根据具体项目的需求，龙门吊安全监控系统主要分为以下５大模块：远程状态监测模块、故障诊断模块、数据分析模块、数据库管理模块及其他功能，整个系统功能结构如图2-3所示。

状态监测：状态监测，是本系统的主要功能。通过互联网技术，将采集的起重设备实状态参数推送到远程浏览器端，并以直观简洁的波形图、直方图、实时位移图等方式呈现给用户。远程状态监测及报警处理流程如图2.４所示。远程状态监测是对起重设备关键部位的状态监测，其完成的基本功能包括：实时数据显示、图形显示、预警提示、故障诊断等，并直观展示设备运行的状态。Web浏览器状态报警主要形式有：（１）文字告警：各种不同颜色告警文字有不同含义，每个测点、不同程度的预警都对应不同的颜色，譬如红色代表危险报警，必须停车检查，黄色代表系统或者设备有发生微小故障，可以在设备运行的情况对设备进行检查。（２）语音报警：利用系统预先设置的报警语音进行报警。若不解除报警，报警信息将定时显示，直到报警解除。此外，该模块还提供历史报警存储以及统计查询报警信息的功能，对历史报警信息进行智能化査询、统计与打印

故障诊断：随着互联网的发展，结合Ｗｅｂ数据库存储技术、网络通信技术构建故障诊断系统于Web网络应用中，增强了系统的扩展性、开放性与灵活性。基于故障树的专家诊断系统，主要部分包括：专家系统服务器、数据存储数据库、专家系统知识库以及人机交互界面等。当起重机设备故障时，系统报警提示用户设备异常，如果用户能确认报警信息，则可直接处理异常，如果用户不能及时确认故障类型，系统引导用户进入诊断系统，通过人机交互最后得出诊断拫告，提供故障问题及维修建议，帮助用户及时处理故障，恢复生产。专家系统主体框架如图２－５所示。其具体设计方案将在第三章专家系统设计部分详述。

数据分析：监测数据库中主要保存的是：模拟量、数字量、报警信息、诊断分析信息、振动与应力应变等数据。数据库中保存的这些数据为机组人员对机器的当前运行状况与历史运行状况的分析提供了丰富的信息。数据分析模块提供了时域分析、频域分析、时频分析以及趋势分析等丰富的分析工具，这些工具通过图形、文字、曲线等来帮助用户分析起重机状态。其主要功能框架如图２－６所示。

数据分析主要包括两个方面：一是数据处理，二是数据分析。数据处理主要是通过特征提取各种方法获取起重设备的运行特征参数，提取的特征参数主要有峰峰值、有效值、峭度值等。数据分析主要对设备运行历史数据分析与处理，给用户提供时频域波形、特征趋势分析、历史记录分析等分析工具，为用户直观掌握设备运行的状态提供基本的工具、手段以及显示界面。数据分析框架如图2-7所示。

数据管理：系统数据管理采用管理数据库形式，以监测部位作为最小管理单元，对不同层次上的信息与数据分别管理，以便于系统对数据的操作与访问。系统采集的数据，经预处理后即时向远程端发送，同时存入数据库。数据以表结构的形式存储，不同类型的数据存储在对应的数据表中，以便查找。本系统的数据管理主要是对历史数据和监测系统配置信息实施管理。历史数据主要包括采集的起重机状态数据、根据状态数据提取的特征数据、状态报警信息、故障诊断与分析的结论等，而系统基础信息指的是起重机设备详细信息、传感器基础信息和配置信息以及用户注册信息。对数据库管理，即可根据用户要求，能在数据库中增加或减少状态监测的内容，历史数据的导入与导出，提供数据以用来故障分析等；对知识库可实现规则信息、故障信息与专家建议以及维修方案的管理等。管理员登录系统后，通过浏览器界面提供的按钮，实现对系统数据的管理以及用户注册信息的管理。另外，数据管理模块允许具有最高权限的管理员对系统数据库实施全面管理。即管理员能对数据库中各数据的进行查询、删除、备份与恢复等操作，必要时还可创建信息的数据表以及清除冗余数据，以提高数据库系统响应速度。

用户权限：对于一个系统，在设计好的功能中并不是所有功能允许用户操作，这需要对用户有区别的赋予其系统权限，使具有权限的用户可对系统进行设置、优化等，不具有权限的用户不能对系统进行更改。针对这一需求，系统参与者的主要角色分为普通用户、操作员、工程师、系统管理员，不同权限用户登录系统返回不同的系统首页。用户对系统可执行的操作功能主要为状态监测、数据分析、故障诊断、监测系统配置、数据管理、查询浏览以及基础信息维护等７个部分。用户权限和角色划分如表2.1所示。

     其中，系统管理员具有最高权限，通常为全面了解系统的高级人员，能够执行所有的操作；工程师一般具有丰富的有关起重机的知识与数据分析方法经验，不但能够利用系统提供的分析工具和专家系统分析出起重机隐藏的故障或者即将发生的故障，还能够对起重机进行实时监测与故障诊断，最后还可配置监测参数的报警阈值；操作员通常只需关注起重机运行状态，通过监测页面实时掌握起重机的状态，并能根据专家系统对简单的故障进行初步的诊断；普通人员通常是企业内部和与本系统不相干的人员，进入系统主页只能浏览一些诊断记录起重机状态等基础信息。