基於多技術集成的工程機械智能化車載終端的製作方法

2023-05-26 18:12:51

專利名稱：基於多技術集成的工程機械智能化車載終端的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於多技術集成的工程機械智能化車載終端。屬工程機械自動化技術、 設備狀態智能監控技術。
背景技術：
工程機械狀態監測與故障診斷技術是一門了解和掌握工程機械運行過程中的狀態,進而 確定其整體或局部是否正常，以便於早期發現故障、查明原因，並掌握故障發展趨勢的技術。 其目的是避免故障的發生，最大限度地提高工程機械的使用效率。其中狀態監控是指對工程 機械的某些特徵參數(如振動、壓力和溫度等)進行測取,將測定值與正常值進行比較,從而 判斷工程機械工作是否正常；故障診斷是對工程機械發生故障的原因、部位及程度作出判斷， 從而確定維修方案。
目前廣泛使用的有工程機械智能化故障診斷系統，主要是對施工機群實施狀態監控及故 障診斷，為機群工作狀態分析提供依據。未見關於多技術集成的工程機械智能化技術報導。

發明內容
本發明的目的是通過對工程機械故障診斷的各種方法進行分析比較，提供一種基於多技 術集成的工程機械智能化車載終端，構建工程機械故障診斷專家系統模型，並引入人工神經 網絡技術，使得系統具備一定的自學能力。基於ANN的故障診斷技術，就是利用人工神經網
絡分布的方式存儲信息，通過網絡的拓撲結構和權值分布實現非線性的映射，最後利用全局 並行處理實現從輸入層(故障症狀)到輸出層(故障原因)的非線性信息變換。由於神經網 絡具有自學習和能擬合任意連續非線性函數的能力，以及並行處理、全局作用的優點，使得它
在處理非線性問題和在線估計方面有著很強的優勢。
本發明的技術方案是基於多技術集成的工程機械智能化車載終端由遠程控制中心計算 機和與其相連接的設備組成，運行實時監控與遠程故障診斷系統、生態智能駕駛室系統、節
能環保控制系統、用戶掌上可視管理系統、整車自動潤滑系統。
運行實時監控與遠程故障診斷系統包括安裝在車輛上採集車輛工作狀態的車載設備，服 務控制中心，將車載設備採集的車輛工作狀態數據信息通過無線傳輸方式發送給遠程監控中 心計算機的GPRS網絡；車載設備由車載數據採集及傳輸設備組成，車載數據採集及傳輸設備 由GPS車輛定位數據採集模塊、車輛工作狀態數據採集模塊、子系統邏輯控制模塊、無線數 據傳輸模塊、簡訊息傳輸模塊和擴展接口模塊組成，其各模塊之間利用UART連接，分別完成
GPS數據採集、車輛工作狀態數據採集、子系統邏輯控制和GPRS數據傳輸；車輛工作狀態數 據採集模塊利用A/D晶片在邏輯控制模塊的控制下，完成車輛工作狀態數據的採集，邏輯控 制模塊連接無線數據傳輸模塊和簡訊息傳輸模塊，無線數據傳輸模塊和簡訊息傳輸模塊接收 來自邏輯控制模塊的信號並向服務控制中心發送信息，並接收服務控制中心發送的信息向邏 輯控制模塊發送相關指令；所述工程機械定位數據採集模塊、工程機械工作狀態採集模塊連 接邏輯控制模塊、數據採集模塊、工程機械工作狀態採集模塊將挖掘機信息傳輸給邏輯控制 模塊；服務控制中心由網絡通信模塊、簡訊息通信模塊及與之相連接的資料庫模塊組成，數 據庫模塊包括GIS地理信息模塊、Web查詢模塊、報表生成模塊、報警模塊、遠程專家診斷 模塊；具體執行如下步驟
(1) 車載設備採集車輛信息，將信息通過無線通訊網絡發送給服務控制中心；
(2) 服務控制中心處理接收到的數據信息，診斷故障、落實維修，並將指令發送至車載設備。
車載設備上還包括一個與邏輯控制模塊相連接的擴展接口模塊。所述無線數據傳輸模塊 是GPRS模塊，或是CDMA模塊，GSM模塊、PHS模塊，車輛定位模塊為PHS模塊。
