探討起重機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在起重機動態(tài)監(jiān)管中的運用畢業(yè)設計論文致謝

1、探討起重機物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在起重機動態(tài)監(jiān)管中的運用畢業(yè)設計論文致謝    范文將數(shù)據(jù)從一臺終端傳送到另一臺終端，也就是機器與機器的對話。從廣義上講，M2M可代表機器對機器、人對機器、機器對人、移動網(wǎng)絡對機器之間的連接與通信，它涵蓋了所有實現(xiàn)在人、機器、系統(tǒng)之間建立通信連接的技術(shù)和手段。兩化融合是指電子信息技術(shù)廣泛應用到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，信息化成為工業(yè)企業(yè)經(jīng)營管理摘要：隨著起重機事故的頻繁發(fā)生，人們越來越重視對起重機的動態(tài)監(jiān)管，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用可保障起重機動態(tài)監(jiān)管的順利進行。文章介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義、特點及其技術(shù)架構(gòu)，并從運行狀態(tài)監(jiān)控、金屬結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控、人

2、機互認管理系統(tǒng)以及故障識別診斷技術(shù)等四個方面詳細論述和分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在起重機動態(tài)監(jiān)管中的應用現(xiàn)狀，最后從云計算、多網(wǎng)融合及人工智能角度給出了起重機動態(tài)監(jiān)管的建議和未來發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：起重機；物聯(lián)網(wǎng)；動態(tài)監(jiān)管；監(jiān)控系統(tǒng)2095-1302（2013）01-0054-030 引 言起重機是一種廣泛應用于冶金、交通、電力、建筑、采礦、化工、造船、港口等工業(yè)生產(chǎn)的特種設備。目前，起重機不僅使用數(shù)量在不斷擴大，同時也正在向大型化、高速化、自動化和多功能復雜化方向發(fā)展。國內(nèi)外每年都因起重設備、起重作業(yè)造成大量的財產(chǎn)損失以及人身傷害事故。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，隨之而來的起重機事故也越來越多，在全部產(chǎn)業(yè)部門的

3、事故中，起重機械傷害事故約占總數(shù)的20%左右。我國隨著起重機械使用數(shù)量的增多，起重機械傷害事故占全部工業(yè)企業(yè)傷亡事故的比例也呈逐年上升的趨勢，近年已經(jīng)達到15%左右。為此，國家出臺了一系列有關(guān)起重機安全管理的法律、法規(guī)、規(guī)范和標準文件，其中都要求加強對起重機運行的日常維護和監(jiān)控，確保設備安全運行。在國家質(zhì)檢總局的“十二五”特種設備安全與節(jié)能發(fā)展規(guī)劃的第一大類“信息化工程”中明確提到：“在電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施、移動式特種設備等領(lǐng)域，鼓勵和支持生產(chǎn)、使用、維保單位對設備實施基于物聯(lián)網(wǎng)的遠程動態(tài)監(jiān)測、診斷和監(jiān)控”。在國質(zhì)檢特聯(lián)2011137號文（即大型起重機械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)實

4、施方案）中明確規(guī)定：“2012年，對大型起重機械，所有生產(chǎn)和使用單位要在本單位內(nèi)對應每個品種（至少一臺大型起重機械）要安裝一套安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，以鞏固和推廣前期試點成果。2013年，要逐步在所有新制造的大型起重機械中全部安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。全面推進、取得實效。從2014年開始，在所有在用的大型起重機械上全部安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。2015年底，尚未安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的大型起重機械，將不準使用?！庇纱丝梢姡瑢ζ鹬貦C的動態(tài)監(jiān)管已經(jīng)越來越受到重視。目前，動態(tài)監(jiān)管在制度上已經(jīng)得到保證，而在技術(shù)層面上，為了實現(xiàn)起重機的動態(tài)監(jiān)管，則必須依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進手段。1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的最初概念是在1999

5、年提出的，其被視為互聯(lián)網(wǎng)的應用擴展。2005年，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會上，國際電信聯(lián)盟正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。把物聯(lián)網(wǎng)定義為：通過各種信息傳感設備，如傳感器、射頻識別（RFID）技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外線感應器、激光掃描器、氣體感應器等各種裝置與技術(shù)，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的一個巨大網(wǎng)絡。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡的連接，以方便識別、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)包括RFID、傳感網(wǎng)、M2M和兩化融合四大關(guān)鍵領(lǐng)域。其中，RFID是指射頻識別技術(shù)，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一種

6、通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。傳感網(wǎng)是指一種隨機分布的、集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點，通過自組織的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡。M2M是摘自：畢業(yè)論文范文將數(shù)據(jù)從一臺終端傳送到另一臺終端，也就是機器與機器的對話。從廣義上講，M2M可代表機器對機器、人對機器、機器對人、移動網(wǎng)絡對機器之間的連接與通信，它涵蓋了所有實現(xiàn)在人、機器、系統(tǒng)之間建立通信連接的技術(shù)和手段。兩化融合是指電子信息技術(shù)廣泛應用到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，信息化成為工業(yè)企業(yè)經(jīng)營管理的常規(guī)手段。信息化進程和工業(yè)化進程不再相互獨立進行，不再是單方的帶動和促進關(guān)系

