专利名称：基于多技术集成的工程机械智能化车载终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于多技术集成的工程机械智能化车载终端。属工程机械自动化技术、 设备状态智能监控技术。
背景技术：
工程机械状态监测与故障诊断技术是一门了解和掌握工程机械运行过程中的状态,进而 确定其整体或局部是否正常，以便于早期发现故障、查明原因，并掌握故障发展趋势的技术。 其目的是避免故障的发生，最大限度地提高工程机械的使用效率。其中状态监控是指对工程 机械的某些特征参数(如振动、压力和温度等)进行测取,将测定值与正常值进行比较,从而 判断工程机械工作是否正常；故障诊断是对工程机械发生故障的原因、部位及程度作出判断， 从而确定维修方案。
目前广泛使用的有工程机械智能化故障诊断系统，主要是对施工机群实施状态监控及故 障诊断，为机群工作状态分析提供依据。未见关于多技术集成的工程机械智能化技术报导。
发明内容
本发明的目的是通过对工程机械故障诊断的各种方法进行分析比较，提供一种基于多技 术集成的工程机械智能化车载终端，构建工程机械故障诊断专家系统模型，并引入人工神经 网络技术，使得系统具备一定的自学能力。基于ANN的故障诊断技术，就是利用人工神经网
络分布的方式存储信息，通过网络的拓扑结构和权值分布实现非线性的映射，最后利用全局 并行处理实现从输入层(故障症状)到输出层(故障原因)的非线性信息变换。由于神经网 络具有自学习和能拟合任意连续非线性函数的能力，以及并行处理、全局作用的优点，使得它
在处理非线性问题和在线估计方面有着很强的优势。
本发明的技术方案是基于多技术集成的工程机械智能化车载终端由远程控制中心计算 机和与其相连接的设备组成，运行实时监控与远程故障诊断系统、生态智能驾驶室系统、节
能环保控制系统、用户掌上可视管理系统、整车自动润滑系统。
运行实时监控与远程故障诊断系统包括安装在车辆上采集车辆工作状态的车载设备，服 务控制中心，将车载设备采集的车辆工作状态数据信息通过无线传输方式发送给远程监控中 心计算机的GPRS网络；车载设备由车载数据采集及传输设备组成，车载数据采集及传输设备 由GPS车辆定位数据采集模块、车辆工作状态数据采集模块、子系统逻辑控制模块、无线数 据传输模块、短信息传输模块和扩展接口模块组成，其各模块之间利用UART连接，分别完成
GPS数据采集、车辆工作状态数据采集、子系统逻辑控制和GPRS数据传输；车辆工作状态数 据采集模块利用A/D芯片在逻辑控制模块的控制下，完成车辆工作状态数据的采集，逻辑控 制模块连接无线数据传输模块和短信息传输模块，无线数据传输模块和短信息传输模块接收 来自逻辑控制模块的信号并向服务控制中心发送信息，并接收服务控制中心发送的信息向逻 辑控制模块发送相关指令；所述工程机械定位数据采集模块、工程机械工作状态采集模块连 接逻辑控制模块、数据采集模块、工程机械工作状态采集模块将挖掘机信息传输给逻辑控制 模块；服务控制中心由网络通信模块、短信息通信模块及与之相连接的数据库模块组成，数 据库模块包括GIS地理信息模块、Web查询模块、报表生成模块、报警模块、远程专家诊断 模块；具体执行如下步骤
(1) 车载设备采集车辆信息，将信息通过无线通讯网络发送给服务控制中心；
(2) 服务控制中心处理接收到的数据信息，诊断故障、落实维修，并将指令发送至车载设备。
车载设备上还包括一个与逻辑控制模块相连接的扩展接口模块。所述无线数据传输模块 是GPRS模块，或是CDMA模块，GSM模块、PHS模块，车辆定位模块为PHS模块。