工作原理是工程機械上安裝嵌入式數據採集系統和GPS接收機，採集機器的工作數據 和位置信息，並通過遠程無線數據通信網絡傳送到遠程數據監控中心計算機，遠程數據監控 中心計算機以一定的平臺對數據進行處理和發布，而用戶可以通過這個平臺與遠程的工程機 械進行雙向通訊，實現對工程機械的遠程無線監控。同時在此平臺的支持上，還可增加輔助 功能，如故障診斷，狀態預警，GPS導航，售後服務，信息發布等一系列功能指標。
本發明的積極效果是本發明將嵌入式嵌入式數據採集系統、全球定位系統(GPS)、遠 程無線數據通信技術、軟體技術、數字地圖技術和網絡技術結合在一起，工程機械上安裝和 使用本發明GPS智能服務系統可以為金融機構、設備代理方、工程機械製造商和用戶等各個 方面提供極大的便利。GPS智能服務系統可自動傳輸工程機械在工作過程中的主要技術數據。 可以為售後服務部門和工程機械所有者實時遠程提供設備的詳細技術信息，及時了解工程機 械的工作狀況和故障情況等信息。GPS智能服務系統可以對使用工程機械實時精確定位，有 利於售後服務部門及時遠程掌握故障設備的精確位置，保護設備安全。GPS智能服務系統還 可以對用戶的信用進行管理、可以遠程對還款信用不良的購買者進行制約。


圖l是本發明的系統結構圖2是實時監控與遠程故障診斷系統車載數據採集和傳輸系統組成圖； 圖3是實時監控與遠程故障診斷系統服務控制中心系統組成圖4是節能環保控制系統C原理框圖
圖5是用戶掌上可視管理系統D系統網絡拓撲結構圖6是用戶掌上可視管理系統D系統車載終端結構圖。
具體實施例方式
如圖1所示，基於多技術集成的工程機械智能化車載終端把以下幾個技術集成創新，做 成一個車載終端實時監控與遠程故障診斷技術A、生態智能駕駛室技術B、節能環保控制技 術C、用戶掌上可視管理技術D、整車自動潤滑技術E。
由遠程監控中心計算機和與其相連接的l-N車載終端組成，車載終端安裝在工程機械上， 並通過遠程無線數據通信網絡傳送到遠程監控中心計算機，遠程監控中心計算機以一定的平 臺對數據進行處理和發布，而用戶可以通過這個平臺與遠程的工程機械進行雙向通訊，實現 對工程機械的遠程無線監控。車載終端包括嵌入式數據採集系統和GPS接收機，採集機器的 工作數據和位置信息，屬公知技術，故不詳述。
如圖2所示車載數據採集和傳輸系統包括GPS車輛定位數據採集模塊A2、車輛工作狀態 數據採集模塊A3、子系統邏輯控制模塊A1、無線數據傳輸模塊A5、簡訊息傳輸模塊A6和擴 展接口模kA4組成，其各模塊之間利用UART連接，分別完成GPS數據採集、車輛工作狀態 數據採集、子系統邏輯控制和GPRS數據傳輸；車輛工作狀態數據採集模塊利用A/D晶片在邏 輯控制模塊的控制下，完成車輛工作狀態數據的採集，邏輯控制模塊A1連接無線數據傳輸模 塊A5和簡訊息傳輸模塊A6，無線數據傳輸模塊A5和簡訊息傳輸模塊A6接收來自邏輯控制 模塊A1的信號並向計算機服務控制中心發送信息，並接收服務控制中心發送的信息向邏輯控 制模塊A1發送相關指令；所述車輛定位數據採集模塊A2、挖掘機工作狀態採集模塊A3連接 邏輯控制模塊A1、數據採集模塊A2、車輛工作狀態數據採集模塊A3將車輛信息傳輸給邏輯 控制模塊A1;如圖3所示，服務控制中心由網絡通信模塊A7、簡訊息通信模塊A8及與之相 連接的資料庫模塊A9組成，資料庫模塊包括GIS地理信息模塊AIO、 Web査詢模塊All、報 表生成模塊A12、報警模塊A13、遠程專家診斷模塊A14;具體執行如下步驟
(1) 車載設備採集車輛信息，將信息通過無線通訊網絡發送給服務控制中心；
(2) 服務控制中心處理接收到的數據信息，診斷故障、落實維修，並將指令發送至車載設備。
