一种起重机无线操控管理系统的制作方法

本发明涉及起重机无线操控技术领域，具体涉及一种起重机无线操控管理系统。

背景技术：

随着信息化、智能化建设的普及，工程机械行业也在朝着更智能、更高效的方向发展。起重机作为重要的工程机械装备，其智能化水平日益受到人们关注。

传统的起重机操控方式主要为司机进入操纵室操纵，具体动作执行情况、车辆周围环境只能从车载显示装置上获取或多人协同配合获知，从而导致作业效率较低、操作精度低等问题。而且随着起重机的大型化发展，司机进入操纵室操作车辆的安全风险也在增加。

为了规避传统操控方式带来的危险，对起重机的无线操控得到广泛关注，针对起重机械的无线操控，现有技术中有两种解决方案：

公开号为106429849A的“一种起重机蓝牙智能操控系统”中通过在操控系统端设有蓝牙信号发射端，车载控制器端设有蓝牙接收器，从而通过蓝牙信号传递实现对车辆的控制；此方案的缺陷是由于蓝牙信号传输受距离限制，所以无法实现对车辆的远程操控

公开号为204778439U的“4G—Bluetooth蓝牙智能遥控随车起重机”中通过将无线操控系统与4G模块互联，4G模块与蓝牙模块互联，并分别通过天线与智能手机互联，从而实现多种智能操控。此方案的缺陷是，方案中只是通过智能手机进行信息显示，对于动作操控需要增加额外的无线操控系统装置，从而增加成本。

另外，目前多数厂家采用的无线遥控装置存在重量较重、功能定制不方便、交互体验不佳等缺点。车辆信息管理方面，用户对车辆信息管理通常需要本地计算机登录访问数据同步服务器，从物联网平台获取车辆运行信息、工作状态，不能随时随地掌握车辆信息，当出现意外情况时无法快速做出决策。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种起重机无线操控管理系统，利用移动终端控制单元，将用户的操作命令转换为车载控制器可识别信息，从而实现对车辆作业的操控，提高车辆的智能化程度、作业安全性及效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种起重机无线操控管理系统，其特征是，包括移动终端控制单元、服务器管理单元、信号转换单元及车载控制单元，服务器管理单元包括安装有对车辆作业管理系统软件的服务器，车载控制单元包括对车辆操作控制的车载控制器，信号转换单元包括用来实现CAN总线数据与WIFI数据双向转换的CAN-WIFI互转模块和用来实现CAN总线数据与4G数据双向转换的CAN-4G互转模块，

移动终端控制单元通过WIFI连接CAN-WIFI互转模块，CAN-WIFI互转模块通过CAN总线连接车载控制器，移动终端控制单元还通过网络连接服务器管理单元，服务器管理单元通过4G网络连接CAN-4G互转模块，CAN-4G互转模块通过CAN总线连接车载控制器；移动终端控制单元同时仅任选CAN-WIFI互转模块和服务器管理单元两者之一相连接，

移动终端控制单元将用户输入的车辆操作命令通过WIFI或通过服务器管理单元发送给信号转换单元，信号转换单元再将车辆操作命令发送给车载控制单元以实现对起重机的操控，并且移动终端控制单元还连接服务器管理单元以实现对车辆的作业管理。

进一步的，移动终端控制单元实时发送心跳报文信号至车载控制单元用来指示激活状态。

进一步的，心跳报文信号为0、1跳变信号。

进一步的，车辆操作命令包括起重机支腿伸缩、悬架伸缩、臂架变幅、臂架伸缩、卷扬起落及回转动作。

进一步的，对起重机支腿伸缩、悬架伸缩的控制命令采用按钮的输入方式。

进一步的，对起重机臂架变幅、臂架伸缩、卷扬起落及回转的控制命令采用虚拟摇杆的输入方式。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明利用移动终端，将用户对起重机操控命令转换为车载控制器可识别信息，从而实现对车辆作业的操控。同时，移动终端通过服务器采集车辆运行信息、工作状态，实现对车辆的作业管理、报警决策，从而提高车辆的智能化程度、作业安全性及效率。

附图说明

图1是本发明系统的组成框架图；

图2是起重机无线操控工作类型示意图；

图3是起重机无线操控按钮类型示意图；

图4是移动终端登录服务器的软件流程。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

为了更好地理解本发明，对本发明中涉及到的术语进行详细的解释：

移动终端：可以在移动中使用的计算机设备，支持WIFI和移动4G网络接口，包括智能手机、平板电脑等。

车载控制器：可编程逻辑控制器，通电后能下载、运行程序，由集成电路组成的具有运算处理能力的控制装置，根据操控输入信号及一定的逻辑处理来控制液压比例阀、开关阀，在本方案中包括但不限于控制器、力矩限制器。