工作原理是工程机械上安装嵌入式数据采集系统和GPS接收机，采集机器的工作数据 和位置信息，并通过远程无线数据通信网络传送到远程数据监控中心计算机，远程数据监控 中心计算机以一定的平台对数据进行处理和发布，而用户可以通过这个平台与远程的工程机 械进行双向通讯，实现对工程机械的远程无线监控。同时在此平台的支持上，还可增加辅助 功能，如故障诊断，状态预警，GPS导航，售后服务，信息发布等一系列功能指标。
本发明的积极效果是本发明将嵌入式嵌入式数据采集系统、全球定位系统(GPS)、远 程无线数据通信技术、软件技术、数字地图技术和网络技术结合在一起，工程机械上安装和 使用本发明GPS智能服务系统可以为金融机构、设备代理方、工程机械制造商和用户等各个 方面提供极大的便利。GPS智能服务系统可自动传输工程机械在工作过程中的主要技术数据。 可以为售后服务部门和工程机械所有者实时远程提供设备的详细技术信息，及时了解工程机 械的工作状况和故障情况等信息。GPS智能服务系统可以对使用工程机械实时精确定位，有 利于售后服务部门及时远程掌握故障设备的精确位置，保护设备安全。GPS智能服务系统还 可以对用户的信用进行管理、可以远程对还款信用不良的购买者进行制约。
图l是本发明的系统结构图2是实时监控与远程故障诊断系统车载数据采集和传输系统组成图； 图3是实时监控与远程故障诊断系统服务控制中心系统组成图4是节能环保控制系统C原理框图
图5是用户掌上可视管理系统D系统网络拓扑结构图6是用户掌上可视管理系统D系统车载终端结构图。
具体实施例方式
如图1所示，基于多技术集成的工程机械智能化车载终端把以下几个技术集成创新，做 成一个车载终端实时监控与远程故障诊断技术A、生态智能驾驶室技术B、节能环保控制技 术C、用户掌上可视管理技术D、整车自动润滑技术E。
由远程监控中心计算机和与其相连接的l-N车载终端组成，车载终端安装在工程机械上， 并通过远程无线数据通信网络传送到远程监控中心计算机，远程监控中心计算机以一定的平 台对数据进行处理和发布，而用户可以通过这个平台与远程的工程机械进行双向通讯，实现 对工程机械的远程无线监控。车载终端包括嵌入式数据采集系统和GPS接收机，采集机器的 工作数据和位置信息，属公知技术，故不详述。
如图2所示车载数据采集和传输系统包括GPS车辆定位数据采集模块A2、车辆工作状态 数据采集模块A3、子系统逻辑控制模块A1、无线数据传输模块A5、短信息传输模块A6和扩 展接口模kA4组成，其各模块之间利用UART连接，分别完成GPS数据采集、车辆工作状态 数据采集、子系统逻辑控制和GPRS数据传输；车辆工作状态数据采集模块利用A/D芯片在逻 辑控制模块的控制下，完成车辆工作状态数据的采集，逻辑控制模块A1连接无线数据传输模 块A5和短信息传输模块A6，无线数据传输模块A5和短信息传输模块A6接收来自逻辑控制 模块A1的信号并向计算机服务控制中心发送信息，并接收服务控制中心发送的信息向逻辑控 制模块A1发送相关指令；所述车辆定位数据采集模块A2、挖掘机工作状态采集模块A3连接 逻辑控制模块A1、数据采集模块A2、车辆工作状态数据采集模块A3将车辆信息传输给逻辑 控制模块A1;如图3所示，服务控制中心由网络通信模块A7、短信息通信模块A8及与之相 连接的数据库模块A9组成，数据库模块包括GIS地理信息模块AIO、 Web査询模块All、报 表生成模块A12、报警模块A13、远程专家诊断模块A14;具体执行如下步骤
(1) 车载设备采集车辆信息，将信息通过无线通讯网络发送给服务控制中心；
(2) 服务控制中心处理接收到的数据信息，诊断故障、落实维修，并将指令发送至车载设备。