在本實施例中，生態智能駕駛室系統B採用本申請人己授權的200610088462. 9專利，在 駕駛室內安裝空調機、加溼器、負氧離子發生器及殺菌除塵/消除異味裝置'既不影響駕駛員 的操作又可以保持室內空氣品質良好，為駕駛員長時間工作提供良好的工作環境，有利健康， 也有利安全生產。
節能環保控制系統C採用本申請人己授權的200520076214. 3專利，如圖4所示，節能環 保控制系統，它包括計算機，分布在工程機械上不同位置，將負載、速度及功率模式等數據 信號傳輸給計算機的傳感器和開關、監控器。在中央微處理器內設定有重負荷挖掘模式、標. 準功率模式，輕載作業模式、普通作業模式；它還包括一個與發動機相連的用於監控發動機 燃油的傳感器，油門傳感器與燃油調節器相連將燃油調節器狀況傳遞給計算機處理，對工程 ^l械的工作狀態進行瞬時檢測調整，使工程機械始終保持在功率匹配最佳的狀況下工作，從 而達到節油5%，減少尾氣汙染排放60%的作用。
整車自動潤滑系統E採用本申請人已授權的200620076937.8專利。它是在工程機械 的底板上安裝潤滑脂泵，將高壓潤滑脂經過濾脂器過濾後輸送到安裝在耳板上的分配器，主 分配器再輸送到高壓分配器和低分配器。根據整車各潤滑點的不同壓力，由高低分配通過油 管將不同壓力的潤滑脂輸送到全部潤滑點油嘴進行潤滑，裝在駕駛室中的油表使駕駛員隨時 掌握潤滑脂的壓力，控制器自動控制潤滑脂的壓力，當壓力超過控制器設定的安全值時，控 制器自動切斷潤滑脂泵，低於該設置壓力時又及時啟動，使整車始終在良好的潤滑的狀態下 工作，延長壽命。
用戶掌上可視管理系統D採用已公開的200610088460. X技術方案。屬於通訊技術和網絡 技術領域，
如圖5、圖6所示，通訊伺服器Dl通過數字電路D2和通訊運行商進行聯網，通訊運行 商通過無線設備和車載終端D3連接，車載終端D3由通訊模塊D5、控制模塊D6、高清晰攝像 頭D7組成，安裝在車輛上，利用無線網絡D8將高清晰攝像頭D7拍攝的圖片數據DS傳遞到 通訊伺服器A，通訊伺服器Dl將圖片信息發送到用戶手機D9上，高清晰攝像頭D7通過無線 網絡同後臺通訊伺服器傳遞數據信息，用戶可以向通訊伺服器發送指令以返回設備的各種參 數。優點是用戶可以遠程隨時了解設備運行情況。
用戶掌上可視管理系統D中的數字電路D2為DDN線路、或VPN線路、或VPDN線路，無 線通訊網絡D8利用GPRS、 CDMA、 PHS、 GSM網絡和未來出現的利用3G等技術的無線網絡，視 頻數據的傳遞經過壓縮傳遞，通訊伺服器D1由CPU、至少一個寄存器、至少一個存儲器組成。
權利要求
1、一種基於多技術集成的工程機械智能化車載終端，其特徵是由遠程監控中心計算機和與其相連接的設備組成，運行實時監控與遠程故障診斷系統A、生態智能駕駛室系統B、節能環保控制系統C、用戶掌上可視管理系統D、整車自動潤滑系統E。
2、 根據權利要求l所述的基於多技術集成的工程機械智能化車載終端，其特徵是運行實 時監控與遠程故障診斷系統A，它包括安裝在車輛上的車載設備，服務控制中心，將車載設 備採集的車輛工作狀態數據信息通過無線傳輸方式發送給服務控制中心的GPRS網絡；車載設 備由嵌入式數據採集系統和GPS接收機組成，車載數據採集和GPS接收機包括GPS車輛定位 數據採集模塊(A2)、車輛工作狀態數據採集模塊(A3)、子系統邏輯控制模塊(Al)、無線數 據傳輸模塊(A5)、簡訊息傳輸模塊(A6)和擴展接口模塊(A4)組成，其各模塊之間利用 UART連接，分別完成GPS數據釆集、車輛工作狀態數據採集、子系統邏輯控制和GPRS數據 