本文關(guān)鍵詞：塔吊群作業(yè)無線組網(wǎng)技術(shù)與防碰撞算法研究

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【摘要】：塔式起重機是建筑行業(yè)必不可少的重要運輸設(shè)備。隨著建筑工程項目的不斷增加、建設(shè)施工也要求效率越來越高,在同一施工區(qū)域內(nèi)塔機的布置會越來越密集,容易發(fā)生塔吊的碰撞事故。目前針對塔吊事故研究了多種防碰撞方法,大多數(shù)是對本塔吊自身的的保護。對于群塔機作業(yè)的碰撞問題上需要有更全面的研究。在避免發(fā)生碰撞的基礎(chǔ)上,還要提高工作效率。本文以ZigBee無線通信技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ),結(jié)合超聲波測距技術(shù)研究出了一套針對塔吊群作業(yè)的智能防碰撞系統(tǒng)。本設(shè)計由塔吊主控室內(nèi)的中央處理器采集塔吊的工作參數(shù),并設(shè)計了一種寬范圍的超聲波探測器安裝在塔機的吊臂上,用來檢測塔吊臂與障礙物的距離。在群塔作業(yè)的區(qū)域內(nèi),采用ZigBee無線通信技術(shù)將多個塔機組成獨特的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),完成塔機之間信息的交換。最后采用層次包圍球與齊次坐標(biāo)變換這兩種算法相結(jié)合的方式,對塔吊群作業(yè)的進行防碰撞的運算,之后采用Matlab VR軟件實現(xiàn)防碰撞系統(tǒng)的仿真。有效的減少了塔吊群工作時可能發(fā)生的碰撞事故。塔吊群作業(yè)的防碰撞系統(tǒng)采用了超聲波探測與防碰撞算法相結(jié)合的方式有效減少了群塔作業(yè)時塔吊的事故發(fā)生率。通過對塔吊位置信息的采集,基于無線通信技術(shù)完成了塔吊之間信息的交換,為防碰撞的運算提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。整個系統(tǒng)安全可靠,算法計算效率高,提供了群塔作業(yè)時的安全保障,具有一定的實用推廣價值。
【關(guān)鍵詞】：塔吊群 超聲波 ZigBee組網(wǎng) 防碰撞算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU61
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題的背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容13-14
• 第2章 防碰撞系統(tǒng)設(shè)計14-32
• 2.1 總體方案14-15
• 2.2 主控器設(shè)計15-21
• 2.2.1 信號采集電路的設(shè)計15-18
• 2.2.2 中央處理器電路設(shè)計18-19
• 2.2.3 報警模塊設(shè)計19
• 2.2.4 顯示模塊設(shè)計19-20
• 2.2.5 電源模塊設(shè)計20-21
• 2.3 無線通信模塊設(shè)計21-22
• 2.4 塔臂節(jié)點探測器設(shè)計22-28
• 2.4.1 超聲波模塊23-25
• 2.4.2 探測器結(jié)構(gòu)設(shè)計25
• 2.4.3 探測器的布置25-27
• 2.4.4 吊臂上探測器的仿真27-28
• 2.5 定位障礙物28-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 塔吊群作業(yè)無線組網(wǎng)技術(shù)32-43
• 3.1 短距離無線通信技術(shù)32-33
• 3.2 ZigBee技術(shù)及協(xié)議33-35
• 3.2.1 ZigBee技術(shù)簡介33-34
• 3.2.2 ZigBee協(xié)議34-35
• 3.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓撲35-36
• 3.4 建立ZigBee塔吊網(wǎng)絡(luò)36-41
• 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)初始化36-37
• 3.4.2 塔吊通過協(xié)調(diào)器加入網(wǎng)絡(luò)37-39
• 3.4.3 塔吊通過路由器加入網(wǎng)絡(luò)39-41
• 3.5 群塔組網(wǎng)的設(shè)計方案41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 塔吊群作業(yè)防碰撞算法研究43-54
• 4.1 群塔作業(yè)防碰撞方案設(shè)計43-44
• 4.2 防碰撞算法研究44-53
• 4.2.1 包圍球運算45-47
• 4.2.2 齊次變換運算47-49
• 4.2.3 塔吊防碰撞49-50
• 4.2.4 塔吊防碰撞仿真50-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻55-59
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59-60
• 致謝60

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