起重机作为一种重要的装卸设备，广泛应用于港口、工厂、建设工地等场所，在国民经济中发挥着重要作用，其主要受力结构在长期交变载荷作用下容易受到刚度不足、应力疲劳、结构不合理等因素影响而出现断裂等故障，导致事故的发生。在金属结构的安全评估中，应力应变往往作为大型机械结构强度最重要的指标。为此，本文研究设计了一种基于时间数字转换技术的起重机应变无线监测系统，以实现起重机运行状态的在线监测，保障其安全运行。　　首先，研究了国内外应变电测技术的发展历史和最新研究成果，对比当前各种应变测量技术的优劣，确定了基于时间—数字转换(TDC: Time Digital Converter)技术的单芯片应变采集方案并设计了系统硬件电路;研究了芯片减小系统时漂和温漂的补偿机制，结合实验测试优化了应变采集的各项参数，并通过悬臂梁动、静态特性测试验证了系统的精确性和稳定性。　　其次，根据起重机应变监测的功能需求与技术要求，确立了系统远程数据传输方案，即采用ZigBee短距离无线通信技术构建星型传感网络，终端应变采集节点采集数据并发送到ZigBee网络协调器节点，而协调器节点上集成的WiFi模块自动将接收到的数据传送到局域网络，最终实现面向网络的起重机的应力应变状态远程在线监控。文中设计了两类功能节点的硬件电路并完成调试，测试表明所设计的无线监测系统能够稳定地完成数据传输并具有自组织、低功耗的优点。　　然后，根据起重机应力应变长期监测的需要，结合ZigBee网络终端节点低功耗的特点，采用太阳能电池板为终端节点提供电能，并设计了相应的锂电池充电电路，有效延长了锂电池的续航时间，保证系统长时间可靠运行。　　最后，开发了应力应变监测系统上位机监控软件。上位机和下位机之间采用TCP/IP通信协议完成数据帧的收发，其中上位机作为客户端，ZigBee-WiFi网关节点作为服务器。上位机监控软件实现了应变数据的实时显示及存储、起重机运行状态显示、危险工况预警等功能。