基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的提升機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題 目 學(xué) 院 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 級(jí) 指導(dǎo)教師 畢業(yè)教務(wù)處制表畢業(yè)學(xué)生姓名： xx填寫(xiě) 學(xué)號(hào)： xx填寫(xiě) 專(zhuān)業(yè)： xx填寫(xiě) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫(xiě)作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。） 指導(dǎo)教師結(jié)論： （合格、不合格）指導(dǎo)教師姓名所在單位指導(dǎo)時(shí)間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱意見(jiàn)表 學(xué)生姓名： xx填寫(xiě) 學(xué)號(hào)： xx填寫(xiě) 專(zhuān)業(yè)： xx填寫(xiě) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究 評(píng)閱意見(jiàn)：

2、（請(qǐng)對(duì)論文的學(xué)術(shù)水平做出簡(jiǎn)要評(píng)述。包括選題意義；文獻(xiàn)資料的掌握；所用資料、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和計(jì)算數(shù)據(jù)的可靠性；寫(xiě)作規(guī)范和邏輯性；文獻(xiàn)引用的規(guī)范性等。還須明確指出論文中存在的問(wèn)題和不足之處。）修改意見(jiàn)：（針對(duì)上面提出的問(wèn)題和不足之處提出具體修改意見(jiàn)。評(píng)閱成績(jī)合格，并可不用修改直接參加答辯的不必填此意見(jiàn)。）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱成績(jī) （百分制）： 評(píng)閱結(jié)論： （同意答辯、不同意答辯、修改后答辯）評(píng)閱人姓名所在單位評(píng)閱時(shí)間論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的本科畢業(yè)論文農(nóng)村宅基地測(cè)量技術(shù)研究，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。論文中引用他人的文獻(xiàn)、資料均已明確注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人

3、獨(dú)立完成，不包含他人成果及使用過(guò)的材料。對(duì)論文的完成提供過(guò)幫助的有關(guān)人員已在文中說(shuō)明并致以謝意。本人所呈交的本科畢業(yè)論文沒(méi)有違反學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，沒(méi)有侵權(quán)行為，并愿意承擔(dān)由此而產(chǎn)生的法律責(zé)任和法律后果。 論文作者（簽字）： xx填寫(xiě)日期：xx填寫(xiě)年月日題目：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的提升機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)摘 ?要：傳統(tǒng)的提升機(jī)采用接觸器式電控方式，沒(méi)有對(duì)提升機(jī)實(shí)行監(jiān)測(cè)控制，無(wú)法和其他控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和集成控制?；诖?，本文介紹一種新型提升機(jī)，其遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由4個(gè)部分組成：提升機(jī)附加多組傳感器、以單片機(jī)為控制核心的電控柜、前、后端服務(wù)器和移動(dòng)端監(jiān)控APP。利用傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)并構(gòu)建軟件體系，使

4、得用戶可以通過(guò)前端網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行提升機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的查詢和遠(yuǎn)程控制。通過(guò)將多臺(tái)提升機(jī)連入物聯(lián)網(wǎng)，在進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的同時(shí)還可以收集存儲(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行事后的性能分析、售后優(yōu)化、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能。結(jié)果表明，該系統(tǒng)可自動(dòng)運(yùn)行，能夠完成檢測(cè)和控制功能，收集的數(shù)據(jù)可供統(tǒng)計(jì)分析，優(yōu)化提升機(jī)性能。關(guān)鍵詞：提升機(jī);物聯(lián)網(wǎng);遠(yuǎn)程控制;數(shù)據(jù)庫(kù);JAVA;單片機(jī)1背景近年來(lái)，我國(guó)建設(shè)發(fā)展迅速，提升機(jī)設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于建筑、火電、化工、風(fēng)電、船舶等多個(gè)領(lǐng)域。提升機(jī)主要分為卷?yè)P(yáng)式和爬升式兩種，本文主要針對(duì)爬升式涉及的領(lǐng)域和使用場(chǎng)景進(jìn)行相關(guān)開(kāi)發(fā)和研究1-3。在高空作業(yè)方面，爬升式提升機(jī)可搭載工作人員，可見(jiàn)提升機(jī)的正常運(yùn)行直接影響到