7、，而是兩者在技術(shù)、產(chǎn)品、管理等各個層面相互交融，彼此不可分割，而這將催生工業(yè)電子、工業(yè)軟件、工業(yè)信息服務業(yè)等新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從技術(shù)架構(gòu)上來看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、。    上海交通大學對塔式起重機遠程虛擬監(jiān)控建模與運行進行了可視化研究，其利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)塔式起重機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，基于DirectX技術(shù)構(gòu)架虛擬化場景，實現(xiàn)了一個三維、高度逼真、實時交互的監(jiān)控系統(tǒng)。太原科技大學研發(fā)了一種多臺塔式起重機遠程動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于WEB實現(xiàn)多臺塔式起重機的遠濕度傳感

8、器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源，其主要功能是識別物體和采集信息。網(wǎng)絡層由各種私有網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、有線和無線通信網(wǎng)、網(wǎng)絡管理系統(tǒng)和云計算平臺等組成，相當于人的神經(jīng)中樞和大腦，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，主要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應用領(lǐng)域內(nèi)，目前，綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測等各個行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應用的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累了一些成功的

9、案例。2 起重機動態(tài)監(jiān)管起重機的動態(tài)監(jiān)管是指在起重機整個運行壽命周期中，為準確掌握起重機的使用狀態(tài)，由各級安全監(jiān)察部門和監(jiān)督檢驗單位通過現(xiàn)場安全監(jiān)察和強制檢驗，采用現(xiàn)代化科技手段和管理手段，依法對特種設備安全狀況進行實時跟蹤管理的全過程。這一過程中主要應用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段包括RFID技術(shù)、GIS技術(shù)、傳感器技術(shù)、M2M技術(shù)以及智能處理技術(shù)等。動態(tài)監(jiān)管技術(shù)在起重機中的應用主要體現(xiàn)在四個方面。2.1 運行狀態(tài)監(jiān)控對于起重機運行狀態(tài)量的監(jiān)控主要依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的傳感器技術(shù)和GIS技術(shù)等，監(jiān)控的起重機主要運行狀態(tài)量包括起重量、起重力矩、起升高度、大小車運行位置以及各種安全保護裝置工作情況等。國家標準G

10、B/T282642012起重機械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中規(guī)定了起重機運行狀態(tài)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的構(gòu)成、性能要求、試驗方法和系統(tǒng)的檢驗等。該系統(tǒng)作為起重機電控系統(tǒng)的一種功能要求，大部分狀態(tài)量的獲取都需要依靠傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。     上海交通大學對塔式起重機遠程虛擬監(jiān)控建模與運行進行了可視化研究，其利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開發(fā)塔式起重機遠程監(jiān)控系統(tǒng)，基于DirectX技術(shù)構(gòu)架虛擬化場景，實現(xiàn)了一個三維、高度逼真、實時交互的監(jiān)控系統(tǒng)。太原科技大學研發(fā)了一種多臺塔式起重機遠程動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于WEB實現(xiàn)多臺塔式起重機的遠程動態(tài)監(jiān)控，通過該系統(tǒng)可實現(xiàn)多臺塔式起重機網(wǎng)絡化

11、動態(tài)監(jiān)控，然后通過無線通信技術(shù)、信源壓縮編碼、信源編碼技術(shù)的應用，可有效實現(xiàn)多臺塔式起重機的集中管理。西南交通大學設計的橋門式起重機智能監(jiān)控系統(tǒng)，是一種基于AT89C5131的智能監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實時測量和記錄起重機的作業(yè)參數(shù)，對起重機運動部件的位置和鋼絲繩傾擺角進行監(jiān)控。浙江省特種設備檢驗研究院研制了一種橋門式起重機智能控制及GPRS監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可記錄起重機的運行狀態(tài)，同時具有設置檢查項功能、黑匣子功能和GPRS遠程數(shù)據(jù)傳輸功能。2.2 金屬結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控金屬結(jié)構(gòu)作為起重機工作時的承載結(jié)構(gòu)，其受力狀態(tài)和損傷程度關(guān)系著整機的使用安全。對于起重機金屬結(jié)構(gòu)的狀態(tài)監(jiān)控，主要依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的傳感

