塔机监控系统数据传输方法及工程应用

作     者：冯玉祥 

作者单位：武汉轻工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：叶建平

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：塔机 远程监控 数据传输 流式套接字 

摘      要：目前,塔机监控管理系统大多分为监控终端和远程监控中心两个模块,监控终端负责将塔机运行参数以图形和文字的形式展现给塔机司机,并将塔机运行参数传输到远程监控中心,远程监控中心对收到数据进行处理和显示,从而达到远程监控的目的。实现远程监控的核心是数据传输,但目前很少有人对塔机数据传输系统进行研究,导致大部分塔机远程监控系统性能参差不齐,数据传输时效性差、效率低、传输不稳定,甚至不能保证数据的完整性。塔机数据传输系统性能的优劣决定了远程监控中心进行动态化监控的质量水平,本文针对塔机数据传输系统进行研究和设计,以提高整个监控系统的监控管理水平。通过分析塔机监控系统现状,根据工程实际需求,对基于数据传输的塔机监控系统进行了总体结构分析,提出了基于数据传输的塔机监控系统总体架构。为了实现系统的可扩展性,总体架构由塔机监控终端、云端和远程塔机综合管理系统三层组成。为了提高工程实践中系统的可靠性,系统在软件结构上采用广泛使用的MVC架构模式。另外,针对塔机监测数据和图片数据的耦合,提出了将图片传输与监测数据传输分解为两个独立模块的解耦方法。根据监控系统要求,分析了数据传输系统的需求,确定了数据传输系统的功能,根据功能设计了数据传输系统的类图和数据传输模型以及各个功能模块协调工作方式和功能模块中数据的流向。以国标《塔式起重机安全监控系统及数据传输》为基础,根据工程实际需要扩展制定了数据传输协议结构。根据设计的类图和数据传输协议,采用流式套接字的TCP连接协议对数据传输系统功能进行了开发实现。对设计开发的数据传输系统进行了功能测试,实现了塔机监控系统终端通过5G无线网络将数据传输到远程塔机综合管理系统,实现了数据传输的完整性、实时性和可靠性。最终将数据传输系统集成到实际工程应用系统进行测试以及工程应用,实现了塔机的远程实时监控,从而保证了远程动态化监控。