基于现场总线的塔机嵌入式智能监控系统研究

发布时间：2017-09-04 03:16

  本文关键词：基于现场总线的塔机嵌入式智能监控系统研究

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【摘要】：在现代工程建设中,尤其是高层建筑施工运输中塔机作为关键的起重设备,其应用越来越广泛。随着建筑业的进一步发展,塔机市场竞争也日趋激烈,因此塔机的智能化需求也越来越高。同时近年来由于塔机安全事故率居高不下,塔机安全监控问题一直是当前热点研究领域。为解决塔机安全监控系统的可靠性与智能化发展需求,本文基于物联网理念,综合嵌入式技术和现场总线网络通信技术,采用模块化与并行设计方法来研究设计基于现场总线的塔机嵌入式智能监控系统,论证系统总体设计方案,设计系统硬软件方案,实现对塔机安全运行的监控管理,完成塔机工况信息共享的智能监控系统实验平台的设计。这对消除塔机运行故障造成的事故隐患,保障设备和人身安全具有重要的理论及实践意义。本文的研究为塔机智能监控产品的开发及塔机智能监控技术的进一步改进与完善,提供一定的研究方法与理论参考。 本文研究的塔机嵌入式智能监控系统是物联网下的塔机群监控管理系统的重要组成部分,它在物联网下塔机群智能监控系统中发挥着至关重要的作用。本文首先重点阐述了现场总线控制网络的理论研究,提出建立基于CAN总线的现场总线控制网络系统,并分析了热点无线通信技术和嵌入式系统开发流程。其次,结合塔机工况与系统功能需求的分析,论证系统主控制平台与无线通信系统的技术方案选择,提出以ARM11微处理器为核心的塔机嵌入式智能监控系统的总体设计方案,并设计以C8051F040为核心的塔机终端数据采集系统的传感器方案。再次,针对总体设计方案,依据模块化设计与并行设计方法,具体阐述系统软硬件方案的设计,应用CAN总线技术与嵌入式技术,重点分析嵌入式主控制平台与基于CAN总线通信网的塔机终端数据采集系统的硬件模块设计；应用嵌入式软件开发技术,建立了嵌入式交叉编译开发环境,重点编写系统主要硬件模块的设备驱动程序,开发了系统应用软件的拓扑结构图及CAN总线通信流程图。 本文的创新之处在于引入物联网理念与现代综合设计方法,并将现场总线理论、网络通信理论与嵌入式开发理论有机结合,研究基于现场总线控制网络的塔机嵌入式智能监控系统,实现单塔机安全的监控管理,从而为物联网下塔机群监控管理系统的设计改进提供一个科学可行的方法,也为塔机智能监控系统的进一步发展提供了新的研究途径。
【关键词】：塔机 嵌入式智能监控 S3C6410 现场总线控制系统 Linux
【学位授予单位】：沈阳建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH213.3;TP277
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 论文研究背景13-14
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势14-17
• 1.2.1 国外研究现状14-15
• 1.2.2 国内研究现状15-16
• 1.2.3 发展趋势16-17
• 1.3 研究目的及意义17
• 1.4 论文的主要工作17-19
• 1.4.1 主要研究内容17-18
• 1.4.2 研究面临的问题18-19
• 第二章 塔机智能监控系统的理论基础与技术方法19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 物联网理念与现代综合设计方法19-22
• 2.2.1 物联网理念概述19-20
• 2.2.2 现代综合设计方法20-22
• 2.3 现场总线控制网络理论22-28
• 2.3.1 现场总线概述22
• 2.3.2 现场总线通信模型22-24
• 2.3.3 控制器局域网总线24-27
• 2.3.4 基于CAN总线的现场总线控制网络27-28
• 2.4 无线通信技术28-30
• 2.4.1 几种无线通信技术比较28-29
• 2.4.2 ZigBee协议栈架构概述29-30
• 2.5 嵌入式开发技术30-34
• 2.5.1 嵌入式技术的发展30-31
• 2.5.2 典型嵌入式处理器介绍31-32
• 2.5.3 主流嵌入式操作系统介绍32-33
• 2.5.4 嵌入式系统开发流程33-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 塔机智能监控系统的总体设计35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 塔机工况分析与安全监控系统需求分析35-38
• 3.2.1 塔机工况分析35-37
• 3.2.2 塔机安全监控系统需求分析37-38
• 3.3 塔机嵌入式智能监控系统的总体方案设计38-49
• 3.3.1 塔机智能监控主控制平台方案选择38-39
• 3.3.2 塔机无线通信系统组网方案选择39-42
• 3.3.3 塔机终端智能数据采集系统的传感器方案设计42-48
• 3.3.4 塔机嵌入式智能监控系统的总体设计方案48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 塔机嵌入式智能监控系统的硬件设计51-61
• 4.1 引言51
• 4.2 塔机嵌入式智能监控系统硬件结构设计51-53
• 4.3 塔机主控制平台硬件系统53-57
• 4.3.1 嵌入式主控制平台53-54
• 4.3.2 数据存储模块设计54-56
• 4.3.3 USB HOST接口模块56-57
• 4.3.4 JTAG调试模块57
• 4.4 基于CAN总线的塔机终端数据采集单元硬件设计57-60
• 4.4.1 智能监控单元主控制器57-59
• 4.4.2 CAN总线通信模块59-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 塔机智能监控系统的软件设计61-81
• 5.1 引言61
• 5.2 嵌入式环境配置61-68
• 5.2.1 塔机智能监控系统的嵌入式开发环境建立61-63
• 5.2.2 嵌入式软件系统的Linux内核移植63-65
• 5.2.3 嵌入式文件系统的建立65-68
• 5.3 基于Linux的设备驱动的开发68-75
• 5.3.1 S3C6410下LCD显示屏驱动程序的编写69-71
• 5.3.2 USB驱动的编写71-75
• 5.4 智能监控系统应用软件设计开发75-79
• 5.4.1 基于Linux的应用程序的划分与调度75
• 5.4.2 系统应用程序的总体设计75-76
• 5.4.3 CAN总线通信的程序设计76-79
• 5.5 本章小结79-81
• 第六章 结论81-83
• 6.1 结论81
• 6.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 附录1 数据采集板与主控制平台实物图87-89
• 附录2 主控制平台核心板主电路图89-91
• 作者简介91
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文91-93
• 致谢93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：789020