基于物联网的施工升降机防坠安全器检测系统
发布时间：2021-04-15 16:46
施工升降机是现代高层建筑施工中必不可少的垂直运输工具,而防坠安全器是施工升降机上重要的安全保障装置,能够在升降机失控时,紧急制停施工升降机,以防止坠落事件发生。为保障建筑施工现场环境的安全稳定,需要对施工升降机运行状况进行实时监控,并对防坠安全器性能需要进行定期检测。本文以齿轮提升式施工升降机和SAJ30/40型齿轮渐进式防坠安全器为研究对象,采用物联网技术,设计开发了基于物联网的施工升降机防坠安全器检测系统。该系统包括传感器子系统、检测终端、服务器端和数据查询客户端。传感器子系统由增量式旋转编码器,加速度传感器和气压高度计为感知元件所组成,对施工升降机吊笼的运行高度、速度、加速度和倾角数据进行实时测量。移植了Free RTOS和Android6.0嵌入式操作系统的检测终端接收、处理传感器子系统的测量数据后,将检测数据进行本地化保存,并通过4G或Wi Fi等移动通信方式将数据上传至服务器端。服务端通过与检测终端和数据查询客户端的网络交互,实现了检测设备的在线管理;并将检测数据存入本地My SQL数据库中,实现了检测数据的高效统一管理。数据查询客户端通过网络远程访问服务器端,实现了施工升...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
施工升降机示意图
合肥工业大学硕士学位论文2坠安全器工作性能，设备维修人员需定期对其实施精准高效检测。图1.2齿轮渐进式防坠安全器示意图Fig1.2Schematicdiagramofgearprogressiveanti-fallingsafetydevice随着施工升降机大量应用，其本身的安全风险也逐渐显现，近些年来因施工升降机故障而导致的事故报道也越发频繁，伴随着安全事故产生的后果往往十分严重。例如：在2016年7月15日，山东省龙口市某建筑施工现场，由于施工升降机意外坠落，造成了8人死亡的重大安全事故；在2019年4月25日，河北衡水市桃城区某建筑施工现场，由于施工升降机发生意外坠落，造成11人死亡、2人重伤的惨痛后果。作为一种特种机械设备，施工升降机存在内部机械结构复杂、施工作业环境恶劣等高风险属性，因而生产制造商和设备使用方都会采用专门的优化和加强措施来实现对其安全与防护，保证它能够安全正常地运行[4-5]。但是施工升降机所引起的安全事件仍然层出不穷，据相关收集数据分析，施工升降机意外坠落事故的发生往往与施工升降机运行状况未能及时有效监控，及防坠安全器未能及时有效发挥作用有关。随着传感器技术与现代信息技术在近些年来快速发展，物联网技术部署于建筑施工中的现场安全管理和安全风险评测变成了可能。物联网将现实环境中的感知识别信息按照规定通信协议上传至互联网，再由应用程序进行管理，实现了“万物互联”[6]。本文以物联网技术为基础，通过采用相应传感器对施工升降机运行时的速度、加速度、高度和倾角参数进行实时检测，实现对齿轮提升式施工升降机的事故风险评价与检测；同时为替代和补充对防坠安全器的传统手工检测方法，本文采用物联网技术中的集成自动感知、嵌入式、网络通信和数据库等技术手段对SAJ型齿轮渐进式防坠安全器的制动性能进行电子化
合肥工业大学硕士学位论文4界、客观世界与客观世界的应用，如智能物流、智能交通、绿色建筑和智能电网等生活中的方方面面[7]。图1.3物联网四层模型Figure1.3ModelofIOT我国对物联网领域的研究和应用相当重视，2009年温总理在无锡视察时提出“感知中国”构想[8]；2010年十一届全国人大三会议中，物联网技术被正是列为国家五大新兴战略性产业之一；十二五期间（2010-2015），我国物联网产业得到了快速增长，芯片、传感器、智能终端、架构、标准制定等核心领域取得了大量的研究成果，形成了较为完成的物联网产业链，并成为全球最大市场，主导完成了多项物联网国际标准。中国关于物联网的十三五规划中指出到2020年，要在我国基本形成具有国际竞争力的物联网产业体系，总体产业规模将会突破1.5万亿，公共网络M2M连接数突破17亿[9-10]1.2.2物联网技术在施工垂直运输设备安全风险检测上的研究瑞典的老牌施工升降机生产商ALIMAK公司很早已经开始着手于将物联网技术应用于施工升降机安全风险检测上。该公司通过一组传感器对施工升降机吊笼的运行状况、起重机吊臂的水平度和垂直度、动力机构部件工况、塔身倾角等现场参数进行实时检测以保证对塔吊的安全状态，并通过装配完备的显示装置，以加强操作现场的人机交互体验[11]。英国的LoadWiseInstrumnet公司开发的LOADWISE500Series系统则能够实现对起吊荷载和幅度进行实时检测，并通过柱状图的形式对个部件的实时状况进行直观且形象的展示[12]。Huang的研究团队通过在脚手架支护构件上安装传感器实现对其的轴向力和横向位移进行了实时检测和分析，保证了架体安全状况，并且扩大了对施工升降机的检测范围，并且提出了相应的检测与管理方法[13]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]施工升降机防坠安全器远程检测系统设计[J]. 任浩,刘士兴,刘光柱,黄飞. 电子测量技术. 2020(04)
