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单梁起重机_技术文献:无线传感器网络在塔式起重机监控系统中的研究与及应用

该篇文章首要讲述的是基于无线传感网络的塔式起重机监控系统布局。对ZigBee技术和GPRS技术在当前塔机监控系统中的应用研究近况以及存在的题目做出具体阐发,指出将ZigBee技术和GPRS技术相连系应用在塔机无线监控系统中的上风,为塔机无线监控指解缆展趋势和研究标的目标。同一施工现场往往同时安插多台近间隔交叉作业的塔机,塔机与塔机之间、塔机与建筑物之间互相碰撞的变乱时有产生

同时,由于塔机布局的特别性,重心高、臂架长,启动和制动频繁,是一种极易产闹变乱的设备,国表里每年城市产生塔倒人亡的重大年夜安然变乱。塔机变乱主假如利用和维护方面的原因引发的,约占70%,主假如安然办理不严格,单梁起重机违章或毛病操纵,安然装配掉效,不公道的维修保养等,此种变乱的随机性大年夜、种类多、环境复杂,较难节制

完善安然监控系统可以或许及时发现塔机关头部件的故障,避免重大年夜变乱的产生,进步塔机的工作效力和安然性能。传统的塔机监控系统采取有线通讯编制,传感器与塔机节制台、塔机节制台与施工现场节制中间采取有线连接,施工周期长、连接坚苦,一旦塔机移动或增减塔机,需花费较多时候和用度进行网络改革,无法满足复杂环境下及时性、靠得住性的通讯要求门式起重机而无线传感器网络具有动态拓扑、自组织网络、多路由等特点

可以降服特别地理和蔼候环境的障碍,且易于扩大,具有传统有线监控系统无法相比的灵活性。基于以上优点,将无线传感器网络技术应用到塔机群监控系统中,具有杰出的应用远景。1、基于无线传感器网络的塔机监控系统的布局

塔机无线监控系统首要构成部分如图1所示。为办理大年夜量无线网络节点,需成立一个树形布局,未来自终端节点、路由节点和网关节点的信息回传到中心节制点。借助小我局域网(PAN调和器

用户可经过过程中心节制点对系统实施监测和节制。起首网关节点作为小我局域网调和器成立一个无线传感网络,然后由多个路由器插手这个无线传感网络其次放置在塔机关头部位、专门获取塔机工作过程中故障信息的多个传感器终端节点,佛山起重机经过过程路由器或作为网关的子节点插手网络。传感器终端节点汇集各个塔机的工作参数,经过过程A/D转换器将摹拟旌旗灯号转换成数字旌旗灯号,将措置后的数据经过过程RS232串口发送给无线模块

同时也能够由无线模块领受主控系统发送的节制旌旗灯号,进行设备监控。插手无线传感器网络的终端节点经过过程父节点的路由器或者直接把预警系统所需的数据信息发送给网关节点,再由网关节点经过过程USB等传送给上位机。

图1 塔机无线监控系统网络布局示意图

2、无线通讯技术在塔机监控系统中的研究与应用近况

无线通讯技术作为无线传感器网路的关头技术,在塔机监控系统中阐扬首要感化

此中Zig-Bee技术和GPRS技术是塔机无线监控系统的研究重点。1、ZigBee技术

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网和谈,是一种近间隔、低复杂度、低功耗、低速度、低本钱的双向无线通讯技术。首要用于传输间隔短、功耗低且传输速度不高的各类电子设备之间的数据传输,双梁起重机

以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时候数据传输的应用。国内ZigBee技术的研究起步比较晚

随着无线通讯技术大年夜趋势的成长,很多高校和研究机构已经开端无线通讯技术在塔机监控系统的研究和应用。将ZigBee技术应用到单个塔机的监控系统中,用于传输安插于塔机上的超声传感器节点信息的无线传感网络的设计,ZigBee无线通讯模

块硬件利用TI公司生产的CC2530芯片,在软件方面对TI公司最新的Z-Stack-CC2530-2.2.2版本的和谈栈进行二次开辟。尝试样本为QTZ630系列塔机

按照塔机的真实高度在地面上水安然插网络节点获取数据。成果表白在没有大年夜干扰源的室外工况,100~200m范围内数据能精确达到,旌旗灯号传输间隔满足塔机预警系统的数据传输要求。并且CC2530与Z-Stack和谈栈的连系,广东起重机给节点供给了加倍智能化的工作模式,自适应与自愈合的网络特点和安然与鉴权功能加倍合适塔机的工作环境和塔机预警系统对网络的各项要求。对基于ZigBee技术的塔机群控无线通讯系统进行研究

