桥式起重机广泛应用于厂房内的物料搬运,其中钢包起重机用于钢铁冶炼车间内钢包的起吊、搬运,完成钢铁的冶炼流程。钢包起重机利用吊钩勾住钢包耳轴完成作业,由于钢铁冶炼车间封闭、光线较暗、粉尘多,吊车司机和地面指挥人员的视野有限,若起重机在起吊前,没有及时发现吊钩未在钢包耳轴上就位,则会引起钢包倾覆,引发事故。因此,设计钢包吊钩安全监测系统,对钢铁冶炼车间的安全生产具有重要的意义。为解决以上问题,基于钢包吊钩姿态,设计了一种低延时、低功耗、高精度、高可靠性的监测系统。根据钢包起重机的挂钩起吊原理设计监测系统总体方案,监测系统总体方案设计包括下位机设计和上位机设计。基于三轴加速度计和STM32最小系统板设计系统下位机电路。下位机硬件设计完成了传感器、单片机、无线传输模块、电源模块以及电平转换模块的选型和电路板、外壳封装的设计,实现了数据采集、有线和无线网络组合通信和下位机防护的功能。下位机嵌入式程序控制从机工作模式和休眠模式的互相转换,在理论上降低了从机的功耗,并完成了数据传输协议的制定和数据的初步解析。基于Lab VIEW设计系统上位机,根据吊重系统和下位机的接口参数配置串口模块,利用吊重数据触发监测系统运行。根据下位机数据的格式截取吊钩三轴加速度的字符,计算补码格式的三轴加速度字符,然后通过三角函数计算出姿态角度值。设计了系统安装方案以及工作流程,完成了高温静态漂移实验和车间实验,并设计滤波方法对车间实验数据进行了降噪处理。高温静态漂移实验结果表明,在起重机一个完整的运输周期内该监测系统从机A的漂移量为0.32°,从机B的漂移量为0.11°,系统角度差判别精度为0.5°,满足系统监测要求。车间实验结果表明,当监测系统角度和角度差阈值设为5°时,能够判断吊钩的挂钩状态。经过降噪处理后的实验数据表明,该滤波方法提高了监测系统的稳定性和可靠性,能适应冶炼车间环境。