塔式起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、塔式起重機又叫做塔機或塔吊。它在建筑施工行業(yè)中作為一種運輸工具，起到了巨大作用，并且得到了非常的廣泛運用。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，塔機也得到了越來越廣泛應用?？墒墙陙硭C運行安全事故屢次發(fā)生給國家和人民生命財產(chǎn)造成了嚴重損失。為防止塔機出現(xiàn)安全事故，對塔機運行的實時監(jiān)控管理成為一種必要。國外隨著高新技術(shù)的發(fā)展，在塔機的監(jiān)控方面日趨成熟，監(jiān)控塔機設(shè)備更加合理化、標準化，可以顯示人機交互的界面，實時的監(jiān)控塔機運行。但是由于國外產(chǎn)品價格昂貴

2、，技術(shù)壟斷性強等因素制約著在我國在這方面的引進和推廣。因此在國內(nèi)建立高效、先進的新型塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)尤為重要。
　　 本文將ARM-Linux嵌入式技術(shù)用到塔機監(jiān)控平臺上，實現(xiàn)對塔機運行的直觀監(jiān)控。嵌入式系統(tǒng)是一種以應用為目的計算機系統(tǒng)，它以計算機技術(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，并且得到廣泛應用。
　　 本設(shè)計主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　 第一，設(shè)計出塔機安全監(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、功耗較低，主頻400MHz、最好可以達到533MHz，能夠運行小型操作系統(tǒng)。塔機監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計結(jié)構(gòu)有處理器、存儲器、液晶屏顯示、無線收發(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存儲器、SDRAM用于存儲程序和記錄塔機監(jiān)控數(shù)據(jù)等。CC1110模塊用于把普通節(jié)點上的塔機運行數(shù)據(jù)傳輸?shù)絽R聚節(jié)點上。GPRS模塊用于把歷史數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h端，在遠端進行監(jiān)控。LCD顯示

4、模塊實現(xiàn)人機交互界面，使塔機操作人員可以看到塔機運行的實時數(shù)據(jù)。USB接口和RS232串口用于連接宿主機下載編譯的軟件等。
　　 第二，設(shè)計出下位機軟件監(jiān)控系統(tǒng)，軟件主要包括建立嵌入式開發(fā)環(huán)境，也就是交叉編譯環(huán)境，因為下位機采用嵌入式Linux系統(tǒng)必須進行跨平臺移植。移植、編譯Boodloader，在塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)中采用的是U-Boot，可以裝載和運行Linux操作系統(tǒng);根據(jù)塔機開發(fā)平臺的外圍資源，配置和裁剪Linux內(nèi)核，重

5、新編譯Linux內(nèi)核，下載到塔機監(jiān)控系統(tǒng)中;選取一個文件系統(tǒng)作為塔機監(jiān)控系統(tǒng)的文件系統(tǒng)，在這個文件系統(tǒng)上進行修改，完成塔機監(jiān)控系統(tǒng)的文件系統(tǒng);Linux設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā);編譯相應的應用程序，完成嵌入式開發(fā)平臺所要完成的具體功能，實現(xiàn)對塔機各個檢測點的監(jiān)控。
　　 第三，設(shè)計出無線通訊模塊，普通節(jié)點的塔機運行數(shù)據(jù)通過CC1110芯片傳輸?shù)絽R聚節(jié)點的塔機上。匯聚節(jié)點的塔機再通過GPRS模塊把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C上，通過上位機對整個塔機群

6、的監(jiān)控。
　　 第四，上位機塔機監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計。主要采用VC建立人界監(jiān)控界面，工作員可以通過人機監(jiān)控界面監(jiān)控塔機運行情況，軟件能夠存儲塔機運行數(shù)據(jù)以便于塔機出現(xiàn)事故后查詢事故原因。
　　 總之設(shè)計的監(jiān)控平臺具有低功耗特性，能夠?qū)崟r直觀的顯示現(xiàn)場采集來的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對塔機的監(jiān)控。該系統(tǒng)充分利用S3C2440A和Linux操作系統(tǒng)的強大管理功能，使系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，實時顯示性更好。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計了防碰撞的機制，可以有效防止相