本文基于 433MHz 无线通信技术，以架桥机实际的工作情况和结构特点，阐述技术开发设计的实际方案和应用落地。并投入使用，经工地验证，达到了设计工作预期。

架桥机作为预制梁片的架设设备，广泛应用于高速铁路及公路建设中。面对着近年来频繁出现的架桥机安全事故，如何提高安全性，成为我们需要解决的目标。因此，需要获取相关的信息对其进行实时监控，以免操作不当酿成事故，造成人员伤亡和经济损失。传统的安全监控系统需要进行电缆铺设，线缆多而且复杂，并且强弱电之间容易产生电磁干扰，系统可靠性较差。随着现代物联网技术的发展，基于无线通信的架桥机安全监控系统成为行业首选。

架桥机安全监控系统按照 GB/T28264-2012《起重机械安全监控管理系统》进行设计开发，分为以下几个部分：信息采集模块、信息处理系统、无线传输系统、控制输出系统和上位机监控系统。这几个部分通过无线网络和 RS485 通信技术链接融合为一体，从而对各项检测数据进行实时显示与监控。整个系统的总体架构框图如图 1 所示。

目前流行的无线通信技术，如 Wi-Fi、Zigbee、蓝牙工作在 2.4GHz 频段，2.4GHz 频段变得日渐拥挤，通信信道相互之间干扰较大，并没有充分发挥无线传感网低功耗、低成本、远距离通信、高信号质量的特点。射频通信技术是一种简单而成熟的无线通信技术，其工作频段避开了拥挤的 2.4GHz，主要为 315MHz、433MHz、868MHz、915MHz，其中 433MHz 频段在我国是属于免许可的 ISM 开放频段。433MHz 无线模块具有绕射能力强，传输数据远，抗干扰能力强、功耗低等优点，适用于传感器数据采集、各种自动化控制等。因此，我公司架桥机安全监控系统采用该通信技术来进行实现。

系统信号源主要有：重量、角度、行程、风速、高度等，分别由各自的传感器来进行采集。

a. 重量及角度 ：分别通过载荷传感器（图 2）及HK-901 倾角传感器（图 3）采集，信号通过 HK-900 多功能数据变送器处理后无线发射给系统监控显示仪 ；

b. 行程 ：通过 HK-902 行程传感器（图 4）采集，信号通过 HK-900 多功能数据变送器处理后无线发射给系统监控显示仪 ；

c. 风速及高度 ：分别通过风速传感器（图 5）及欧姆龙旋转编码器（图 6）采集，然后信号通过 HK-900多功能数据变送器处理后无线发射给系统监控显示仪。

和控 HK-900 多功能数据变送器基于 433MHz 射频通信技术，它具有无线发射、无线接收功能。在架桥机安全监控系统中，它具有以下功能 ：

a. 采集载荷传感器信号，经过处理后通过无线通讯协议发射给监控仪，监控仪通过运算在屏幕上显示每个吊钩的起重量 ；

b. 采样倾角传感器信号，经过处理后通过无线通讯协议发射给监控仪，监控仪通过运算在屏幕上显示被监测点的垂直度和水平度数值 ；

c. 采样行程传感器信号，经过处理后通过无线通讯协议发射给监控仪，监控仪通过运算在屏幕上显示设备走行距离的数值 ；

d. 采集风速传感器信号，经过处理后通过无线通讯协议发射给监控仪，监控仪通过运算在屏幕上显示实时风速 ；

e. 采样旋转编码器信号（旋转编码器通过联轴器固定在卷扬机轴上），经过处理后通过无线通讯协议发射给监控仪，监控仪通过运算在屏幕上显示起吊高度数值 ；

如下图所示，采用昆仑通泰 TCP1162Hi 触摸屏及 HK-900 多功能数据变送器。数据变送器把接收到的传感器信号通过 RS485 总线传送给触摸屏 ；同时，PLC采集的操作面板信号、发出的动作指令、采集来的安全信号，通过 RS485 通信方式，实时上传到触摸屏。在触摸屏上显示所有信息，并间隔 5 到 10 秒钟（间隔时间可调），将所有信息保存一次，触摸屏的存储容量能保证将所有数据存储 30 天。

架桥机安全监控系统软件操作系统采用 WINCE系统，它是可升级的 32 位嵌入式操作系统，封闭性及安全性好，系统成熟，较为稳定，适合工业应用。它由信息实时显示、标定功能、故障指示、历史回顾、数据导出等功能组成。

安全监控系统的主界面显示了设备当前工作的所有信息。当前工况指示了设备当前要做的动作，工况信息由无线采集模块 HK-900 采集实时上传到监控系统，显示并存储。

为了方便功能验证，系统设定了标定功能，可以根据现场情况标定载荷系数和行程系数。故障信息由 PLC 生成实时上传到监控系统进行显示，方便用户查找并排除故障。同时，故障信息在监控系统内实时存储。系统能实时在线查询设备的历史操作信息、故障信息及数据信息（行程、载荷、风速，累计工作时间，工作循环等），并能方便的将设备所存储的历史数据拷贝到 USB 盘上，方便用户分析使用。

基于无线通信的架桥机安全监控系统已在投入使用的架桥机上进行应用。经过现场验证，本监控系统设计布局合理，确保了架桥机工作的安全性。