5、工程質(zhì)量和生產(chǎn)人員的安全4;在火電、化工方面，提升機(jī)主要應(yīng)用于鍋爐檢修，鍋爐檢修現(xiàn)大多以人工檢修為主，人身安全至關(guān)重要。其他方面，提升機(jī)使用也日益增加。目前的提升機(jī)保護(hù)系統(tǒng)存在如下缺陷：（1）只能被動(dòng)保護(hù)，無(wú)法提前預(yù)知問(wèn)題，沒(méi)有預(yù)警能力;（2）無(wú)法做到故障追憶和數(shù)據(jù)上傳，生產(chǎn)廠家無(wú)法針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行設(shè)備升級(jí)改進(jìn);（3）出現(xiàn)問(wèn)題只能現(xiàn)場(chǎng)控制，而現(xiàn)場(chǎng)控制會(huì)受到技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)條件的雙重制約。隨著物聯(lián)網(wǎng)理念的興起和相關(guān)技術(shù)的成熟，建立一套基于物聯(lián)網(wǎng)的提升機(jī)檢測(cè)與控制系統(tǒng)5。將提升機(jī)納入網(wǎng)絡(luò)，工作人員就可以同時(shí)對(duì)多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)數(shù)據(jù)的走勢(shì)提前發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)，并在必要時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)授權(quán)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制;生產(chǎn)的各

6、大廠商可以調(diào)取歷史運(yùn)行狀態(tài)記錄和故障數(shù)據(jù)記錄，對(duì)提升機(jī)出現(xiàn)的故障進(jìn)行針對(duì)性的維護(hù)，大大提高了提升機(jī)各種運(yùn)行的管理效率和運(yùn)行可靠性。如利用物聯(lián)網(wǎng)還可以搭載攝像頭，對(duì)鍋爐內(nèi)部先遠(yuǎn)程查看，或者工作人員佩戴無(wú)屏幕的智能頭盔與遠(yuǎn)程云維護(hù)專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)多方位協(xié)作。2項(xiàng)目架構(gòu)提升機(jī)檢測(cè)與控制系統(tǒng)通過(guò)自主環(huán)境交互的智能體基于物聯(lián)網(wǎng)軟件結(jié)構(gòu)體系實(shí)現(xiàn)，物端的智能體有三個(gè)層次：物理層、感知控制層和應(yīng)用層：（1）物理層包括采集提升機(jī)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的傳感器、控制開(kāi)關(guān)量的電磁繼電器和其物理模型;（2）感知控制層包括單片機(jī)芯片、數(shù)據(jù)整合處理和故障在線分析的感知控制模型;（3）應(yīng)用層包括提供向云端可供解析應(yīng)用需求的接口

7、，為管理層提供檢測(cè)的客觀數(shù)據(jù)，選擇需要的、合理的決策應(yīng)用模型。在程序組成上包括單片機(jī)底層嵌入式系統(tǒng)、多重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)、TCP服務(wù)器和Web服務(wù)器6。通過(guò)數(shù)據(jù)的交互分析，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，形成自適應(yīng)智能診斷系統(tǒng)。（如圖1）2.1高效的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)該系統(tǒng)分為芯片、程序和硬件三個(gè)層面。芯片級(jí)采用STM32M3系列中的F103型號(hào)，系統(tǒng)的最底層，也就是單片機(jī)的運(yùn)行主程序，是通過(guò)使用C語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)的，具有較強(qiáng)的開(kāi)發(fā)性。通過(guò)單片機(jī)開(kāi)發(fā)的程序負(fù)責(zé)收集各類(lèi)傳感器采集的信號(hào)，然后將信號(hào)處理并打包并通過(guò)芯片的網(wǎng)絡(luò)通信模組發(fā)送出到相關(guān)通道7，硬件多以開(kāi)發(fā)或選擇低功耗元器件。（如圖2）2.2TCP服務(wù)器處理MCU發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)

