针对塔吊运行过程中存在的安全隐患问题,本文设计了一种基于ARM处理器和单片机的塔吊安全监控保护综合方案。文中介绍了塔吊安全监控保护系统的基本原理,给出了系统的硬件设计和软件工作方式,建立了基于模糊控制的塔吊运行防摆控制模型,并对模型进行了仿真,给出了塔吊防碰撞控制的算法流程。首先,本文介绍了课题的背景和意义,概述了塔吊监控系统、塔吊防摆及防碰撞算法的国内外研究现状,并对各个厂家的塔吊安全监控系统产品做了比较,然后提出了本文的主要研究内容。其次,在塔吊的机械组成结构和电气组成结构的基础上,分析了基于力矩曲线的塔吊监控系统的基本原理。根据系统需求,提出了一种基于ARM处理器和单片机的塔吊安全监控保护系统解决方案。硬件部分包括人机交互模块、数据存储导出模块、实时时钟模块、无线通信模块、传感器等;软件部分包括数据采集模块、数据处理模块、传感器标定模块、区域保护模块等。重点对硬件设计的依据以及数据存储的算法作了详细介绍。再次,根据拉格朗日方程,分析、建立了塔吊的力学模型,根据模型设计了一种基于模糊控制的塔吊防摆控制器,对塔吊变幅和回转运动时所吊重物的摆角幅度进行了控制。并将该控制器与传统的鲁棒PID控制器作比较,分析和比较了塔吊模型参数变化对两种控制器性能造成的影响;同时研究了塔吊可能发生碰撞的两种具体情况,建立了数学模型,分别提出了对应的防碰撞算法。最后,在实验室环境中针对塔吊监控系统的数据采集精度、超载报警算法以及上位机部分做了测试,给出了测试结果和分析,验证了系统设计的正确性及工作的可靠性。