本文關(guān)鍵詞：基于GPRS的橋式起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 橋式起重機(jī) 預(yù)警 中央處理器 傳感器 GPRS 安全監(jiān)測(cè)

【摘要】：目前,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的大部分橋式起重機(jī)的保護(hù)裝置還只停留在使用超載斷電裝置和限制位置裝置上,即起重量限制器、起升高度限制器、小車行程限位器、大車行程限位器、下降深度限位器等。這些裝置都是屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)式安全保護(hù)裝置,只有當(dāng)被監(jiān)測(cè)參數(shù)超過(guò)或達(dá)到某極限值時(shí)才斷電報(bào)警,無(wú)法完成橋式起重機(jī)工作過(guò)程中相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示,非極限狀態(tài)下處于閑置狀態(tài),而且沒有自檢功能,一旦損壞,難以察覺,保護(hù)系統(tǒng)可靠性較低。針對(duì)上述問題,本文在分析了橋式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上,以橋式起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、大車機(jī)構(gòu)和小車機(jī)構(gòu)為代表進(jìn)行了研究,采集起吊重量、起升電機(jī)軸承溫度、起升電機(jī)軸承振動(dòng)幅度、吊物起升速度、大車運(yùn)行位置、小車運(yùn)行位置和吊物起升高度7項(xiàng)參數(shù),計(jì)算起升電機(jī)承載能力參數(shù),開發(fā)研制出基于GPRS的橋式起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng),并通過(guò)熵值法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰度模型相結(jié)合,建立橋式起重機(jī)安全預(yù)警模型。本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)和S3C6410 ARM芯片作為雙核心,前者控制數(shù)據(jù)采集模塊,后者控制數(shù)據(jù)處理模塊。通過(guò)軸銷式傳感器完成吊鉤起重重量的信號(hào)采集,通過(guò)多圈絕對(duì)值編碼器完成大車行進(jìn)位置、小車行進(jìn)位置和吊鉤起升高度的信號(hào)采集,將采集來(lái)的信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集模塊,再通過(guò)串口把數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊,進(jìn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的界面顯示。當(dāng)所監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)超過(guò)閾值時(shí),把故障信息通過(guò)GPRS模塊以短信的方式發(fā)送到不在現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)管理人員的手機(jī)中,同時(shí)發(fā)送給遠(yuǎn)端的監(jiān)控總站。數(shù)據(jù)處理模塊控制現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控儀的監(jiān)控界面,可以通過(guò)觸摸屏的方式對(duì)相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置。通過(guò)所研發(fā)的橋式起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)控儀,可以將橋式起重機(jī)的整體監(jiān)控和預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)基于GPRS的三級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。一級(jí)監(jiān)控是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控,橋式起重機(jī)監(jiān)控儀對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控,供操作人員試試觀看,方便其對(duì)橋式起重機(jī)進(jìn)行操作;二級(jí)監(jiān)控是手機(jī)監(jiān)控,在故障和事故的第一時(shí)間,將詳細(xì)的故障信息通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)以手機(jī)短信的方式發(fā)送到不在現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)管理人員的手機(jī)中,這樣可以使事故在最早時(shí)間得到處理;三級(jí)監(jiān)控是遠(yuǎn)程主站監(jiān)控,通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將故障信息發(fā)送給遠(yuǎn)程管理主站,方便上級(jí)管理部門對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與統(tǒng)計(jì),極大的提高了橋式起重機(jī)故障監(jiān)管系統(tǒng)的管理效率;同時(shí)發(fā)送實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)給遠(yuǎn)程服務(wù)器,為預(yù)警模型分析提供歷史數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)是在傳統(tǒng)機(jī)械、傳感器、嵌入式技術(shù)、預(yù)警技術(shù)和GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)的一套新型、可靠的橋式起重機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有良好的可靠性、實(shí)時(shí)性以及應(yīng)用價(jià)值,既方便了現(xiàn)場(chǎng)工作人員的操作,又提高了上級(jí)管理部門的管理力度,使橋式起重機(jī)的監(jiān)控與工作朝著小型化、智能化、安全化的方向發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：橋式起重機(jī) 預(yù)警 中央處理器 傳感器 GPRS 安全監(jiān)測(cè)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH215
