随着现代化建设的步伐不断加快,像高速的铁路建设、大型电厂建设这样的大型施工项目也层出不穷。这些大型施工项目中,各式各样的起重机扮演着至关重要的角色。而随着各种起重环境的复杂与起重对象的不同,就需要使用不同的起重作业模式进行起重作业,比如双机抬吊作业,而这种多起重机配合作业属于高危作业模式,目前还没有很好的针对这种作业模式的安全监测系统。本文针对双机抬吊这种起重机作业模式设计了双机抬吊安全监测系统,可以有效的预防安全事故的发生,辅助施工人员安全顺利完成作业任务。本文介绍了双机抬吊的概况,针对这种起重作业模式进行了的系统硬件设计和软件算法设计。首先进行了系统设计的基本理论的分析,包括惯性传感器检测原理、常用惯性坐标系理论、姿态表示与姿态解算的方法。然后叙述了硬件电路的设计,选取STM32F103C8T6微处理器为中心搭建硬件平台,传感器使用MPU-6050和HMC5883L,使用无线射频和蓝牙模块进行通信,选用Android终端作为显示上位机。软件系统设计中,分析了各传感器的误差模型,提出了使用卡尔曼滤波算法融合三个传感器数据进行姿态解算,并且完成了微处理器程序的编写和Android应用程序的实现。最后,在实验室搭建测试系统和测试设备,在实验室条件下分别对测试系统进行了静态检测和模拟吊钩运动测试。本系统在进行了实验室测试后,还进行了起重机作业施工现场的测试。结果表明,通过使用监测系统,吊车司机与起重指挥人员能够更精确的调整吊车位置,实现了对起重机选型的精细化,节约了成本,有效避免了吊索的倾斜,大幅度的提高的吊装过程的安全性。