塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、塔式起重機(jī)又叫做塔機(jī)或塔吊。它在建筑施工行業(yè)中作為一種運(yùn)輸工具，起到了巨大作用，并且得到了非常的廣泛運(yùn)用。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，塔機(jī)也得到了越來(lái)越廣泛應(yīng)用?？墒墙陙?lái)塔機(jī)運(yùn)行安全事故屢次發(fā)生給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重?fù)p失。為防止塔機(jī)出現(xiàn)安全事故，對(duì)塔機(jī)運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)控管理成為一種必要。國(guó)外隨著高新技術(shù)的發(fā)展，在塔機(jī)的監(jiān)控方面日趨成熟，監(jiān)控塔機(jī)設(shè)備更加合理化、標(biāo)準(zhǔn)化，可以顯示人機(jī)交互的界面，實(shí)時(shí)的監(jiān)控塔機(jī)運(yùn)行。但是由于國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格昂貴

2、，技術(shù)壟斷性強(qiáng)等因素制約著在我國(guó)在這方面的引進(jìn)和推廣。因此在國(guó)內(nèi)建立高效、先進(jìn)的新型塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)尤為重要。
　　 本文將ARM-Linux嵌入式技術(shù)用到塔機(jī)監(jiān)控平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)塔機(jī)運(yùn)行的直觀監(jiān)控。嵌入式系統(tǒng)是一種以應(yīng)用為目的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它以計(jì)算機(jī)技術(shù)做為基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)軟硬件的裁剪。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)逐步興起，并且得到廣泛應(yīng)用。
　　 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　 第一，設(shè)計(jì)出塔機(jī)安全監(jiān)控

3、系統(tǒng)硬件圖。中央處理器采用S3C2440A，該處理器功能較強(qiáng)、功耗較低，主頻400MHz、最好可以達(dá)到533MHz，能夠運(yùn)行小型操作系統(tǒng)。塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有處理器、存儲(chǔ)器、液晶屏顯示、無(wú)線收發(fā)數(shù)據(jù)模塊和串口模塊等。電源模塊用于給控制模塊供電。FLASH存儲(chǔ)器、SDRAM用于存儲(chǔ)程序和記錄塔機(jī)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。CC1110模塊用于把普通節(jié)點(diǎn)上的塔機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)上。GPRS模塊用于把歷史數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端，在遠(yuǎn)端進(jìn)行監(jiān)控。LCD顯示

4、模塊實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，使塔機(jī)操作人員可以看到塔機(jī)運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。USB接口和RS232串口用于連接宿主機(jī)下載編譯的軟件等。
　　 第二，設(shè)計(jì)出下位機(jī)軟件監(jiān)控系統(tǒng)，軟件主要包括建立嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境，也就是交叉編譯環(huán)境，因?yàn)橄挛粰C(jī)采用嵌入式Linux系統(tǒng)必須進(jìn)行跨平臺(tái)移植。移植、編譯Boodloader，在塔機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)中采用的是U-Boot，可以裝載和運(yùn)行Linux操作系統(tǒng);根據(jù)塔機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)的外圍資源，配置和裁剪Linux內(nèi)核，重

5、新編譯Linux內(nèi)核，下載到塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中;選取一個(gè)文件系統(tǒng)作為塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的文件系統(tǒng)，在這個(gè)文件系統(tǒng)上進(jìn)行修改，完成塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的文件系統(tǒng);Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā);編譯相應(yīng)的應(yīng)用程序，完成嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)所要完成的具體功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)塔機(jī)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的監(jiān)控。
　　 第三，設(shè)計(jì)出無(wú)線通訊模塊，普通節(jié)點(diǎn)的塔機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)CC1110芯片傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)的塔機(jī)上。匯聚節(jié)點(diǎn)的塔機(jī)再通過(guò)GPRS模塊把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)上，通過(guò)上位機(jī)對(duì)整個(gè)塔機(jī)群

6、的監(jiān)控。
　　 第四，上位機(jī)塔機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要采用VC建立人界監(jiān)控界面，工作員可以通過(guò)人機(jī)監(jiān)控界面監(jiān)控塔機(jī)運(yùn)行情況，軟件能夠存儲(chǔ)塔機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)以便于塔機(jī)出現(xiàn)事故后查詢事故原因。
　　 總之設(shè)計(jì)的監(jiān)控平臺(tái)具有低功耗特性，能夠?qū)崟r(shí)直觀的顯示現(xiàn)場(chǎng)采集來(lái)的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)塔機(jī)的監(jiān)控。該系統(tǒng)充分利用S3C2440A和Linux操作系統(tǒng)的強(qiáng)大管理功能，使系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，實(shí)時(shí)顯示性更好。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)了防碰撞的機(jī)制，可以有效防止相