嵌入式塔吊安全監(jiān)測與通信系統(tǒng)設計.pdf

1、現(xiàn)代高層建筑設施的逐步完善過程中，塔式起重機（簡稱塔吊）在工地中應用十分廣泛。與此同時，塔吊工作過程中產生的一系列安全問題也時有發(fā)生。經過對安全問題的統(tǒng)計與分析得知，塔吊工作過程中的起重量、起重高度、風速、回轉角度等因素對其安全具有非常大的影響，因此，需要對這一系列狀態(tài)進行實時監(jiān)測。
　　本文設計了一種基于嵌入式技術的塔吊安全監(jiān)測與通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、計算處理和網(wǎng)絡三部分：其中，數(shù)據(jù)采集部分由風速傳感器、變幅傳感器、提升

2、高度傳感器、回轉角傳感器、傾角傳感器、拉力或重量傳感器等數(shù)字式傳感器實時采集塔吊工作狀態(tài)信息，并由繼電器輸出報警和錯誤信息，這些傳感器和繼電器通過 RS-485總線與FPGA相連接，F(xiàn)PGA由軟件編程實現(xiàn)對傳感器和繼電器數(shù)據(jù)的多路并行接收與緩存；數(shù)據(jù)處理部分由ARM處理器通過與FPGA之間的讀寫控制邏輯接口接收到傳感器傳回的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)處理后得出塔吊的實時工作狀態(tài)并判斷各個部分數(shù)據(jù)是否超過安全限值，如有超值，則通過繼電器（開關量控制

3、器）發(fā)出相應報警信息，ARM處理器外接大容量Micro SD卡，將實時信息進行存儲，一旦事故發(fā)生，能夠恢復事故發(fā)生前的塔吊狀態(tài)，用于參數(shù)分析以及危險預測；網(wǎng)絡部分包括觸摸屏、4G移動通信網(wǎng)和主控中心的服務器，ARM處理器將塔吊的實時狀態(tài)信息以固定數(shù)據(jù)格式及時上傳到服務器，實現(xiàn)主控中心對大量工程現(xiàn)場的監(jiān)控，便于管理，并響應觸摸屏數(shù)據(jù)請求，將相應數(shù)據(jù)發(fā)送到觸摸屏，供塔吊司機參考。
　　本系統(tǒng)采用ARM處理器與FPGA結合的方式，實現(xiàn)多