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塔机安全监控管理系统的设计和实现

作　者: 郭银博
导　师: 郑红梅
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 塔机 GPRS 安全监控 ARM
分类号: TH213.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 21次
引　用: 0次
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内容摘要


塔式起重机在建筑领域得到广泛的应用,能够有效节省人力,加快施工进度。但是在施工过程中人员伤亡和设备损毁的事故也屡屡发生,对社会造成重大的损失。针对这一问题,本文设计了塔机安全监控管理系统。该系统以ARM控制器为核心,采用传感器技术、GPRS无线传输技术和USB接口技术,构建了塔机安全监控管理系统。实时监控塔机的工作状态,当发生危险状况时发出警报,并将数据存储至存储器和网站,对塔机进行安全监控和管理。本文的研究内容主要包括以下几个方面：(1)根据塔机现状和运行环境,分析塔机安全监控管理系统的功能需求,制定塔机安全监控系统总体方案的设计和系统开发流程。进行软硬件方案整体设计,确定系统中央处理单元方案和远程监控的方案,完成塔机监控终端和远程监控管理中心核心部分方案设计。(2)设计塔机监控终端。塔机监控终端包括电源、传感器信号的采样、LCD显示、U盘数据存储、GPRS模块通信、声光报警等子模块,实时采集塔机的工作数据。塔机工作数据在显示器中显示,同时存储至监控终端的u盘并通过GPRS无线通信传输至塔机远程监控管理中心。根据采集到的工作数据,判断是否超过预警值,当超过预警值时,通过声、光、短信等方式报警,同时向相应的继电器发送信号,控制塔机吊车的减速、限制运动方向或停机。(3)建立远程塔机监控管理中心。在远程监控管理中心使用VB开发工具设计了上位机程序以接收塔机监控终端发送的塔机工作数据。程序接收到这些数据后将这些数据保存到SQL Server数据库并上传至Web网页。监控管理中心工作人员根据需要可在任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。(4)最后将各个传感器安装在塔机上,并通过电缆线和本系统进行连接,进行系统软件和硬件的在线调试。通过现场试验分析了试验结果,证明了该系统的有效性和可靠性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
致谢  8-14
第一章 绪论  14-19
  1.1 课题研究的背景  14-15
  1.2 国内外研究现状  15-17
    1.2.1 国外研究概况  15-16
    1.2.2 国内研究概况  16-17
  1.3 课题的研究目的和意义  17
  1.4 本课题的研究内容  17-19
第二章 塔机监控系统方案设计  19-28
  2.1 本系统开发流程  19-20
  2.2 系统功能设计  20
  2.3 塔机安全监控管理系统的架构  20-21
  2.4 监控终端方案设计  21-25
    2.4.1 硬件系统  21-24
    2.4.2 软件系统  24-25
  2.5 远程塔机监控管理方案的设计  25-27
    2.5.1 远程数据通信方式的选择  25-26
    2.5.2 GPRS通信协议的选择  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第三章 塔机监控终端的设计  28-42
  3.1 主控电路的设计  28-30
    3.1.1 中央处理器  28
    3.1.2 主控电路设计  28-29
    3.1.3 ISP下载电路  29-30
  3.2 系统供电方案的设计  30-31
  3.3 人机界面设计  31-33
  3.4 采样电路设计  33-35
  3.5 数据存储模块的设计  35-38
  3.6 报警和电机保护电路设计  38-41
    3.6.1 声光报警  38
    3.6.2 GSM短信报警  38-40
    3.6.3 继电器控制  40-41
  3.7 本章小结  41-42
第四章 塔机远程监控管理  42-56
  4.1 远程监控管理系统整体构架  42-44
    4.1.1 GPRS无线通信技术  42-43
    4.1.2 GPRS的组网方式  43-44
  4.2 GPRS发送模块的设计  44-47
    4.2.1 GPRS模块  44
    4.2.2 电源电路  44-45
    4.2.3 SIM卡连接电路  45-46
    4.2.4 SIM900模块  46-47
  4.3 GPRS模块软件设计  47-49
    4.3.1 AT指令  47
    4.3.2 建立GPRS通信  47-48
    4.3.3 发送数据  48-49
  4.4 远程监控管理平台  49-54
    4.4.1 数据的传输  50-52
    4.4.2 数据存储和上传  52-54
  4.5 本章小结  54-56
第五章 系统安装与调试  56-69
  5.1 传感器的选择和安装  56-64
    5.1.1 称重传感器  56-58
    5.1.2 起升高度传感器  58-59
    5.1.3 变幅幅度传感器  59-60
    5.1.4 回转角度传感器  60-61
    5.1.5 风速传感器  61-63
    5.1.6 温度传感器的选用  63
    5.1.7 电流传感器和电压传感器  63-64
  5.2 安全监控系统在线运行  64-67
  5.3 登录网页查询数据  67-69
第六章 总结展望  69-71
  6.1 本文总结  69
  6.2 工作展望  69-71
参考文献  71-74
攻读硕士学位期间发表的论文  74

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 起重机械与运输机械 > 起重机械 > 自行式起重机 > 塔式
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