8、據(jù)，將有效數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，另外可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全，使用java語(yǔ)言搭建整個(gè)系統(tǒng)。在服務(wù)器后端邏輯的構(gòu)建中。TCP服務(wù)器大多以后臺(tái)服務(wù)的形式存在。2.3Web服務(wù)器Web服務(wù)器與客戶直接交互，窗口程度高，具有較好的直觀性和操作性;使用者通過(guò)直觀網(wǎng)頁(yè)獲取設(shè)備的運(yùn)行信息。網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器的前端使用的是xml、html和CSS樣式文件三種組合的形式搭建可視化網(wǎng)頁(yè)，后端使用JavaScript語(yǔ)言編寫(xiě)邏輯。2.4MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存在多張數(shù)據(jù)表，包括各種設(shè)備的信息表，對(duì)于同一數(shù)據(jù)表，TCP服務(wù)器和Web服務(wù)器可以共同訪問(wèn)并操作設(shè)備的數(shù)據(jù)表，另外為了保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全和整潔，需要在T

9、CP服務(wù)器中進(jìn)行定時(shí)清倉(cāng)工作，將過(guò)于久遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除。利用基礎(chǔ)的“更刪改查”四種方式SQL語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有操作，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。3 數(shù)據(jù)路徑分析任何一個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，其根本原理都是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列操作：從無(wú)到有實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器各類(lèi)信息的采集、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行指定協(xié)議的封裝、將數(shù)據(jù)包遠(yuǎn)程發(fā)送到處理中心、對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析、將數(shù)據(jù)存入庫(kù)中、管理數(shù)據(jù)庫(kù)、將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)取出并展示到相關(guān)頁(yè)面。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸路徑的掌控，就可以描述遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)作方式：3.1數(shù)據(jù)采集使用傳感器的模擬信號(hào)，對(duì)提升機(jī)運(yùn)行或者停止時(shí)的參數(shù)進(jìn)行采集，然后收集提升機(jī)運(yùn)行或者停止時(shí)的數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)程序判斷控制，可以準(zhǔn)確

10、把握提升機(jī)的工作狀態(tài)，從而對(duì)提升機(jī)進(jìn)行維護(hù)。（1）單片機(jī)中利用GPIO上升和下降進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行有效的控制。（2）傳感器模擬量的數(shù)據(jù)采集，需要用到單片機(jī)相應(yīng)的引腳功能，包括串口通訊、AD通訊、SPI通訊和GPIO通訊。3.2數(shù)據(jù)處理將采集到的所有的數(shù)據(jù)根據(jù)已經(jīng)制定好的TCP或UDP數(shù)據(jù)協(xié)議進(jìn)行打包，一般來(lái)說(shuō)，封裝數(shù)據(jù)包之前嵌入式系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)做一次檢查，起到一次預(yù)警的作用。經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后，傳輸?shù)絊TM32，芯片，通過(guò)數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)可靠的工業(yè)互聯(lián)。（圖3）3.3數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)包需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程發(fā)送到處理中心，處理中心可以是一臺(tái)電腦、一臺(tái)云服務(wù)器或是一個(gè)后端接口。使用的通信方式可以是RS232

