塔式起重機是一種重要的工程機械設(shè)備,廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域。由于塔機的結(jié)構(gòu)特點以及群塔作業(yè)的實際情況,因為工作人員操作不當(dāng)造成的塔機碰撞事故時有發(fā)生。本文針對現(xiàn)有塔機防碰撞系統(tǒng)的優(yōu)勢和不足,利用多傳感器與無線通信相融合的技術(shù),開發(fā)一套防碰撞系統(tǒng),為塔式起重機的智能施工安全作業(yè)提供設(shè)計策略與技術(shù)指導(dǎo)。本文研究內(nèi)容如下:（1）分析塔機間可能出現(xiàn)的碰撞情況,開發(fā)了基于塔機回轉(zhuǎn)制動的防碰撞算法。算法能夠?qū)崟r計算塔機姿態(tài)和可能發(fā)生相互碰撞的塔機部件間的距離,判斷碰撞發(fā)生的可能性,實現(xiàn)動態(tài)碰撞預(yù)測。利用MATLAB進(jìn)行算法仿真試驗,驗證了算法的可行性及可靠性。（2）硬件上選擇了以三星S3C2440芯片為核心的控制器,完成基于嵌入式技術(shù)的塔機防碰撞系統(tǒng)的硬件設(shè)計。研究塔機運行參數(shù)的檢測方法,選擇了參數(shù)檢測傳感器,并為傳感器的連接和控制輸出設(shè)計了接口轉(zhuǎn)換電路以及繼電器控制電路。（3）通過對ZigBee無線通信技術(shù)的協(xié)議棧和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析,搭建了塔機間無線通信網(wǎng)絡(luò)。完成通信網(wǎng)絡(luò)的初始化,實現(xiàn)了塔機節(jié)點的入網(wǎng)和退網(wǎng),并設(shè)計了基于ZigBee無線通信的數(shù)據(jù)幀格式。（4）通過Bootloader的移植... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
2 基于塔機回轉(zhuǎn)制動的防碰撞算法
    2.1 塔機碰撞情況及防碰撞算法分析
    2.2 建立塔機運動模型
    2.3 基于回轉(zhuǎn)制動的防碰撞算法
        2.3.1 干涉區(qū)域范圍計算
        2.3.2 判斷碰撞發(fā)生可能性
        2.3.3 相互碰撞部件間的距離計算
    2.4 算法仿真試驗
        2.4.1 兩鄰近塔機順向運行
        2.4.2 兩鄰近塔機相向運行
        2.4.3 一機固定一機運行
    2.5 本章小結(jié)
3 塔機防碰撞系統(tǒng)硬件設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)硬件總體方案設(shè)計
    3.2 中央控制系統(tǒng)選擇
        3.2.1 控制系統(tǒng)分析
        3.2.2 中央控制器選擇
    3.3 塔機運行參數(shù)檢測研究
        3.3.1 回轉(zhuǎn)角度、回轉(zhuǎn)角速度檢測
        3.3.2 變幅小車工作幅度、變幅速度、吊鉤起升高度檢測
        3.3.3 風(fēng)速檢測
    3.4 防碰撞系統(tǒng)控制電路詳細(xì)設(shè)計
        3.4.1 接口轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        3.4.2 繼電器控制電路設(shè)計
        3.4.3 繼電器控制電路仿真
    3.5 本章小結(jié)
4 塔機間無線通信技術(shù)研究
    4.1 無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
    4.2 基于ZigBee的無線通信組網(wǎng)方案分析
        4.2.1 ZigBee組成及協(xié)議棧
        4.2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    4.3 建立塔機ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)
        4.3.1 塔機ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)初始化
        4.3.2 塔機ZigBee的入網(wǎng)和退網(wǎng)
        4.3.3 塔機Zigbee通信數(shù)據(jù)幀設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
5 嵌入式系統(tǒng)運行環(huán)境搭建
    5.1 嵌入式操作系統(tǒng)
        5.1.1 嵌入式操作系統(tǒng)的現(xiàn)狀
        5.1.2 常用的嵌入式操作系統(tǒng)
    5.2 Bootloader移植
        5.2.1 Bootloader簡介
        5.2.2 U-Boot工作原理分析
        5.2.3 U-Boot移植
    5.3 Linux內(nèi)核的裁剪、移植及根文件系統(tǒng)制作
        5.3.1 內(nèi)核的裁剪、移植
        5.3.2 構(gòu)建和移植根文件系統(tǒng)
        5.3.3 驅(qū)動移植
    5.4 Qt/Embedded環(huán)境配置
        5.4.1 Qt/Embedded開發(fā)環(huán)境配置
        5.4.2 移植Qt/Embedded
    5.5 本章小結(jié)
6 塔機防碰撞系統(tǒng)軟件設(shè)計
    6.1 應(yīng)用程序開發(fā)工具Qt簡介
    6.2 塔機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫設(shè)計
        6.2.1 數(shù)據(jù)接收軟件設(shè)計
        6.2.2 數(shù)據(jù)查詢軟件設(shè)計
    6.3 塔機防碰撞軟件設(shè)計
        6.3.1 塔機狀態(tài)參數(shù)初始化界面設(shè)計
        6.3.2 塔機運行狀態(tài)顯示界面設(shè)計
        6.3.3 塔機防碰撞界面設(shè)計
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：2990050