基于Zigbee嵌入式塔吊傾角檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、分類號(hào)：UDC：學(xué)校代碼：t0153密級(jí)：公開碩士學(xué)位論文基于Zigbee嵌入式塔吊傾角檢測(cè)系統(tǒng)研究作者姓名：王曉琳入學(xué)年份：2010年9月指導(dǎo)教師：白樂強(qiáng)教授學(xué)科專業(yè)：模式識(shí)別與智能系統(tǒng)申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士所在單位：信息與控制工程學(xué)院論文提交日期：2012年11月論文答辯日期：2012年12月學(xué)位授予日期：2013年1月答辯委員會(huì)主席：劉子震答辯委員會(huì)組成：塞4王震塞鱉堡呈塵堡夔塑王然蠱碩十研究生學(xué)位論文摘要I摘要隨著當(dāng)今對(duì)高層建筑的需

2、要，我國(guó)塔機(jī)業(yè)『F處于高速發(fā)展階段。因此塔吊需要有一套完善的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本文針對(duì)目前塔吊安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不完善的現(xiàn)狀，提出一種基于Zigbee的嵌入式塔吊傾角檢測(cè)算法。Zigbee技術(shù)是新興的低功耗和低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它屬于無線標(biāo)記和藍(lán)牙之問的一種技術(shù)。Zigbee在丌始被稱作“FireFly”或“HomeRFLite”無線技術(shù)，Zigbeej爿j有自己的無線電標(biāo)準(zhǔn)，它能夠?qū)崿F(xiàn)若干個(gè)傳感器之間相互協(xié)調(diào)通信。這些傳感器能夠依靠很低的功耗，

3、將數(shù)據(jù)通過無線電波以接力的方式從一個(gè)傳感器傳到遠(yuǎn)處別的傳感器，所以它們擁有非常高的通信效率。傳統(tǒng)的塔吊安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般是由傾角傳感器監(jiān)測(cè)塔吊傾斜角度，而傾角傳感器不能夠監(jiān)測(cè)出塔吊的傾斜方向?，F(xiàn)今出臺(tái)的相關(guān)規(guī)范明確的規(guī)定了塔吊的垂直度，但傾角傳感器不能夠計(jì)算出塔吊的垂直度。而本文提出的算法能直接計(jì)算出塔吊的垂直度和傾斜方向并及時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到控制室。基于傳統(tǒng)的塔吊傾角檢測(cè)系統(tǒng)的不足，文章提出了改進(jìn)的塔吊傾角檢測(cè)算法。第一種算法思想是利用最小

4、二乘法對(duì)傳統(tǒng)的基于接收信號(hào)強(qiáng)度(ReceivedSignalStrengthIndicator，RSSll測(cè)距算法進(jìn)行參數(shù)的擬合校正，通過擬合得到的新的算法模型能夠更準(zhǔn)確的計(jì)算出接收RSSI值。該算法首先計(jì)算出實(shí)時(shí)環(huán)境因子，利用得到的環(huán)境因子計(jì)算此時(shí)塔吊的傾斜角度和傾斜方向。將得到的信息發(fā)送到控制室，操作人員能及時(shí)對(duì)塔吊狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。將測(cè)距算法進(jìn)行改進(jìn)并提出一種基于Zigbee的塔吊傾角檢測(cè)算法。傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)不能滿足工地環(huán)境的使用，本文設(shè)

5、計(jì)一種大功率路由節(jié)點(diǎn)。該算法運(yùn)用卡爾曼濾波對(duì)節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行濾波處理，提高節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度的準(zhǔn)確性。首先利用得到的實(shí)時(shí)RSSI值，計(jì)算出實(shí)時(shí)環(huán)境因子。再用此時(shí)的環(huán)境因子計(jì)算塔吊傾斜角度和偏移距離，減少測(cè)量模型受環(huán)境因子的影響。論文通過對(duì)傳統(tǒng)測(cè)距模型的研究，提出基于Zigbee塔吊傾角檢測(cè)算法，并通過Matlab仿真工具對(duì)算法進(jìn)行仿真測(cè)試。仿真結(jié)果表明：該算法能夠及時(shí)準(zhǔn)確的計(jì)算出塔吊傾斜角度和偏移距離，并且通過Zigbee的無線通信功