塔式起重机安全监控系统的研究与实现

发布时间：2017-07-14 19:08

  本文关键词：塔式起重机安全监控系统的研究与实现

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【摘要】：由于中国经济的快速发展，城市高层、超高层建筑以及桥梁工程、港口工程等诸多项目的建设需求急剧增加，促进了塔式起重机制造业的迅猛发展，为塔式起重机的使用开辟了广阔的应用前景，但是塔式起重机安全监控措施的不完善导致了塔式起重机安全事故频繁发生，给社会和人民的生命财产带来巨大的损失。所以，开发一套性能稳定的塔式起重机安全监控系统对塔式起重机进行实时、在线监控显得尤为重要。 论文从研究背景出发，提出了构建塔式起重机安全监控系统的重要现实意义，分析了塔式起重机安全监控的国内外研究现状和趋势，介绍了塔式起重机安全监控系统所涉及的关键技术，主要包括GPRS通信、传感器设计、多级报警以及远程监控技术。对系统涉及的各项技术的现状和优缺点进行了逐一的介绍和对比，根据中华人民共和国的相关政策法规和系统的实际需求，，提出了该系统的总体设计方案。 完成了塔式起重机安全监控系统各子模块的硬件电路设计，包括数据采集子系统（大气温度、风速、高度、幅度、回转角度、起重量传感器电路），控制子系统（嵌入式微处理器LPC2294为核心的最小系统电路、同步时钟电路、LCD显示和键盘电路），控制子系统（声光报警电路，继电器控制电路）以及通信子系统（GPRS无线模块通信电路，无线数传模块等电路）的电路设计。 根据系统的软件需求，依托系统的硬件平台，以ADS1.2为软件开发环境，运用C语言编写相关功能代码，实现塔式起重机安全参数的液晶显示和存储。制定了远程监控中心与塔机终端的数据通信协议，实现了两者之间的数据通信。最后，系统完成了对起升高度、回转角度、幅度等传感器的软件标定。 在完成了系统硬件和软件设计的基础上，分别对系统的各个子模块进行了调试，保证其功能的实现，然后对整个系统进行联合调试，验证了塔式起重机安全监控系统的可靠性和可行性，实现了预期目标，达到预防事故发生，减小事故发生率的目的。
【关键词】：塔式起重机 安全监控系统 GPRS 传感器 报警
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH213.3;TP277
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 塔式起重机概述8-9
• 1.2 课题研究的背景及意义9-12
• 1.3 塔式起重机安全监控国内外研究现状及趋势12-15
• 1.3.1 国外研究现状12-13
• 1.3.2 国内研究现状13-14
• 1.3.3 塔式起重机安全监测发展趋势14-15
• 1.4 本文的主要研究内容15
• 1.5 本章小结15-16
• 2 塔机监控系统的关键技术与总体架构16-26
• 2.1 嵌入式技术16-17
• 2.1.1 嵌入式系统16
• 2.1.2 嵌入式处理器16-17
• 2.2 无线数据传输技术17-21
• 2.2.1 短距离无线传输技术17-19
• 2.2.2 长距离无线传输技术19-21
• 2.3 塔式起重机安全监测系统的总体设计21-23
• 2.4 塔机终端系统设计方案遵循的原则23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 3 塔式起重机安全监控系统硬件电路设计26-48
• 3.1 数据采集子系统电路设计26-30
• 3.1.1 温度检测电路设计26-27
• 3.1.2 风速检测电路设计27-28
• 3.1.3 高度、幅度、回转角度、起重量的电路设计28-30
• 3.2 控制子系统电路设计30-39
• 3.2.1 核心控制器选型30-32
• 3.2.2 LPC2294 最小系统电路设计32-36
• 3.2.3 同步时钟模块电路设计36
• 3.2.4 液晶显示模块电路设计36-38
• 3.2.5 键盘电路38-39
• 3.3 报警及回路控制子系统电路设计39-42
• 3.3.1 报警电路的设计39-41
• 3.3.2 控制继电器电路设计41-42
• 3.4 通信子系统电路设计42-46
• 3.4.1 GPRS 无线通信模块电路设计42-43
• 3.4.2 无线数传模块电路设计43-45
• 3.4.3 数据存储模块电路设计45-46
• 3.5 本章小结46-48
• 4 塔机终端的软件设计48-60
• 4.1 塔机终端软件系统总体设计48-50
• 4.1.1 塔机终端的软件需求48
• 4.1.2 塔机终端软件整体框架48-49
• 4.1.3 塔机终端开发环境选择49-50
• 4.2 各传感器的软件标定50
• 4.3 GPRS 数据传输的实现50-54
• 4.3.1 GPRS 的通信流程51-52
• 4.3.2 塔机终端与远程监控中心的通信协议52-53
• 4.3.3 GPRS 通信链路的编程实现53-54
• 4.4 液晶显示界面的设计54-55
• 4.5 数据存储功能的软件实现55-56
• 4.6 无线数传模块的软件设计56-58
• 4.7 本章小结58-60
• 5 塔机安全监控系统的实验与调试60-68
• 5.1 塔式起重机安全监测系统的实物展示60-61
• 5.2 GPRS 模块的设置与调试61-63
• 5.2.1 GPRS 模块的内部波特率的设置61-62
• 5.2.2 GPRS 模块通信链路的调试62-63
• 5.3 无线数传模块的功能调试63-64
• 5.4 传感器标定实验64-66
• 5.5 塔机终端的整机调试66-67
• 5.6 本章小结67-68
• 6 全文总结与展望68-70
• 6.1 本课题的主要工作68
• 6.2 本论文的主要贡献68-69
• 6.3 后续工作及展望69-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-76
• 附录76
• A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文76
• B 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目与获得奖励76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：542272