傳輸；車輛工作狀態數據採集模塊利用A/D晶片在邏輯控制模塊的控制下，完成車輛工作狀 態數據的採集，邏輯控制模塊(Al)連接無線數據傳輸模塊(A5)和簡訊息傳輸模塊(A6)， 無線數據傳輸模塊(A5)，簡訊息傳輸模塊(A6)接收來自邏輯控制模塊(Al)的信號並向 服務控制中心發送信息，並接收服務控制中心發送的信息向邏輯控制模塊(Al)發送相關指 令；所述工程機械定位數據採集模塊(A2)、工程機械工作狀態採集模塊(A3)連接邏輯控制 模塊(Al)、數據採集模塊(A2)、工程機械工作狀態採集(A3)將挖掘機信息傳輸給邏輯控 制模塊(Al);服務中心由網絡通信模塊(A7)、簡訊息通信模塊(A8)及與之相連接的數據 庫模塊(A9)組成，資料庫模塊包括GIS地理信息模塊(AIO)、 Web査詢模塊(All)、報表 生成模塊(A12)、報警模塊(A13)、遠程專家診斷模塊(A14);具體執行如下步驟-(1) 車載設備採集車輛信息，將信息通過無線通訊網絡發送給服務中心計算機；(2) 服務中心計算機處理接收到的數據信息，診斷故障、落實維修，並將指令發送至車 載設備。
3、 根據權利要求1所述的基於多技術集成的工程機械智能化車載終端，其特徵是節能 環保控制系統C，它包括計算^1，分布在挖掘機不同位置將負載、速度及功率模式數據信號 傳輸給計算機的傳感器和開關、監控器，在中央微處理器內設定有重負荷挖掘模式、標準功 率模式，輕載作業模式、普通作業模式；它還包括一個與發動機相連的用於監控發動機燃油 的傳感器，油門傳感器與燃油調節器相連將燃油調節器狀況傳遞給計算機處理，對挖掘機的工作狀態進行瞬時檢測調整。
4、 根據權利要求1所述一種基於多技術集成的工程機械智能化車載終端，其特徵是用戶掌上可視管理系統D，由通訊伺服器(D1)通過數字電路(D2)和通訊運行商進行聯網，通訊運行商通過無線設備和車載終端(D3)連接，車載終端(D3)由通訊模塊(D5)、控制模塊(D6)、 高清晰攝像頭(D7)組成，安裝在車輛上，利用無線網絡(D8)將高清晰攝像頭(D7)拍攝的圖片數據傳遞到通訊伺服器(D1)，通訊伺服器(D1)將圖片信息發送到用戶手機(D9)上，高清晰攝 像頭(D7)通過無線通訊網絡(D8)同後臺通訊伺服器傳遞數據信息。
5、根據權利要求1或4所述的挖掘機遠程實時監控及故障診斷系統A，其特徵是用戶 掌上可視管理系統D中的數字電路(D2)為DDN線路、或VPN線路、或VPDN線路，無線通訊網絡(D8)利用GPRS、 CDMA、 PHS、 GSM網絡和未來出現的利用3G等技術的無線網絡，視頻數據的傳遞經過壓縮傳遞，通訊伺服器(D1)由CPU、至少一個寄存器、至少一個存儲器組成。
全文摘要
本發明公開了一種基於多技術集成的工程機械智能化車載終端。屬工程機械自動化技術。由遠程控制中心計算機和與其相連接的設備組成，運行實時監控與遠程故障診斷系統、生態智能駕駛室系統、節能環保控制系統、用戶掌上可視管理系統、整車自動潤滑系統。在車輛上安裝嵌入式數據採集系統和GPS接收機，採集機器的工作數據和位置信息，並通過遠程無線數據通信網絡傳送到遠程數據監控中心計算機，遠程數據監控中心計算機以一定的平臺對數據進行處理和發布。優點是可以對使用工程機械實時精確定位，有利於售後服務部門及時遠程掌握故障設備的精確位置，保護設備安全。還可以對用戶的信用進行管理、可以遠程對還款信用不良的購買者進行制約。
文檔編號G05B19/048GK101174140SQ20071013503
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月7日 優先權日2007年11月7日
發明者羅豔秋 申請人:徐州智龍電子科技有限公司