基于STM32的塔式起重机监测系统设计与开发-嵌入式系统专业论文.docxVIP

III 摘 要 国民经济的快速发展伴随着我国楼市的春天，大量高层建筑的需求使得塔式起重机 广泛应用于现代化建筑领域。塔式起重机是具有起吊臂长、塔身高、吊重大、工作范围 广等技术特点的特殊施工工具。施工单位都高度重视安全的使用这种特殊施工工具，但 仍存在违规操作、自身设计缺陷等等原因，事故时有发生且伴随着人员伤亡和经济损失。 以往采用的被动断电式的保护方式，不仅不能保证塔机的安全，反而容易对塔机造成一 定损伤。急需一种能够采集多种监测参数又具有良好的人机交互的安全保护装置。现代 计算机技术、传感器技术、无线通信技术的飞速发展为塔机安全保护装置的研制提供了 技术基础。 为了避免塔机事故的发生，论文提出一种塔式起重机监测系统采用 stm32 芯片作为 主控芯片，对塔机正常运行需要监测的参数包括吊高、吊重、幅度、回转角度、风速、 温湿度进行实时监测。讨论了几种参数的监测方法，结合 LCD 显示技术将采集的参数进 行实时显示，采用 SD 卡存储采集的数据可以方便后期做事故分析。当监测到的数值超 过系统报警值的时候，塔机监测系统终端会及时启动报警来提醒塔机上的操作人员，从 而杜绝错误操作，避免安全事故的发生。监测到的参数数据可以通过 GPRS 无线传输方 式同步传送到施工单位的远程监测中心，这样在监测中心也可实时了解塔机的现场运行 状态、工作环境等信息。 该课题来源于广西壮族自治区桂林市科学技术局科技攻关项目“基于物联网的塔 式起重机智能监控系统研制”（项目编号：科技攻关5）。论文讨论了吊高、 吊重、幅度、回转角度、风速、温湿度等几种参数的监测方法，以及对这些参数如何进 行数据处理，采用何种方式进行显示。论文重点阐述了塔机监测系统中硬件设计包括电 源供电模块、LCD 显示模块、传感器模块、存储功能模块、GPRS 无线传输模块以及报警 功能模块，并在此基础上对塔机监测系统 LCD 显示功能、存储功能、报警功能、无线传 输功能等软件模块进行设计与开发。最后通过实验模拟塔机运行环境，对部分参数进行 模拟采集实验，实验结果证明该系统能够实现塔机的实时监测、报警等功能。 关键词：塔式起重机，STM32，GPRS，实时监测 IV ABSTRACT With the rapid development of the national economy and the upsurge of Chinas property market, a large number of high-rise buildings made the tower cranes been widely used in modern architecture. The tower crane is a special construction tool with a long lifting arm length, the height of the tower crane, the weight, a wide scope of work. The construction units have attached great importance to the safety of using this special construction tools, but there are still some problems like illegal operations, its design defects and so on, accidents with casualties and economic losses happen once in a while. Protection mode of passive power type used in the past, not only cannot guarantee the safety of tower crane, but also easy to damage caused to the tower crane. The demand for safety protection devices which can collect various monitoring parameters and has good human-computer interaction, is imperative. The rapid development of modern computer technology, sensor technology, wireless communication technology provides the technical foundations for the