在本实施例中，生态智能驾驶室系统B采用本申请人己授权的200610088462. 9专利，在 驾驶室内安装空调机、加湿器、负氧离子发生器及杀菌除尘/消除异味装置'既不影响驾驶员 的操作又可以保持室内空气质量良好，为驾驶员长时间工作提供良好的工作环境，有利健康， 也有利安全生产。
节能环保控制系统C采用本申请人己授权的200520076214. 3专利，如图4所示，节能环 保控制系统，它包括计算机，分布在工程机械上不同位置，将负载、速度及功率模式等数据 信号传输给计算机的传感器和开关、监控器。在中央微处理器内设定有重负荷挖掘模式、标. 准功率模式，轻载作业模式、普通作业模式；它还包括一个与发动机相连的用于监控发动机 燃油的传感器，油门传感器与燃油调节器相连将燃油调节器状况传递给计算机处理，对工程 ^l械的工作状态进行瞬时检测调整，使工程机械始终保持在功率匹配最佳的状况下工作，从 而达到节油5%，减少尾气污染排放60%的作用。
整车自动润滑系统E采用本申请人已授权的200620076937.8专利。它是在工程机械 的底板上安装润滑脂泵，将高压润滑脂经过滤脂器过滤后输送到安装在耳板上的分配器，主 分配器再输送到高压分配器和低分配器。根据整车各润滑点的不同压力，由高低分配通过油 管将不同压力的润滑脂输送到全部润滑点油嘴进行润滑，装在驾驶室中的油表使驾驶员随时 掌握润滑脂的压力，控制器自动控制润滑脂的压力，当压力超过控制器设定的安全值时，控 制器自动切断润滑脂泵，低于该设置压力时又及时启动，使整车始终在良好的润滑的状态下 工作，延长寿命。
用户掌上可视管理系统D采用已公开的200610088460. X技术方案。属于通讯技术和网络 技术领域，
如图5、图6所示，通讯服务器Dl通过数字电路D2和通讯运行商进行联网，通讯运行 商通过无线设备和车载终端D3连接，车载终端D3由通讯模块D5、控制模块D6、高清晰摄像 头D7组成，安装在车辆上，利用无线网络D8将高清晰摄像头D7拍摄的图片数据DS传递到 通讯服务器A，通讯服务器Dl将图片信息发送到用户手机D9上，高清晰摄像头D7通过无线 网络同后台通讯服务器传递数据信息，用户可以向通讯服务器发送指令以返回设备的各种参 数。优点是用户可以远程随时了解设备运行情况。
用户掌上可视管理系统D中的数字电路D2为DDN线路、或VPN线路、或VPDN线路，无 线通讯网络D8利用GPRS、 CDMA、 PHS、 GSM网络和未来出现的利用3G等技术的无线网络，视 频数据的传递经过压縮传递，通讯服务器D1由CPU、至少一个寄存器、至少一个存储器组成。
权利要求
1、一种基于多技术集成的工程机械智能化车载终端，其特征是由远程监控中心计算机和与其相连接的设备组成，运行实时监控与远程故障诊断系统A、生态智能驾驶室系统B、节能环保控制系统C、用户掌上可视管理系统D、整车自动润滑系统E。
2、 根据权利要求l所述的基于多技术集成的工程机械智能化车载终端，其特征是运行实 时监控与远程故障诊断系统A，它包括安装在车辆上的车载设备，服务控制中心，将车载设 备采集的车辆工作状态数据信息通过无线传输方式发送给服务控制中心的GPRS网络；车载设 备由嵌入式数据采集系统和GPS接收机组成，车载数据采集和GPS接收机包括GPS车辆定位 数据采集模块(A2)、车辆工作状态数据采集模块(A3)、子系统逻辑控制模块(Al)、无线数 据传输模块(A5)、短信息传输模块(A6)和扩展接口模块(A4)组成，其各模块之间利用 UART连接，分别完成GPS数据釆集、车辆工作状态数据采集、子系统逻辑控制和GPRS数据 