基于Zigbee嵌入式塔吊傾角檢測系統(tǒng)研究.pdf

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

2、要，我國塔機業(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)測系統(tǒng)，本文針對目前塔吊安全監(jiān)測系統(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)，它屬于無線標記和藍牙之問的一種技術(shù)。Zigbee在丌始被稱作“FireFly”或“HomeRFLite”無線技術(shù)，Zigbeej爿j有自己的無線電標準，它能夠?qū)崿F(xiàn)若干個傳感器之間相互協(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傳感器傳到遠處別的傳感器，所以它們擁有非常高的通信效率。傳統(tǒng)的塔吊安全監(jiān)測系統(tǒng)一般是由傾角傳感器監(jiān)測塔吊傾斜角度，而傾角傳感器不能夠監(jiān)測出塔吊的傾斜方向?，F(xiàn)今出臺的相關(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算出塔吊的垂直度。而本文提出的算法能直接計算出塔吊的垂直度和傾斜方向并及時將數(shù)據(jù)傳送到控制室。基于傳統(tǒng)的塔吊傾角檢測系統(tǒng)的不足，文章提出了改進的塔吊傾角檢測算法。第一種算法思想是利用最小

4、二乘法對傳統(tǒng)的基于接收信號強度(ReceivedSignalStrengthIndicator，RSSll測距算法進行參數(shù)的擬合校正，通過擬合得到的新的算法模型能夠更準確的計算出接收RSSI值。該算法首先計算出實時環(huán)境因子，利用得到的環(huán)境因子計算此時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，操作人員能及時對塔吊狀態(tài)進行調(diào)整。將測距算法進行改進并提出一種基于Zigbee的塔吊傾角檢測算法。傳統(tǒng)的節(jié)點不能滿足工地環(huán)境的使用，本文設(shè)

5、計一種大功率路由節(jié)點。該算法運用卡爾曼濾波對節(jié)點接收信號強度進行濾波處理，提高節(jié)點接收信號強度的準確性。首先利用得到的實時RSSI值，計算出實時環(huán)境因子。再用此時的環(huán)境因子計算塔吊傾斜角度和偏移距離，減少測量模型受環(huán)境因子的影響。論文通過對傳統(tǒng)測距模型的研究，提出基于Zigbee塔吊傾角檢測算法，并通過Matlab仿真工具對算法進行仿真測試。仿真結(jié)果表明：該算法能夠及時準確的計算出塔吊傾斜角度和偏移距離，并且通過Zigbee的無線通信功