11、/485有線傳輸、無(wú)線藍(lán)牙、wifi、網(wǎng)絡(luò)傳輸，其中遠(yuǎn)距離傳輸只能使用網(wǎng)絡(luò)傳輸，網(wǎng)絡(luò)傳輸又包括2、3、4G，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中使用較多的還有NB-Iot傳輸，和未來(lái)的5G傳輸。3.4數(shù)據(jù)的入庫(kù)利用B/S或C/S搭建服務(wù)器系統(tǒng)，使用云服務(wù)器或者固定服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)包之后，后臺(tái)服務(wù)器根據(jù)協(xié)議反向解析數(shù)據(jù)包的含義，并將提取出來(lái)的數(shù)據(jù)存入MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，最后轉(zhuǎn)成我們需要的可視化窗口，展示給我們，讓我們了解相關(guān)提升機(jī)信息。3.5數(shù)據(jù)調(diào)取和展示通過(guò)在云端部署的服務(wù)器或者搭建好的固定服務(wù)器都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)段和云端的同步通訊交換，保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定和安全。在一些大型的項(xiàng)目中，一個(gè)云服務(wù)的處理能力可能已經(jīng)無(wú)法滿足要求了，這

12、時(shí)就需要分服務(wù)器。網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器向云端的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送后端請(qǐng)求來(lái)調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)中的某條或多條數(shù)據(jù)，這樣就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的展示，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的8，9。4提升機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施效果4.1提升機(jī)實(shí)施系統(tǒng)通過(guò)上述研究開(kāi)發(fā)可知，提升機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，采用嵌入式供電：實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、低耗供電;遠(yuǎn)程監(jiān)控：底層嵌入式系統(tǒng)和服務(wù)器實(shí)時(shí)并發(fā)管理：提高提升機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)管理效率。4.2提升機(jī)實(shí)施效果（1）通過(guò)維護(hù)人員對(duì)提升機(jī)進(jìn)行針對(duì)性檢測(cè)，不僅極大地節(jié)約定期維護(hù)時(shí)間，提升設(shè)備的有效運(yùn)行時(shí)間，還能夠根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)給出設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)周期和維護(hù)要點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的智能化檢測(cè)控制。（2）遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)對(duì)高空作業(yè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控

13、制，可以方便管理、簡(jiǎn)化檢修維護(hù)步驟、提高設(shè)備運(yùn)行容錯(cuò)率。由此可見(jiàn)，在高空作業(yè)工作平臺(tái)上搭載遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，既是該行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)，也是安全生產(chǎn)的必然要求。參考文獻(xiàn)1 肖驍，戈文祺.電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用解析J.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2017（22）：250-252.2 宋述林.物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品中單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用方式研究J.現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2017，7（22）：64-65+75.3 付永生，金惠昌.提升機(jī)型卷繩機(jī)構(gòu)的研究與改善方法J.建筑機(jī)械化，2018（9）：27-31.4 方孟虎. 基于ARM的高空作業(yè)平臺(tái)控制系統(tǒng)研究D.西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2011.5 高帆，王玉軍，楊露霞.基于物聯(lián)網(wǎng)和運(yùn)行

14、大數(shù)據(jù)的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)診斷J.自動(dòng)化儀表，2018，39（6）：5-8.6 劉銘威，德湘軼.嵌入式TCP/IP協(xié)議單片機(jī)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用J.南方農(nóng)機(jī)，2018，49（11）：122.7 劉婷.傳感器設(shè)計(jì)中應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)的分析J.數(shù)碼設(shè)計(jì)，2017，6（9）：85.8 蔡植善，陳木生，吳仲龍，等.基于單片機(jī)技術(shù)與LabVIEW軟件的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與實(shí)踐J.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2018，16（2）：5-8.9 劉豐年.單片機(jī)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用分析J.信息與電腦（理論版），2018（8）：169-170+173. The traditional hoist adopts contactor ty

15、pe electric control mode， without monitoring and control of the hoist， it is unable to carry out data acquisition and integrated control with other control systems. Based on this， this paper introduces a new type of hoist， and its remote monitoring system is mainly composed of four parts： hoist with

16、 multiple groups of sensors， electric control cabinet with MCU as the control core， front and back-end servers and mobile monitoring app. Using sensor technology， network communication technology and building software system， users can query and remote control hoist operation data through the front-end web page. By connecting multiple hoists to the Internet of things， the operation data can be collected and stored at the same time of monitoring and control， and the performance analysis， after-sales optimization， remote maintenance and other functions can be carried out af