[2]试验测试数据管理系统设计与实现[J]. 金燕,李静,雷鸣,张浩杰. 国外电子测量技术. 2020(02)
[3]六轴陀螺仪实时姿态采集与发送系统设计[J]. 张友俊,杨希. 信息技术. 2019(12)
[4]施工升降机防坠安全器嵌入式检测系统设计[J]. 孙操,刘士兴,宋亚杰,黄飞,鲁伟,张申生,王金博,陈强. 电子技术应用. 2019(02)
[5]锥鼓形安全防坠器两种性能试验方法的误差分析[J]. 闫志强,常国强. 特种设备安全技术. 2018(05)
[6]基于MPU6050的人体倾角姿态数据检测系统设计[J]. 徐鹏杰,张凤生,刘延杰,任锦霞. 国外电子测量技术. 2018(03)
[7]基于ARM和freeRTOS的围棋机器人控制器设计[J]. 张顺,严宏志,韩奉林,李鹏. 制造业自动化. 2018(01)
[8]基于STM32单片机的智能消防机器人的设计与应用[J]. 张建中,郝允梁,刘海洋,李小俊,徐运祥. 电子技术应用. 2017(11)
[9]基于GPS/气压高度计的高度数据融合算法研究[J]. 桂宇贵,孙佳,吴杰,张珂. 机械与电子. 2017(01)
[10]增量式旋转编码器的简介与应用[J]. 王小祥. 数字技术与应用. 2016(10)
硕士论文
[1]基于Android终端的SQLite数据库网盘存储安全研究[D]. 马鹏斐.西安电子科技大学 2019
[2]基于Android的施工升降机防坠安全器检测系统[D]. 孙操.合肥工业大学 2019
[3]一种结合P2P及中转传输的网络用户文件分享系统[D]. 胡国勇.电子科技大学 2019
[4]基于android手机传感器的车道检测设计与实现[D]. 沈毅仁.南京邮电大学 2018
[5]基于Android平台的实时视频安全传输系统设计[D]. 汪涛和.西安电子科技大学 2018
[6]施工升降机综合监控系统研究与开发[D]. 罗彦铭.山东大学 2017
[7]基于QT的可移植组态软件的设计与实现[D]. 吴洋涛.电子科技大学 2017
[8]移动无线网络智能测试与评估系统后台管理模块的设计与实现[D]. 郝思旭.北京邮电大学 2017
[9]起重设备制动器现场检测装置研制[D]. 陈巍.中国计量学院 2016
[10]基于J2EE平台的网络化PDF电子文档的研究与应用[D]. 徐佩.长安大学 2015
本文编号：3139709
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
施工升降机示意图
合肥工业大学硕士学位论文2坠安全器工作性能，设备维修人员需定期对其实施精准高效检测。图1.2齿轮渐进式防坠安全器示意图Fig1.2Schematicdiagramofgearprogressiveanti-fallingsafetydevice随着施工升降机大量应用，其本身的安全风险也逐渐显现，近些年来因施工升降机故障而导致的事故报道也越发频繁，伴随着安全事故产生的后果往往十分严重。例如：在2016年7月15日，山东省龙口市某建筑施工现场，由于施工升降机意外坠落，造成了8人死亡的重大安全事故；在2019年4月25日，河北衡水市桃城区某建筑施工现场，由于施工升降机发生意外坠落，造成11人死亡、2人重伤的惨痛后果。作为一种特种机械设备，施工升降机存在内部机械结构复杂、施工作业环境恶劣等高风险属性，因而生产制造商和设备使用方都会采用专门的优化和加强措施来实现对其安全与防护，保证它能够安全正常地运行[4-5]。但是施工升降机所引起的安全事件仍然层出不穷，据相关收集数据分析，施工升降机意外坠落事故的发生往往与施工升降机运行状况未能及时有效监控，及防坠安全器未能及时有效发挥作用有关。随着传感器技术与现代信息技术在近些年来快速发展，物联网技术部署于建筑施工中的现场安全管理和安全风险评测变成了可能。物联网将现实环境中的感知识别信息按照规定通信协议上传至互联网，再由应用程序进行管理，实现了“万物互联”[6]。本文以物联网技术为基础，通过采用相应传感器对施工升降机运行时的速度、加速度、高度和倾角参数进行实时检测，实现对齿轮提升式施工升降机的事故风险评价与检测；同时为替代和补充对防坠安全器的传统手工检测方法，本文采用物联网技术中的集成自动感知、嵌入式、网络通信和数据库等技术手段对SAJ型齿轮渐进式防坠安全器的制动性能进行电子化
