针对门机安全监控预警系统实现，开发编辑出了一套多功能、易操作的安全监控平台系统。通过本系统软件，用户从安全监控平台各个界面可以清晰实时地了解门机各个结构的应力，位移与作业中风速情况，可以查询历史数据，并进行统计导出，通过应变、位移、风速值得大小来判断是否要预警信号，并对系统硬件进行测试以及软件操作进行了详细说明，最后对系统进行了实际的测试与结果的分析。

门机安全监控预警系统软件开发

 开发环境简介Microsoft Visual Studio（简称 VS）自身带有 C++语言的编译功能，可视化的集成开发环境，开发环境如图 5.1 所示。

适合开发可视化的应用程序，采用的开发环境也提供了许多的控件，VC++具有特别丰富的组件与开发工具，可以较方便快捷地对程序进行编辑与调试，可利用 App Wizard 向导与 Class Wizard 快速地创建类来创建工程文件，MFC 也提供了丰富的类资源，用户可以根据项目及个人的需要开发应用程序时，通过自己添加控件实现项目所要达到的展示效果。本系统软件设计选择的是 VS2016 环境中的VC++组件进行设计，设计器已经支持 C#

表达式，实现了更好的生命周期管理。在 MFC 中可以使用 MFC 向导 App Wizard 创建应用程序工程，应用程序类型由Dialog based（基于对话框应用程序）、SDI：Single Document Interface（单文档应用程序）、和 MDI：Multiple Documents Interface多文档应用程序）组成。要实现单文档应用程序的功能设计，SDI 几种类需要共同作用，SDI 类之间的关系图如图 5.2 所示。

1）CWin App（应用程序类）；

2）CDocument（文档类）；

3）CSingle Doc Template（文档模板类）；

4）CFrame Wnd（框架窗口类）；

5）CView（视图类）。

系统软件构架

本系统采用的是目前最流行的 Windows 平台应用程序的集成开发环境 Visual Studio2016，语言采用 C++编程，为了更加方便与快捷地查看门机作业工程中各构件的实际情况，本软件设计了非常实用、美观且清晰的界面。系统软件主要以曲线、数值与声光报警的形式显示门座式起重机作业情况下各结构件的正常与异常情况，充分体现监控界面的实时性设计，不同按钮对应相应的程序。安全监控平台的稳定离不开硬件部分等的高度配合，系统软件整体构架如图 5.3 所示。

软件整体设计从以下几方面实施。

   1）实时与传感器进行通信来维护系统的稳定运行和数据的准确传输，可以描绘出传感器所安装在结构件的具体位置、整个设备位置及各类传感器编号等等，能够录入与门机作业相关的信息。

  2）显示门机作业时各项传感器实时的监测数据，也以将待测结构的各项传感器的历史数据以图表和列表的形式进行显示。

  3）实现对采集到的数据进行分类分析处理，实现数据的统计、结构故障的位置识别、结构安全性的预警等，并以数据库的形式给予存储。

4）制定预警阈值，能及时的对可能存在损伤的结构部位进行预警，较为准确的显示出存在隐患的结构件，根据监测数据的变化情况提出控制、应急措施。

  5）系统采样间隔为 0.1s，系统运行稳定，具备开机自检，断电自检和恢复功能。

本系统开发的门座式起重机安全监控预警系统软件包括 5 个界面，即启动界面和主

界面（系统简介界面、应力监控界面、位移风速监控界面、数据显示界面）。启动界面显

示制作单位、登录用户名和密码信息等，启动画面结束后系统进入主界面；主界面包括

功能显示区、系统菜单栏。显示区显示软件 Logo、软件名、系统简介、测试结果等软件相关图片展示；系统菜单栏分块展示各个功能模块，对本系统的各项功能进行分部展示。从左到右依次是软件的步骤流程，每一菜单按钮都对应一个功能模块，以直观的形式做了详细展示，系统菜单栏包括，系统简介、应力监控、位移风速监控、数据显示。

1）启动界面

   系统运行后，软件界面出现系统启动界面，主要展示软件的名称以及用户名、密码

等，保证数据在监控平台的安全性，如图 5.4 所示。

2）系统简介界面

   系统简介主要展示门机作业过程中的实际场景、实际位置，同时对整个系统原理进行了完整的阐述与说明，确保整个系统的实时性与完整性。系统简介界面如图 5.5 所示。

应力监控界面主要包括控制区域、监测区域、报警区域三个区域，实时的监控象鼻梁、臂架、大拉杆、人字架处应力传感器布点位置的应力，并以曲线与数据的形式进行显示，同时在右方设置有报警区域，实时的显示门机在作业过程中结构的应力变化情况，应力监控界面如图 5.6 所示。

4）位移风速监控界面

   位移与风速监控主要由监控区域、报警区域组成。实时的监控转台、臂架处相应传感器布点位置的位移值及整机在作业过程中的风速值和风向情况，并以曲线与数据的形式进行显示，同时在右方设置有报警区域，实时的显示门机在作业过程中结构的位移变化情况和风速风向情况，位移与风速监控页面如图 5.7 所示。

5）数据显示界面

   数据显示部分主要分为功能区、数据统计、数据导出、图表显示和列表显示五个部分。功能区主要展示时间选择和各个功能相应按钮。图表显示主要显示对应时间下的象鼻梁应力曲线、臂架应力曲线、大拉杆应力曲线、人字架应力曲线、转台和臂架的位移曲线、风速曲线。列表显示的第一栏为时间显示，第二至十三栏为相应的应力数据显示，第十四、十五栏分别为转台和臂架的位移数据显示，第十六和十七栏分别为风速和风向数据显示。数据显示界面如图 5.8 所示。

安全监控平台概况

    本系统开发的软件系统安全监控平台可操作性强，可靠性高，稳定性好，本系统软件具有实时的数据显示视图，各测点结构情况曲线、列表显示视图，数据统计与导出存储，预警显示等多种功能。图 5.9 为系统安全监控平台框图。

用户信息管理：主要对用户的个人信息和权限进行管理，包括用户名、密码、权限及更多的详细资料等等。数据采集与传输：主要负责采集门机各结构的应力、位移及作业风速风向信息，经处理与分析进行存储，并将其数据实时的传送至远程数据服务器。数据库管理：整个系统交互的数据处理中心，同时也作为自身与外设数据的交换区域，所有实时数据均保存在自建的文件夹中，便于管理。主要用于整个监控系统门机结构信息数据实时的存储和查询。数据分析处理：作为整个SHM 系统的核心模块，其实现了门机关键部位应变、位移及作业间风速风向的实时显示，同时对门机的健康状况进行了报警设定，若超出报警设定值则给予相应的指示信号。

现场显示：主要负责向现场工作人员显示门机各结构的应变、位移及作业间风速风向情况，并采用声光报警给予紧急情况的提醒。帮助模块：主要向用户提供帮助与介绍系统监控平台的使用说明。系统运行后，软件界面出现系统登录界面，如图 5.10 所示。

登录界面出现后，需要输入用户名和密码，密码和和用户名同时输入成功后，点击确定按钮，程序则进行载入，等待 3 秒的延迟后进入系统主界面。