基于無線網(wǎng)絡的港口機械結(jié)構(gòu)應力在線監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟全球化和物流業(yè)的不斷發(fā)展，港口的裝卸能力日益提高，港口機械也朝著大型化、重型化和高速化發(fā)展，這就對裝卸設備各部件的管理提出了新的要求。作為港口機械骨架的金屬結(jié)構(gòu)承受著機構(gòu)傳動部分設備的自重及外載荷，其工作狀態(tài)直接關系到整機的工作性能、安全性與可靠性，一旦發(fā)生故障會帶來巨大的直接和間接損失。港口機械結(jié)構(gòu)應力在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了港口機械狀態(tài)實時監(jiān)測的方法，它改變了傳統(tǒng)的以人工為主的監(jiān)測手段，大大提高港口機械檢測的自動化程度，提高對港口

2、機械結(jié)構(gòu)損壞和突發(fā)事件的反應速度，縮短故障檢測與維修時間，增加正常運轉(zhuǎn)時數(shù)，提高生產(chǎn)效率。 長期的實時在線監(jiān)測，一個重要的問題是信號數(shù)據(jù)的傳輸問題，采用有線信號傳輸需要鋪設大量的電線電纜，而在環(huán)境惡劣的生產(chǎn)現(xiàn)場這些電纜極易受到破壞，使得信號失真甚至不能傳輸；再者，有線線路還存在信號衰減問題，雷擊等自然災害也容易對設備及信號傳輸造成損害。相對有線數(shù)據(jù)傳輸而言，利用無線網(wǎng)絡進行無線數(shù)據(jù)傳輸有很多的優(yōu)點：不需要大規(guī)模的線路硬件資金投入

3、，系統(tǒng)建設速度快，只需架設若干天線即可，適應性好，幾乎不受地理等客觀環(huán)境的限制，擴展性好，系統(tǒng)擴展時只需將新增設備與系統(tǒng)相連即可，系統(tǒng)維護簡便。 隨著通信技術的不斷發(fā)展，利用GPRS(General Packet Radio Service，通用分組無線業(yè)務)網(wǎng)絡所提供的公用平臺來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程傳輸越來越成為一種非常便捷的信息傳遞手段。本文采用GPRS網(wǎng)絡來實現(xiàn)港口機械狀態(tài)的遠程監(jiān)測，完整的監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理

4、三部分組成。數(shù)據(jù)采集部分負責收集傳感器上的狀態(tài)信息并將這些信息按照一定的格式傳送給改進的動態(tài)應變儀；數(shù)據(jù)傳輸部分將采集終端送上來的狀態(tài)信息按照網(wǎng)絡協(xié)議通過Internet網(wǎng)絡傳送給遠端控制中心的客戶機；從而實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時入網(wǎng)，監(jiān)測人員在任何時間、任何能接入Internet的地點都可以瀏覽到現(xiàn)場數(shù)據(jù)。 本論文以港口機械結(jié)構(gòu)應力為對象，從港口機械金屬結(jié)構(gòu)的特點出發(fā)，結(jié)合港口機械的具體工作條件，對港口機械金屬結(jié)構(gòu)應力的在線監(jiān)測

5、系統(tǒng)進行研究，以現(xiàn)代機械測試與試驗技術為研究手段，采用傳統(tǒng)的應變電測法，提出了基于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑诰€監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案，進行了該系統(tǒng)的硬件配置和軟件編程。利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源，發(fā)揮網(wǎng)絡覆蓋率高、傳輸特性好等優(yōu)勢，為數(shù)據(jù)采集提供一種便捷的無線數(shù)據(jù)傳輸方式，能夠隨時掌握港口機械承載結(jié)構(gòu)工作時的技術狀態(tài)，實現(xiàn)了對港口機械金屬結(jié)構(gòu)的長期在線監(jiān)測。這樣不但可以提高監(jiān)測的自動化程度，還可以節(jié)約大量的人力和資金，方便快捷，有較高的實用價值和經(jīng)濟價值。本

6、文主要分為四個部分，第一部分介紹了GPRS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理，同時簡述了TCP/IP網(wǎng)絡技術原理，并且分析了TCP/IP在GPRS網(wǎng)絡中的實現(xiàn)和改進；第二部分主要介紹應變電測法，分析了應變電測的原理以及測試方法；第三部分對港口機械結(jié)構(gòu)應力在線監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設施進行研究，分析了該系統(tǒng)的傳感單元、采集單元和控制處理單元，主要討論了數(shù)據(jù)的無線傳輸方案；第四部分對該系統(tǒng)的軟件部分進行了編程開發(fā)，數(shù)據(jù)采集和Visual Basic開發(fā)的數(shù)據(jù)示波