摘 要

本文基于天津某港口的起重机，设计了一个起重机的在线监控系统。主要对结构测位进行载荷过程的应变测试，以满足机械损前的数据捕捉要求，要求整个测量系统的采集点可以同步传输，并且保证传输数据达到服务器而不丢包，每个测量传感器要求提供大容量数据存储，避免高速存储时有足够的空间和传输过程中的由于网络问题导致数据不能完整保存。同时需要实时传输数据到计算机保存和对多个通道工作状态是否正常进行监控。系统结合了计算机技术、传感器技术、总线通讯技术等。最后设计出来的系统对于起重机的监控有着重要的意义。

我们要设计的门式起重机在线状态监控系统主要由三部分组成，采集结构应变的应变力和底座的振动状态的数据采集系统、由ZigBee组成的无线传输系统，最后再加上Java编写的上位机监控系统，共3个单元。

由于我的知识水平有限，难免有一些地方考虑不周，还希望批评指正。

关键词：起重机；状态监测；ZigBee；SQL Server

Abstract

Based on the crane in Tianjin port, this paper designs a crane on-line monitoring system. The main process of load strain test structure to measure, in order to meet the mechanical loss before the data capture requirements, requirements of the measurement system of acquisition point can be synchronous transmission, and ensure the transmission of data to the server without packet loss, each sensor is required to provide high capacity data storage, avoid high-speed storage space and transmission process when there is enough the problems caused due to network data cannot be preserved. At the same time, it is necessary to transmit data to the computer in real time and monitor whether the working conditions of multiple channels are normal or not. The system combines computer technology, sensor technology, bus communication technology and so on. Finally, the design of the system for crane monitoring is of great significance.

We want to design the online portal crane monitoring system is mainly composed of three parts, the wireless transmission system of data acquisition system, the vibration state of strain acquisition structure strain and the base is composed of ZigBee, coupled with the end of Java prepared by the PC monitoring system, a total of 3 units.

Because my knowledge level is limited, it is inevitable that some places may have something wrong. I hope to be criticized and tell me how to improve it.

Keywords：crane；condition monitoring；ZigBee ；SQL Sever

目 录

第1章 绪论 1

1.1系统开发的背景 1

1.2项目开发目的及意义 1

1.3国内外起重机安全管理现状 2

1.4项目概况 2

第2章 设计总论 3

2.1 系统总体设计 3

2.2 论文组织结构 4

第3章 在线监控系统硬件设计 5

3.1 方案简述 5

3.2 传感单元 5

3.3 采集单元 11

第4章 无线传输技术的研究 15

4.1系统总体结构设计 15

4.2无线传输技术——ZigBee介绍 16

4.3 ZigBee模块发送/接收实验 17

第5章 监控系统与数据库 22

5.1 数据库选择 22

5.2网络三层数据库结构 22

5.3数据入库 23

5.4 JDBC技术 23

5.5 操作界面设计 25

5.6 界面总体设计 28

第6章 总结与展望 29

6.1总结 29

6.2 展望 29

致谢 30

参考文献 31

第1章 绪论

1.1系统开发的背景

港口，我们都知道，作为聚集点和枢纽，水陆交通，是工业和农业产品和外贸进出口货物的配送中心，也是地方的泊位、装卸货物、旅客和乘客，并补充供应。一般来说，在中国沿海港口建设，重点围绕煤炭、集装箱、铁矿石、粮食、货物进口，深水出海通道的交通体系，特别是加强对集装箱运输系统的建设。在大连、天津、青岛、上海、宁波、厦门和深圳这些沿海城市，都有比较大的港口，正是因为这些港口使得这些城市的发展也比较迅猛。

那么在这些港口码头中，搬运、装卸物资是必然的，由于其量很大，数量也很多，那么一种起重设备就是必不可少的。在这里所说的必不可少的起重设备当人就是港口起重机了。它的形式多种，一般有门座式起重机、固定式起重机、船用起重机、浮式起重机等。这些起重机大多具有传动平稳，效率高，操作方便，故障率低的多种优点。它们不仅省时省力，而且每天的搬运、装卸量都以吨位计算，正是有了这些大型的起重设备，才使得我们国家的发展日益强大。并且，这些大型的起重机对于货轮、船舶物资集中场所而言，其重要性可想而知。

1.2项目开发目的及意义

港口是水陆交通便利的交通枢纽，是船舶安全出入的重要条件，是陆上水运枢纽和集散地，是工农业产品集散地和外贸进出口货物所在地，是船舶停泊、卸货、旅客、旅客补给和补给的场所。由于港口是内陆腹地与海洋运输（国际航空运输）之间的天然接口，人们也把港口作为国际物流的一个特殊节点。目前，港口发展水平已逐渐成为衡量一个国家社会水平的重要标准之一。2013年九月和十月，中国国家主席习近平在访问中亚和东南亚国家期间，提出了共建“丝绸之路经济带”和“第二十一世纪海上丝绸之路”的重大举措^[1]，得到了国际社会的关注。为了在第二十一世纪左右构建丝绸之路，它将在中国港口建设提出了更高的要求。然后，在这些港口码头，装卸材料，起重机的使用是不可避免的，其使用量是大量的。这里说的是港口起重机，有多种形式，如门式起重机、固定式起重机、船用起重机、浮吊等。本着实用新型传动平稳，效率高，操作方便，故障率低。新型的起重机不仅节省时间和精力，而且通过吨位计算，每天都可装卸负荷。这对货船和船舶的货物集中十分重要。此外，起重机对海上丝绸之路的建设和港口的发展和效率具有重要意义。然而，在这一阶段，中国主要港口仍然使用传统的“定期维护”。维修系统经过故障检测和维修，设备和手段的发展情况，导致可靠性差，安全性，维修时间长，严重影响了游戏的处理效率和机器的工作潜力。因此，为了保证起重机的安全可靠运行，对起重机的状态进行监测就显得尤为重要和迫切。特别是对起重机金属结构质量的疲劳载荷时程进行有效的采集和分析，对设备管理人员剩余疲劳寿命的估算和维修有重要的科学依据。

本次设计是针对一台起重机的应变和振动进行监控，一旦发现异常，则报警提示。

1.3国内外起重机安全管理现状

起重机在一个国家发展中的作用是十分重要的，所以世界上很多国家对起重机的发展的很重视。