 课题来源及课题主要研究内容19-20
• 1.4.2 本论文总体结构20-21
• 第二章 塔机 GPRS 远程安全监控系统方案设计21-29
• 2.1 系统开发流程21-22
• 2.2 塔机 GPRS 远程安全监控系统组成22-23
• 2.3 数据通信方式23-25
• 2.4 GPRS 通信网络结构25-28
• 2.4.1 GPRS 通信组网方式25-27
• 2.4.2 GPRS 通信协议选择27-28
• 2.5 GPRS 网络通信优势28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 塔机监控终端软硬件系统设计29-47
• 3.1 塔机监控终端功能设计29-30
• 3.2 塔机监控终端软件系统设计30-31
• 3.3 系统中央处理器选型31-33
• 3.4 STM32 中央处理器最小系统设计33-36
• 3.4.1 复位和时钟电路34-35
• 3.4.2 电源电路设计35
• 3.4.3 SWD 接口调试电路35-36
• 3.5 系统供电方案设计36-37
• 3.6 传感器选型37-40
• 3.6.1 行程限位传感器选型37-38
• 3.6.2 称重传感器选型38-39
• 3.6.3 风速传感器选型39-40
• 3.6.4 主电机监测传感器选型40
• 3.6.5 温度传感器选型40
• 3.7 传感器信号采集处理单元设计40-44
• 3.7.1 传感器信号采样电路设计41-42
• 3.7.2 采样基准参考电源设计42-43
• 3.7.3 传感器信号 A/D 转换程序设计43-44
• 3.8 塔机端数据采集模块软件抗干扰技术44-46
• 3.9 本章小结46-47
• 第四章 GPRS 远程数据传输模块设计47-55
• 4.1 GPRS 模块特性47-51
• 4.1.1 GPRS 模块供电电路设计47-48
• 4.1.2 GPRS 模块驱动电路设计48-50
• 4.1.3 SIM 卡连接电路设计50-51
• 4.2 GPRS 模块远程通信软件设计51-54
• 4.2.1 AT 指令51-52
• 4.2.2 GPRS 模块初始化程序设计52-53
• 4.2.3 GSM 报警短信程序设计53
• 4.2.4 建立 TCP/IP 通信协议程序设计53-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第五章 远程监控终端设计55-60
• 5.1 数据接收程序设计55-56
• 5.2 工作数据的存储设计56-59
• 5.3 用户管理登陆界面和工作数据 Web 显示59
• 5.4 本章小结59-60
• 第六章 塔机安全监控系统安装与调试60-71
• 6.1 塔机端数据采集模块调试与优化60-61
• 6.2 传感器的安装与调试61-67
• 6.2.1 行程限位传感器安装与调试61-65
• 6.2.2 称重传感器安装与调试65-66
• 6.2.3 风速传感器安装与调试66
• 6.2.4 主电机监测传感器安装与调试66
• 6.2.5 温度传感器安装与调试66-67
• 6.3 系统在线运行67-68
• 6.4 短信报警及继电器保护过载保护68-69
• 6.5 远程网页数据查询69-70
• 6.6 本章小结70-71
• 第七章 总结展望71-73
• 7.1 本文总结71-72
• 7.2 工作展望72-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：380245