合肥工业大学硕士学位论文4界、客观世界与客观世界的应用，如智能物流、智能交通、绿色建筑和智能电网等生活中的方方面面[7]。图1.3物联网四层模型Figure1.3ModelofIOT我国对物联网领域的研究和应用相当重视，2009年温总理在无锡视察时提出“感知中国”构想[8]；2010年十一届全国人大三会议中，物联网技术被正是列为国家五大新兴战略性产业之一；十二五期间（2010-2015），我国物联网产业得到了快速增长，芯片、传感器、智能终端、架构、标准制定等核心领域取得了大量的研究成果，形成了较为完成的物联网产业链，并成为全球最大市场，主导完成了多项物联网国际标准。中国关于物联网的十三五规划中指出到2020年，要在我国基本形成具有国际竞争力的物联网产业体系，总体产业规模将会突破1.5万亿，公共网络M2M连接数突破17亿[9-10]1.2.2物联网技术在施工垂直运输设备安全风险检测上的研究瑞典的老牌施工升降机生产商ALIMAK公司很早已经开始着手于将物联网技术应用于施工升降机安全风险检测上。该公司通过一组传感器对施工升降机吊笼的运行状况、起重机吊臂的水平度和垂直度、动力机构部件工况、塔身倾角等现场参数进行实时检测以保证对塔吊的安全状态，并通过装配完备的显示装置，以加强操作现场的人机交互体验[11]。英国的LoadWiseInstrumnet公司开发的LOADWISE500Series系统则能够实现对起吊荷载和幅度进行实时检测，并通过柱状图的形式对个部件的实时状况进行直观且形象的展示[12]。Huang的研究团队通过在脚手架支护构件上安装传感器实现对其的轴向力和横向位移进行了实时检测和分析，保证了架体安全状况，并且扩大了对施工升降机的检测范围，并且提出了相应的检测与管理方法[13]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]施工升降机防坠安全器远程检测系统设计[J]. 任浩,刘士兴,刘光柱,黄飞. 电子测量技术. 2020(04)
[2]试验测试数据管理系统设计与实现[J]. 金燕,李静,雷鸣,张浩杰. 国外电子测量技术. 2020(02)
[3]六轴陀螺仪实时姿态采集与发送系统设计[J]. 张友俊,杨希. 信息技术. 2019(12)
[4]施工升降机防坠安全器嵌入式检测系统设计[J]. 孙操,刘士兴,宋亚杰,黄飞,鲁伟,张申生,王金博,陈强. 电子技术应用. 2019(02)
[5]锥鼓形安全防坠器两种性能试验方法的误差分析[J]. 闫志强,常国强. 特种设备安全技术. 2018(05)
[6]基于MPU6050的人体倾角姿态数据检测系统设计[J]. 徐鹏杰,张凤生,刘延杰,任锦霞. 国外电子测量技术. 2018(03)
[7]基于ARM和freeRTOS的围棋机器人控制器设计[J]. 张顺,严宏志,韩奉林,李鹏. 制造业自动化. 2018(01)
[8]基于STM32单片机的智能消防机器人的设计与应用[J]. 张建中,郝允梁,刘海洋,李小俊,徐运祥. 电子技术应用. 2017(11)
[9]基于GPS/气压高度计的高度数据融合算法研究[J]. 桂宇贵,孙佳,吴杰,张珂. 机械与电子. 2017(01)
[10]增量式旋转编码器的简介与应用[J]. 王小祥. 数字技术与应用. 2016(10)
硕士论文
[1]基于Android终端的SQLite数据库网盘存储安全研究[D]. 马鹏斐.西安电子科技大学 2019
[2]基于Android的施工升降机防坠安全器检测系统[D]. 孙操.合肥工业大学 2019
[3]一种结合P2P及中转传输的网络用户文件分享系统[D]. 胡国勇.电子科技大学 2019
[4]基于android手机传感器的车道检测设计与实现[D]. 沈毅仁.南京邮电大学 2018
[5]基于Android平台的实时视频安全传输系统设计[D]. 汪涛和.西安电子科技大学 2018
[6]施工升降机综合监控系统研究与开发[D]. 罗彦铭.山东大学 2017
[7]基于QT的可移植组态软件的设计与实现[D]. 吴洋涛.电子科技大学 2017
[8]移动无线网络智能测试与评估系统后台管理模块的设计与实现[D]. 郝思旭.北京邮电大学 2017
[9]起重设备制动器现场检测装置研制[D]. 陈巍.中国计量学院 2016
[10]基于J2EE平台的网络化PDF电子文档的研究与应用[D]. 徐佩.长安大学 2015
本文编号：3139709
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