12、器技術(shù)，同時結(jié)合了傳統(tǒng)壓電傳感器、光纖光柵傳感器以及聲發(fā)射等無損檢測方法。中國特種設備檢測研究院設計并開發(fā)了一種大型起重機健康監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括光纖傳感子系統(tǒng)、解調(diào)子系統(tǒng)、健康監(jiān)測診斷與管理子系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)可以可靠、安全、方便地對起重機的結(jié)構(gòu)應力數(shù)據(jù)進行采集，實現(xiàn)在各種環(huán)境下的起重機結(jié)構(gòu)長期實時監(jiān)測。天津港進行了基于虛擬儀器技術(shù)的岸橋應力監(jiān)控系統(tǒng)設計，該系統(tǒng)以Labview軟件為開發(fā)平臺，是結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡進行的一種岸橋金屬結(jié)構(gòu)應力監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)岸橋鋼結(jié)構(gòu)重點部位應力應變信號的高速同步采集和實時監(jiān)測與分析等功能。2.3 人機互認管理系統(tǒng)起重機的人機互認管理系統(tǒng)主要依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的R

13、FID技術(shù)和傳感器技術(shù)來實現(xiàn)人與機器之間的智能識別，可從技術(shù)上保證操作人員與起重機的一一對應關(guān)系。南京市特種設備安全監(jiān)督檢驗研究院研發(fā)的基于物聯(lián)網(wǎng)的起重機人機互認監(jiān)控系統(tǒng)，利用RFID自動識別技術(shù)來對起重機作業(yè)人員實施身份識別，并根據(jù)人員身份對起重機進行控制，從而實現(xiàn)起重機的正常作業(yè)、檢修運行的監(jiān)控管理。管理員、點檢員和操作工進入起重機后，首先要通過RFID身份識別裝置進行身份權(quán)限識別，不同的身份權(quán)限可以進行不同的起重機操作，在起重機作業(yè)人員通過身份識別后才可開啟起重機，實現(xiàn)正常的起重機作業(yè)。當管理人員登陸鎖定起重機后，其。    他人員均不可再登陸，直

14、到管理人員解除鎖定。管理人員可摘自：畢業(yè)論文下載以授予不同作業(yè)人員的起重機操作權(quán)限。上海智大電子有限公司研制了一種基于AVR單片機的起重機操作檢測裝置，其利用AVR單片機ATmega16為處理器進行起重機操作的規(guī)范監(jiān)測，可實時監(jiān)測起重機的操作規(guī)范，并記錄違規(guī)操作的類型和發(fā)生的時間。2.4 故障識別診斷技術(shù)對起重機的故障識別診斷，首先需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的傳感器技術(shù)獲得起重機的狀態(tài)量，再依靠神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)等智能技術(shù)對獲取的狀態(tài)量數(shù)據(jù)進行處理，從而實現(xiàn)故障的預期識別與診斷。Sparrows集團開發(fā)的“MIPEG起重機監(jiān)控系統(tǒng)”不僅能監(jiān)測和記錄起重機的負荷數(shù)據(jù)，還可以對數(shù)據(jù)進行分析，并在出現(xiàn)故障

15、時發(fā)出警告，同時還具有3D限制回轉(zhuǎn)操作顯示器。韓軍等人利用神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)診斷橋式起重機軸承故障，其根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡的滾動軸承故障振動診斷技術(shù)，并利用信號的時域特征參數(shù)和頻域特征參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入信號，從而建立了一種故障診斷系統(tǒng)并進行試驗。3 結(jié) 語目前，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的起重機動態(tài)監(jiān)管主要集中應用在運行狀態(tài)監(jiān)控、金屬結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)控、人機互認管理以及故障識別診斷等四個方面，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含的內(nèi)容十分廣泛，并在不斷的發(fā)展之中。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益發(fā)展，今后可以從以下幾個方面進行更加完善的起重機動態(tài)監(jiān)控：（1） 云計算、云存儲技術(shù)的使用。云計算和云存儲是一種通過互聯(lián)網(wǎng)方式提供的動態(tài)可伸縮虛擬化資源的計

16、算和存儲模式。通過該模式在起重機動態(tài)監(jiān)控中的應用，可以節(jié)省起重機的本地資源，實現(xiàn)各臺起重機之間的數(shù)據(jù)交換和對比，防止本地數(shù)據(jù)丟失，保證動態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)的安全和長期性。（2） 多網(wǎng)融合技術(shù)的使用。目前，起重機的動態(tài)監(jiān)控多使用ZigBee等低速短距離無線傳輸方式，而包括電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)在內(nèi)的相互滲透和兼容的多網(wǎng)融合技術(shù)，則可形成統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡與物聯(lián)網(wǎng)的互相結(jié)合，將使動態(tài)監(jiān)控更加快捷和便利。（3） 人工智能的使用。人工智能是使用計算機來模擬人的某些思維過程和智能行為，主要包括計算機實現(xiàn)智能的原理來制造類似于人腦智能的計算機，使計算機能實現(xiàn)更高層次的應用。在起重機動態(tài)故障診斷中，采用人工智能，可以使故障預判行為更加合理和科學。參 考 文 獻國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.“十二五”特種設備安全與節(jié)能發(fā)展規(guī)劃R.2012.國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.大型起重機械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)實施方案R.2011.3許成.基于AVR單片機的起重機操作監(jiān)測裝置J.中國高新技術(shù)