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 課題來(lái)源及研究意義13
• 1.2.1 課題來(lái)源13
• 1.2.2 研究意義13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13-15
• 1.3.1 起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)控研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的安全預(yù)警方法國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15
• 1.4 論文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 橋式起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案設(shè)計(jì)17-34
• 2.1 橋式起重機(jī)簡(jiǎn)要分析17-21
• 2.1.1 橋式起重機(jī)概述17-18
• 2.1.2 橋式起重機(jī)各部分機(jī)構(gòu)工作模式及原理分析18-20
• 2.1.3 橋式起重機(jī)的安全裝置20-21
• 2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案21-24
• 2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求21-22
• 2.2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)22-23
• 2.2.3 橋式起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中央處理單元23-24
• 2.3 狀態(tài)監(jiān)控傳感器選型24-30
• 2.3.1 起吊重量傳感器選型24-26
• 2.3.2 大小車運(yùn)行位置、吊鉤起升高度、起升速度傳感器選型26-29
• 2.3.3 起升電機(jī)軸承溫度和振動(dòng)傳感器選型29-30
• 2.4 GPRS網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)30-34
• 2.4.1 GPRS網(wǎng)絡(luò)通信概述30-31
• 2.4.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)31-33
• 2.4.3 GPRS DTU數(shù)據(jù)傳輸模型33-34
• 第3章橋式起重機(jī)安全預(yù)警機(jī)制研究34-44
• 3.1 安全預(yù)警設(shè)計(jì)34-36
• 3.1.1 預(yù)警處理34-35
• 3.1.2 安全預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成35-36
• 3.2 預(yù)警機(jī)制及數(shù)據(jù)處理36-42
• 3.3 綜合預(yù)測(cè)模型42-44
• 第4章 橋式起重機(jī)監(jiān)控儀硬件設(shè)計(jì)44-57
• 4.1 監(jiān)控儀硬件總體方案設(shè)計(jì)44-45
• 4.2 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)45-49
• 4.2.1 中央處理器的選擇45
• 4.2.2 4～20mA模擬信號(hào)采集電路45-47
• 4.2.3 多圈絕對(duì)值編碼器數(shù)據(jù)采集電路47-49
• 4.2.4 串口通信模塊設(shè)計(jì)49
• 4.3 數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計(jì)49-54
• 4.3.1 中央處理器的選擇49-50
• 4.3.2 Nand Flash模塊接口電路設(shè)計(jì)50-51
• 4.3.3 LCD液晶屏和觸摸屏接口電路設(shè)計(jì)51-52
• 4.3.4 串口通信接口電路設(shè)計(jì)52
• 4.3.5 JTAG接口52-53
• 4.3.6 GPRS模塊53-54
• 4.4 供電模塊54-57
• 4.4.1 數(shù)據(jù)采集模塊供電電路54-55
• 4.4.2 電源電路55-57
• 第5章 橋式起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)57-75
• 5.1 橋式起重機(jī)狀態(tài)監(jiān)控操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)57-59
• 5.1.1 Linux操作系統(tǒng)概述57-58
• 5.1.2 uboot移植58-59
• 5.1.3 Linux內(nèi)核移植59
• 5.2 數(shù)據(jù)采集模塊軟件實(shí)現(xiàn)59-65
• 5.2.1 主程序設(shè)計(jì)59-60
• 5.2.2 4～20mA模擬信號(hào)采集程序設(shè)計(jì)60-63
• 5.2.3 多圈絕對(duì)值編碼器數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)63-64
• 5.2.4 串口發(fā)送數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)64-65
• 5.3 數(shù)據(jù)處理模塊軟件設(shè)計(jì)65-70
• 5.3.1 主程序設(shè)計(jì)65-66
• 5.3.2 串口接收數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)66-67
• 5.3.3 GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計(jì)67-69
• 5.3.4 預(yù)警模塊69-70
• 5.4 監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)70-72
• 5.5 多級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)72-75
• 第6章 總結(jié)75-77
• 6.1 主要工作回顧75
• 6.2 本課題今后需要進(jìn)一步提高的方面75-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-82
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間獲得的研究成果82-83
• 附錄B.1 數(shù)據(jù)采集板電路圖83-84
• 附錄B.2 數(shù)據(jù)處理板外圍電路圖84-85
• 附錄B.3 數(shù)據(jù)處理板主芯片電路圖 185-86
• 附錄B.4 數(shù)據(jù)處理板主芯片電路圖 286-87
• 附錄C 數(shù)據(jù)采集模塊程序87-96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：752336