近年来随着建筑行业规模的增长和生产自动化水平的提高,塔式起重机作为现代建筑施工中不可或缺的大型起重吊装机械被广泛应用。同时由于施工现场环境复杂和安全监控设备智能化程度欠缺等因素,致使塔机安全事故频繁发生,造成人员伤亡和财产损失。在上述背景下,为有效减少塔机在作业过程中事故的发生以及提高塔机各项安全系数,本文针对塔机作业过程中存在的安全隐患问题对塔式起重机安全监控系统进行研究,主要研究内容如下:（1）针对本系统应用场景,分析塔机安全监控系统的监测参数方案与功能需求,设计了一种基于物联网三层体系架构的塔机安全监控系统。对监控终端的软硬件进行详细设计,在硬件方面,采用STM32F103RCT6作为主控单元,完成了信号调理电路、电源电路和存储电路等关键硬件电路的设计,通过远距离低功耗的Lo Ra无线通信技术完成塔机间数据交互,利用4G无线模块将塔机作业状态数据传输至远程监控中心;在软件方面,移植Free RTOS实时操作系统进行多任务调度,根据系统功能完成任务的划分与设计,通过监控终端的图形化交互界面的设计满足了人机交互的需求。（2）针对塔式起重机实际作业过程中可能发生的碰撞情况进行分析,设计了一种基于动态位置信息的防碰撞算法,实现了对塔机交叉作业过程中的碰撞危险实时判断和有效预警。针对塔机负载的定位防摆控制问题,采用拉格朗日方程建立了塔式起重机动力学模型,提出一种基于改进差分进化算法优化的控制策略,并基于Matlab/Simulink仿真平台进行验证分析,结果表明,该方法能够提升塔机的运输效率,有效抑制负载摆动。考虑到塔机复杂的作业环境会对监控系统的信号采集造成干扰,提出一种限幅滤波与递推加权平均滤波相结合的数字滤波算法,提高了监控系统的稳定性和可靠性。（3）为验证塔式起重机安全监控系统的性能,对数字滤波算法和Lo Ra通信质量进行测试,测试结果表明所设计的监控系统通信稳定可靠,数据采集的平稳性与准确性高。综合系统开发过程和最终测试结果,本文所设计的塔式起重机安全监控系统实现了对塔机工作状态的实时有效监控,运行可靠稳定,具有良好的实用性和推广价值。