[发明专利]一种基于ARM的自组织塔吊防碰撞装置

说明书

技术领域

本发明属于电子和通信领域，具体涉及一种基于ARM的自组织塔吊防碰撞装置。

背景技术

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。中国自90年代起有了自己设计的塔吊，但规模较小，一般是几座塔吊或十几座塔吊同时作业，塔吊司机需足够谨慎才能避免塔吊碰撞事故。随着中国经济的高速发展和建筑业的蓬勃，塔吊的用量剧增，中国已发展为世界第一塔吊国。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，且建筑工地为了追求高效，通常坚持夜间作业和长时间连续施工，在天气不好或夜晚来临导致能见度剧减的情况下，或塔吊司机长时间连续工作变得疲惫时，事故发生率还会进一步上升。当时世界上已经存在一套荷兰生成的塔吊防碰产品，中国也生产出仿制荷兰生产的塔吊防碰产品，但普遍存在以下三大缺点：

①各座塔吊通过线缆连接至地面一中央处理器，各自将自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坐标判断其是否有碰撞危险，及时报警预防碰撞，而在建筑工地上，相邻两塔吊通常来自不同公司，却连接至同一中央处理器。

②各座塔吊通过线缆连接至地面一中央处理器。而建筑工地布线错综复杂，环境恶劣，有线连接困难。同时，线缆时常损坏，查出坏线难度大，更换坏线难度大，很大程度上加重了工程成本并延误了工期。

③该吊防碰产品最多连接9座塔吊。在当时的中国工地，几十台塔吊同时作业已很常见，发展到现在，建筑工地常常500台塔吊同时作业，因此，有连接台数上限的塔吊防碰仪器是难以投入使用的。

近几年研发出的现代化的塔吊防碰产品，具有另外两大致命缺点：①该塔吊防碰产品带很大的彩色液晶屏，图形化界面，很多专业数据同时显示，功能强大，操作复杂。②该塔吊防碰产品的成本高昂，接近20000元/套。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种基于ARM的自组织塔吊防碰撞装置。该自组织塔吊防碰撞装置成本低、界面简洁易用的，无共用中央处理器的，基于无线传输、且无塔吊台数上限。

本发明提出一种基于ARM的自组织塔吊防碰撞装置，，由供电模块、主控芯片模块、指示模块、坐标采集模块、显示模块和接口模块组成。

所述供电模块为接口模块、主控芯片模块、指示模块、坐标采集模块和显示模块供电。该供电模块可以通过外接锂电池或USB接口供应5±0.05V电压和3.3±0.05V电压。通过外接锂电池供电具体为通过电压转换芯片(优选LM1084IS-5V)将外接直流电源(优选为6.5V至8.4V)转换成5±0.05V的电压，然后再通过电压转换芯片(优选AMS1117-3V3)将该5V的电压转换成3.3±0.05V的电压，当供电模块通过USB接口供电时，USB接口输入5±0.05V的电压，然后通过电压转换芯片(优选为AMS1117-3V3)将5±0.05V的电压转换成3.3±0.05V的电压。其中5±0.05V电压可为本发明中的接口模块、坐标采集模块和指示模块供电，3.3±0.05V的电压可为本发明中的接口模块、主控芯片模块、指示模块、坐标采集模块和显示模块模块供电。

所述的主控芯片模块包括STM32主控制芯片(优选为STM32F103系列芯片，如STM32F103VCT6芯片，内核为ARM Cortex-M3的32位控制芯片)、晶体振荡回路A8、晶体振荡回路B9、备用电源10(优选为3V纽扣电池)、JTAG接口(Joint Test Action Group联合测试行为组织)和滤波电路。

所述的STM32主控制芯片的引脚PA13和PA14通过连接JTAG接口与JTAG仿真器相连接，其中引脚PA13与JTAG接口的引脚SWDIO相连接，引脚PA14与JTAG接口的引脚SWCLK相连接，通过JTAG接口连接JTAG仿真器，该JTAG仿真器连接接口模块外接的电脑，通过仿真器读取电脑中设定的防碰程序。

STM32主控制芯片的引脚PC14和PC15连接晶体振荡回路A8(优选振荡频率为32.768kHz的晶体振荡器)，通过引脚OSC_IN和OSC_OUT连接晶体振荡回路B9(优选振荡频率为8MHz的晶体振荡器)，所述的晶体振荡回路A8和晶体振荡回路B9为STM32主控制芯片提供精确的时间基准。