从塔机无线通讯模块的实际工作参数要求进手,经过过程通讯性能测试,获得在摹拟建筑物干扰环境下的远间隔通讯速度为37236.36b/s,大年夜于塔机群通讯速度要求的16000b/s,置信度95%下误码率为零。选用中国建筑科学院研发的TSCMS系列塔机安然监控办理系统进行无线通讯尝试,当发送周期为15ms时呈现丢包,仍可以满足塔机群无线通讯周期小于即是25ms的要求

完成监控系统与ZigBee模块接口通讯,证实ZigBee模块完全可以或许满足塔机无线通讯的需求。2、GPRS技术

GPRS是通用分组无线办事技术的简称,它以封包式传输,因此利用者所承担的用度按其传输资料单位计算,并不是利用全部频道,理论上较为便宜。GPRS通讯充分操纵现有的网络资本,可以实现数据高速、大年夜容量传输,高速数据传输最大年夜可达160Kbps

借助GPRS网络与Internet无缝连接,经过过程塔机工作现场的GPRS模块可将汇集的参数信息传输到远端置于Internet上的监控端,只假如GPRS网络覆盖的处所,都在可监控的范围以内。塔机工作状况数据由GPRS无线通讯模块发送到GPRS无线通讯网络上,GPRS网络按照响应的和谈在智能终端和接进Internet的监控中间之间成立一条撑持TCP /IP和谈的数据通道,监控中间把经过过程这条通道传送来的塔机位置数据和工作参数信息存储到数据库中

后台办事软件读取并显示这些数据,及时监视塔机的工作环境。今朝国内很多高校和研究机构已经对基于GPRS技术的塔机无线监控系统进行了深切的研究并已投进应用。采取了通用分组无线营业(GPRS无线通讯编制,连系动态办事器主页(ASP开辟技术,设计了一种基于Web和GPRS的塔机远程监控系统,用户可以经过过程浏览器拜候数据库,对数据进行及时的监控和阐发

济南微控科技成长有限公司研发的塔机安然监控办理系统系统-GPRS远程监控可遍及应用于各类起重机,实现对其工作状况的及时安然保护监测和数据的GPRS传输。3、塔机无线监控系统所面临的题目及解决方案

1、面临的题目

(1ZigBee网络考虑了网络中的节点数目变化,所以每个节点相隔一段时候都需要经过过程无线旌旗灯号交换的编制从头组网,且每一次将信息从一个节点发送到另一个节点时

需要扫描各类可能的路径,而这些需要占用大年夜量的带宽,并增加数据传输时延。随着施工现场塔机数目的增多,需要的节点数目也随之增加,可用速度将大年夜大年夜降落,数据传输时延也将大年夜大年夜增加,会对塔机监控系统的及时性产生影响。(2ZigBee技术经过过程网络节点之间信息的互传,理论上每个网络节点间的间隔可以从标准的75m无穷扩大,可是将一个信息从一个节点传输到远处的另一个节点

需要较多的节点进行数据中转,这会造成ZigBee网络占用带宽和传输时延的增加。虽可用放大年夜器来增加ZigBee网络节点的传输间隔,但这必然会增加网络节点的功耗和本钱,掉往了ZigBee低本钱、低功耗的上风。(3GPRS受GSM网络旌旗灯号质量的影响,在传输数据的过程中存在必然的延时。若采取这种编制同时进行多个点的数据汇集,各个汇集点接管汇集号令的时候有误差

因此无法完成多个汇集点的数据同步汇集。2、解决方案

在塔机无线监控系统中插手GPRS模块,可解决远程数据传输题目,同时大年夜大年夜削减ZigBee网络节点数目,不会影响ZigBee网络的传输时延,解决了上述前(2个题目。采取ZigBee网络组网便利,其网络旌旗灯号质量基本不受外界影响,当其向各个ZigBee终端发送汇集号令时,各个终端能同时收到汇集号令

从而实现多点的同步数据汇集,解决第(3个题目。综上,将GPRS技术和ZigBee技术相连系,进行塔机远程无线监控,既能实现远程无线数据传输,又可解决多点的同步数据汇集题目,并且经过过程GPRS模块及时将数据上传至网络,也能够将报警旌旗灯号发送至手机终端上。4、结语

本文阐发了无线传感器网络技术在塔机上的应用,连系了ZigBee和GPRS技术的特点

阐发了今朝塔机监控系统的研究近况和成长趋势。得出结论:基于ZigBee技术的塔机监控系统适用于单台塔机和小范围塔机群的无线监控而将GPRS技术和ZigBee技术相连系便可以满足在分歧区域大年夜范围内的塔机在计算机的同一办理下,对诸多参数实施同步监测、调和措置和综合判定。由此可见,采取GPRS和ZigBee技术共用的方案设计塔机监控系统,具有杰出的推广价值和宽广豁达的应用远景

随着3C网络的普及3G网络用度的降落,可以测验测验把本系统中的GPRS模块换成3G模块,以加快网络的传输速度,进步系统及时性

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