传输；车辆工作状态数据采集模块利用A/D芯片在逻辑控制模块的控制下，完成车辆工作状 态数据的采集，逻辑控制模块(Al)连接无线数据传输模块(A5)和短信息传输模块(A6)， 无线数据传输模块(A5)，短信息传输模块(A6)接收来自逻辑控制模块(Al)的信号并向 服务控制中心发送信息，并接收服务控制中心发送的信息向逻辑控制模块(Al)发送相关指 令；所述工程机械定位数据采集模块(A2)、工程机械工作状态采集模块(A3)连接逻辑控制 模块(Al)、数据采集模块(A2)、工程机械工作状态采集(A3)将挖掘机信息传输给逻辑控 制模块(Al);服务中心由网络通信模块(A7)、短信息通信模块(A8)及与之相连接的数据 库模块(A9)组成，数据库模块包括GIS地理信息模块(AIO)、 Web査询模块(All)、报表 生成模块(A12)、报警模块(A13)、远程专家诊断模块(A14);具体执行如下步骤-(1) 车载设备采集车辆信息，将信息通过无线通讯网络发送给服务中心计算机；(2) 服务中心计算机处理接收到的数据信息，诊断故障、落实维修，并将指令发送至车 载设备。
3、 根据权利要求1所述的基于多技术集成的工程机械智能化车载终端，其特征是节能 环保控制系统C，它包括计算^1，分布在挖掘机不同位置将负载、速度及功率模式数据信号 传输给计算机的传感器和开关、监控器，在中央微处理器内设定有重负荷挖掘模式、标准功 率模式，轻载作业模式、普通作业模式；它还包括一个与发动机相连的用于监控发动机燃油 的传感器，油门传感器与燃油调节器相连将燃油调节器状况传递给计算机处理，对挖掘机的工作状态进行瞬时检测调整。
4、 根据权利要求1所述一种基于多技术集成的工程机械智能化车载终端，其特征是用户掌上可视管理系统D，由通讯服务器(D1)通过数字电路(D2)和通讯运行商进行联网，通讯运行商通过无线设备和车载终端(D3)连接，车载终端(D3)由通讯模块(D5)、控制模块(D6)、 高清晰摄像头(D7)组成，安装在车辆上，利用无线网络(D8)将高清晰摄像头(D7)拍摄的图片数据传递到通讯服务器(D1)，通讯服务器(D1)将图片信息发送到用户手机(D9)上，高清晰摄 像头(D7)通过无线通讯网络(D8)同后台通讯服务器传递数据信息。
5、根据权利要求1或4所述的挖掘机远程实时监控及故障诊断系统A，其特征是用户 掌上可视管理系统D中的数字电路(D2)为DDN线路、或VPN线路、或VPDN线路，无线通讯网络(D8)利用GPRS、 CDMA、 PHS、 GSM网络和未来出现的利用3G等技术的无线网络，视频数据的传递经过压縮传递，通讯服务器(D1)由CPU、至少一个寄存器、至少一个存储器组成。
全文摘要
本发明公开了一种基于多技术集成的工程机械智能化车载终端。属工程机械自动化技术。由远程控制中心计算机和与其相连接的设备组成，运行实时监控与远程故障诊断系统、生态智能驾驶室系统、节能环保控制系统、用户掌上可视管理系统、整车自动润滑系统。在车辆上安装嵌入式数据采集系统和GPS接收机，采集机器的工作数据和位置信息，并通过远程无线数据通信网络传送到远程数据监控中心计算机，远程数据监控中心计算机以一定的平台对数据进行处理和发布。优点是可以对使用工程机械实时精确定位，有利于售后服务部门及时远程掌握故障设备的精确位置，保护设备安全。还可以对用户的信用进行管理、可以远程对还款信用不良的购买者进行制约。
文档编号G05B19/048GK101174140SQ20071013503
公开日2008年5月7日 申请日期2007年11月7日 优先权日2007年11月7日
发明者罗艳秋 申请人:徐州智龙电子科技有限公司