基于ARM的新型建筑工地塔吊防碰撞系统.pdf

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1、Doors&Windows应用与实践应用与实践基于ARM的新型建筑工地塔吊防碰撞系统姬庆庆陈楠杨祎鄂有君北京工业大学摘要：塔吊又名塔式起重机，在建筑领域扮演着无法取代的重要角色。随着中国经济的高速发展和建筑业的蓬勃，现在的建筑工地上常常是几百座塔吊同时作业，存在多个交叉工作区，塔吊碰撞事故频繁发生。本文描述一种基于ARM的自组织塔吊防碰撞系统，整个系统自动化程度高，检测简便，同时特别适用于现场的实施监测、跟踪、预警，提升了塔吊的安全性能水平。关键词：ARM；建筑工地；塔吊碰撞1研究背景品操作面板上的矩阵键盘输

2、入。中国从90年代起开始能生产自己的塔吊，当时一般是几理论上X，Y，H也可由GPS模块测出，但考虑到其测出的台塔吊，最多十几台塔吊同时作业，无需塔吊防碰产品，仅凭位置信息为经度，纬度和海拔高度而非直角坐标系中的X，Y塔吊司机的判断便能防碰。随着中国经济发展与建筑业蓬和H，因此还有一些开发工作尚未完成。理论上GPS模块的精勃，同时作业的塔吊数目剧增，仅凭塔吊司机的判断已经避免度是满足实际需求的，若确定移动物体的位置，GPS会存在一不了碰撞事故的发生。而发展到现在，工地上常常是500座塔定误差，但塔吊有其特殊性：

3、塔吊伫立在一个地方后，短期内吊群体作业，存在多个交叉工作区，塔吊碰撞事故频繁发生。不会变更位置，那么GPS可以对其反复测量，将多组数据运用1997年，北京市建筑工地发生了几起塔吊碰撞碰撞事故，滤波算法后得出的最终坐标值的误差将会很小，小到不足以引发了一系列后续问题，相应的赔偿和调解弄得北京市建委影响实际应用。焦头烂额，于是北京市建委宣称要联合相关单位开发塔吊防塔吊防碰产品带有纽扣电池，程序将用户输入的坐标写碰产品，并承诺如果产品能通过验收，将强制推广至每座塔入STM32的后备寄存器，在主电源切断后由纽扣电池继

4、续供吊，未安装该产品的塔吊将严禁开工。电，防止已输入的坐标值丢失。重新接通主电源后无需重新据了解，当时世界上已经存在一套塔吊防碰产品，由当时输入X，Y和H。的塔吊大国——荷兰生产，四川塔吊厂响应北京市建委的号Length为塔身与钢丝绳的间距。塔吊的各个滑轮处均有召，耗资数十万元，将荷兰的塔吊防碰产品仿制过来，遗憾的电位器与其啮合，钢丝绳沿着塔臂前后移动（Length改变）需依是，这套产品由于存在三大致命缺点，未能通过北京市建委的靠滑轮转动，而滑轮转动带动电位器转轴旋转，导致电位器输验收。出的电压值改变，通过航

5、空插头将该电压值输入塔吊防碰产(1)各座塔吊通过线缆连接至地面中央处理器，各自将自品，STM32通过ADC读取电压值后转换即可得到Length，并通身坐标信息传输至中央处理器，中央处理器通过运算各塔吊过面板的上排数码管显示出来。坐标判断其是否有碰撞危险，及时报警预防碰撞。而在建筑Angle为塔臂转角。塔臂转轴处也有电位器与其啮合，塔工地上，相邻两塔吊通常来自不同公司，因此中央处理器的兼臂转动（Angle改变）带动电位器转轴旋转，导致电位器输出的容性问题难以解决。电压值变化，通过航空插头将该电压值输入塔吊防碰产

6、品，(2)各座塔吊通过线缆连接至地面一中央处理器，而建筑STM32通过ADC读取电压值后转换即可得到Angle，并通过面工地上到处是钢筋，到处是建材，布线错综复杂，环境恶劣，有板的下排数码管显示出来。线连接是极其困难的。同时，线缆时常损坏，查出坏线难度Angle我首先考虑由电子罗盘利用地磁原理测出，后发现大，更换坏线难度大，很大程度上加重了工程成本并延误了目前市面上电子罗盘模块尚不成熟，误差很大，需很严格的校工期。正方可能正常使用，在工地上是不可能的。同时工地上有大(3)该吊防碰产品最多能够连接9座塔吊，而在

7、当时的中国量金属和其他影响磁场的物体，初步断定依靠地磁确定塔吊工地，几十台塔吊同时作业已很常见，因此那套塔吊防碰产品转角的可行性很小。后弃用电子罗盘，采用电位器代替。注定不能满足中国施工工地的实际需求。STM32的ADC为12位的高精度，能满足实际需求。综上，中国建筑工地急需大量超低成本、界面简洁易用、STM32的UART4连接无线模块，不断将当前自身5个坐无共用中央处理器，基于无线传输、无塔吊台数上限的塔吊防标值打包发送给周围塔吊，同时接收周围塔吊发来的它们的碰产品。坐标信息。无线模块的传输距离为1800m

8、（9600波特率开阔2实现原理地可视距离），塔吊的塔臂全长为30m~80m，有碰撞可能的两塔吊防碰产品的主控制芯片为STM32，是一款内核为座塔吊间距小于160m，传输不会有任何问题。ARM32位的Cortex-M3CPU。在使用时，每座塔吊均安装一主芯片（STM32）将自身的坐标信息与其他塔吊的坐标信套塔吊防碰产品于驾驶室内，将电源、相关传感器和天线接入息运算，由此判断出是否有相碰危险，若相碰即将