本文關(guān)鍵詞：塔吊智能防碰撞系統(tǒng)的研究和應(yīng)用

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【摘要】：塔式起重機(jī)是建筑工地中常見的設(shè)備，環(huán)形空間內(nèi)能夠在水平和垂直方向搬運(yùn)物料，對(duì)節(jié)省人力和加快施工進(jìn)度有著非常重要的意義，但近年來，隨著建筑樓群密集度的加大，施工單位為了加快施工進(jìn)度，經(jīng)常將多臺(tái)塔式起重機(jī)同時(shí)分布在一個(gè)施工場(chǎng)地交叉工作，使塔式起重機(jī)之間出現(xiàn)碰撞情況。雖然我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局在2007年頒布并正式實(shí)施了《塔式起重機(jī)安全規(guī)程》，且相關(guān)部門每年都會(huì)增加人力和物力去監(jiān)督塔式起重機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量，并要求塔式起重機(jī)司機(jī)必須具備一定的文化水平和考取相關(guān)駕駛證才能上塔操作。但塔式起重機(jī)作業(yè)面積大，加上施工情況復(fù)雜，司機(jī)和指揮人員有時(shí)會(huì)檢測(cè)不到位或反映不及時(shí)，導(dǎo)致塔機(jī)事故發(fā)生。 本文針對(duì)多臺(tái)塔式起重機(jī)交叉工作的情況，設(shè)計(jì)了一種防止塔式起重機(jī)之間碰撞的智能安全監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)塔吊之間或塔吊與其他障礙物有碰撞可能時(shí)，能及時(shí)報(bào)警提醒司機(jī)并控制塔吊的運(yùn)行。 本文研究?jī)?nèi)容如下： (1)研究了一種系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。首先分析了本系統(tǒng)所需的關(guān)鍵技術(shù)和需要實(shí)現(xiàn)的功能，然后根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能和性能要求，給出了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)模型，并詳細(xì)闡述了建立該結(jié)構(gòu)模型的原因。本文利用了智能體(Agent)分布式和集中式組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種集團(tuán)劃分的設(shè)計(jì)方案。 (2)在硬件電路設(shè)計(jì)上，給出了單個(gè)智能體的結(jié)構(gòu)框圖，并對(duì)框圖中的主控制器1模塊、主控制器2模塊、高度模塊、幅度模塊、回轉(zhuǎn)角度模塊、存儲(chǔ)顯示模塊、重量模塊和風(fēng)速模塊的功能、選型以及硬件電路設(shè)計(jì)作了詳細(xì)分析。 (3)研究了一種防碰撞算法。分析了塔吊之間碰撞的幾種情況以及塔吊與障礙物的碰撞情況，，對(duì)每種碰撞情況的判斷方法、判斷步驟和控制措施作了詳細(xì)闡述，并分析了算法改善的方法。算法中，用幾何方法不斷判斷兩塔吊或塔吊與障礙物之間的距離，當(dāng)此距離小于安全距離時(shí)，能夠報(bào)警提醒司機(jī)并控制塔吊的運(yùn)行。 (4)在軟件上，詳細(xì)介紹了塔吊之間的組網(wǎng)過程和通訊實(shí)現(xiàn)過程，并介紹了主控制器1和主控制器2的具體控制內(nèi)容和控制過程。 最后對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行了防碰撞試驗(yàn)以及和防碰撞相關(guān)的其他試驗(yàn)，試驗(yàn)表明本系統(tǒng)能夠有效的防止塔吊間的碰撞，并能夠有效的監(jiān)控塔吊的運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】：防碰撞 安全監(jiān)控 智能體 集團(tuán)劃分
【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】：2013
【分類號(hào)】：TH213.3;TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景和意義11-13
• 1.2 塔吊智能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 課題涉及的主要技術(shù)15-17
• 1.3.1 傳感器技術(shù)15
• 1.3.2 無線通信技術(shù)15-16
• 1.3.3 防碰撞算法16-17
• 1.3.4 系統(tǒng)組網(wǎng)方法17
• 1.3.5 塔吊運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)獲取方法17
• 1.4 論文的研究工作和組織結(jié)構(gòu)17-19
• 第2章 塔吊智能防碰撞系統(tǒng)模型19-26
• 2.1 Agent體19-21
• 2.1.1 Agent的定義19-20
• 2.1.2 多Agent的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-25
• 2.2.1 無線數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺(tái)21-23
• 2.2.2 集團(tuán)劃分的方法和目的23-24
• 2.2.3 監(jiān)控終端對(duì)小集團(tuán)的管理24-25
• 2.3 小結(jié)25-26
• 第3章 Agent體硬件設(shè)計(jì)26-41
• 3.1 Agent體總體結(jié)構(gòu)26-27
• 3.2 各個(gè)模塊設(shè)計(jì)27-40
• 3.2.1 主控制器1模塊設(shè)計(jì)27-29
• 3.2.2 主控制器2模塊設(shè)計(jì)29-31
• 3.2.3 傳感器模塊設(shè)計(jì)31-36
• 3.2.4 分機(jī)模塊設(shè)計(jì)36-38
• 3.2.5 繼電器模塊設(shè)計(jì)38-39
• 3.2.6 存儲(chǔ)和顯示器模塊設(shè)計(jì)39-40
• 3.3 小結(jié)40-41
• 第4章 塔吊智能防碰撞算法的研究41-57
• 4.1 塔吊間的防碰撞算法41-52
• 4.1.1 塔吊之間的碰撞情況分類41-42
• 4.1.2 塔吊間的防碰撞算法構(gòu)造42-51
• 4.1.3 防碰撞算法完善51-52
• 4.2 塔吊與障礙物的防碰撞算法52-56
• 4.2.1 塔吊與障礙物的碰撞分析52-53
• 4.2.2 塔吊與障礙物的防碰撞算法構(gòu)造53-56
• 4.3 小結(jié)56-57
• 第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)57-64
• 5.1 塔吊智能防碰撞系統(tǒng)的軟件功能57
• 5.2 系統(tǒng)防碰撞部分軟件設(shè)計(jì)57-61
• 5.2.1 部分通訊協(xié)議57-59
• 5.2.2 系統(tǒng)防碰撞軟件流程59-61
• 5.3 存儲(chǔ)、顯示以及分機(jī)部分軟件設(shè)計(jì)61-63
• 5.4 小結(jié)63-64
• 第6章 系統(tǒng)測(cè)試與性能分析64-70
• 6.1 防碰撞相關(guān)試驗(yàn)64-67
• 6.1.1 防碰撞無線通訊時(shí)間的計(jì)算64-65
• 6.1.2 防碰撞無線通訊質(zhì)量的檢測(cè)65
• 6.1.3 通訊干擾試驗(yàn)65-66
• 6.1.4 防碰撞算法的仿真66-67
• 6.2 與防碰撞系統(tǒng)相關(guān)的試驗(yàn)67-69
• 6.2.1 重量風(fēng)速分機(jī)通訊的檢測(cè)67-69
• 6.2.2 高溫試驗(yàn)69
• 6.3 小結(jié)69-70
• 總結(jié)與展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文情況76-77
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間參與科研工作情況77-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：707333