局域网：在某一区域内由多台计算机互相连接起来通信的计算机组。

广域网：也称远程网，是一种跨越大的、地域性的计算机网络的集合，能连接多个城市和国家，并能提供远距离通信。

本发明的一种起重机无线操控管理系统，如图1所示，包括移动终端控制单元1、服务器管理单元2、信号转换单元3及车载控制单元4，移动终端控制单元1可采用现有技术中的智能手机或平板实现，服务器管理单元2包括服务器，服务器上安装有管理系统软件，实现对车辆的登记、作业管理及报警信息查看功能；车载控制单元4即现有技术中车载控制器。信号转换单元3包括CAN-WIFI互转模块和CAN-4G互转模块，CAN-WIFI互转模块主要用来实现CAN总线数据与WIFI数据的双向转换，可以采用现有技术中CAN转WIFI模块或CAN转WIFI转换器来实现；CAN-4G互转模块主要用来实现CAN总线数据与4G数据的双向转换，可以采用现有技术中带CAN接口的4G模块来实现。

移动终端控制单元1通过WIFI连接CAN-WIFI互转模块，CAN-WIFI互转模块通过CAN总线连接车载控制器4，移动终端控制单元1还通过移动网络连接服务器管理单元2，服务器管理单元2通过4G网络连接CAN-4G互转模块，CAN-4G互转模块通过CAN总线连接车载控制器4；

移动终端控制单元同时任选CAN-WIFI互转模块和服务器管理单元之一相连接，在移动终端软件中可以进行网络连接选择和切换。

本方案中移动终端软件登录页面提供WIFI连接和移动网络连接选择，当选择WIFI连接后，移动终端与CAN-WIFI互转模块建立SOCKET连接进行通信。进入车辆动作操控页面后，移动终端控制单元实时接收用户的动作操作命令，并根据预先设定的协议规则以TCP/IP或UDP形式发送给CAN-WIFI互转模块，CAN-WIFI互转模块将操作命令转换为CAN信号发送给车载控制器，用来实现对车辆动作的控制；当选择移动网络连接时，移动终端控制单元与服务器管理单元通过移动网络连接，服务器再与CAN-4G互转模块通过移动网络连接通信，移动终端将用户的动作操控信号按照预先设定的协议规则通过服务器发送给CAN-4G互转模块，CAN-4G互转模块将操作信号转换为CAN信号发送给车载控制器，同样用来实现对车辆动作的控制。其中对起重机车辆的动作操作类型，如下图2所示，包括但不限于，起重机支腿伸缩、悬架伸缩、臂架变幅伸缩、卷扬起落及回转动作等。

对于起重机支腿悬架的控制，移动终端采用操作按钮的控制形式；对于起重机臂架动作的控制，移动终端采用虚拟摇杆的控制形式，见图3所示，图中V1为左虚拟摇杆，控制臂架伸缩、回转动作，V2为右虚拟摇杆，控制臂架变幅、卷扬起落动作，V3、V4、V5、V6为按钮，用来控制支腿伸缩、悬架伸缩动作。

进入移动终端软件登录页面，选择移动网络连接时，可通过输入账号、密码使移动终端与服务器管理单元连接。进入车辆选择页面，用户可查看名下登记车辆的运行信息、工作状态，并对车辆的车速、作业速度参数进行限制，具体流程如下图4所示。如果车辆未登记，可通过移动终端控制单元向服务器中添加车辆，服务器通过移动网络对指定车辆进行绑定、通讯与管理。此处所涉及的车辆登记、车辆运行信息查看、车辆行驶速度限制与报警、车辆作业速度限制与报警等功能是现有车辆管理系统中常用的功能，具体实现方式可参考现有技术。

WIFI-局域网连接优先于移动4G网络连接。当选择WIFI-局域网连接时，移动终端控制单元自动断开与服务器管理单元的连接，保证同时只进行一路通信。

本发明能够实现对起重机支腿、悬架、臂架动作的局域网和广域网操控，同时能够使用户更方便地管理车辆，提高车辆的智能化程度和作业安全性。

为了提高无线操控管理的安全性，移动终端控制单元实时发送心跳报文信号至车载控制单元用来指示激活状态，所述心跳报文信号为0、1跳变信号；通过移动终端控制单元对车辆进行控制时，移动终端控制单元首先发送整车操控使能信号，车载控制单元（车载控制器）判断移动终端心跳正常且收到整车操控使能信号时才进行动作的控制；若判断移动终端心跳异常或未收到整车操控使能信号时，立即对动作操控信号清零处理，防止误动作。

本发明的技术方案中，CAN-WIFI互转模块可以改为无线路由器，移动终端控制单元与无线路由器无线连接，车载控制器与无线路由器通过有线连接，移动终端与车载控制器在同一局域网内基于TCP/IP或UDP协议通信，实现对起重机作业控制。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1．本发明方案可在支持WIFI和移动4G网络的手机或平板上安装移动端软件，并在移动终端上操作实现对起重机支腿、悬架和臂架动作的控制，改变传统进入操纵室操纵及多人协同操纵方式，成本低、体积小、方便高效；

2．本发明中移动终端与车载控制器的通信利用WIFI或移动网络进行转换，由于WIFI信号有距离限制，移动网络信号无距离限制，因此既可以进行局域网操控又可以进行广域网操控；

3．本发明系统移动终端控制单元中对臂架变幅、伸缩、卷扬起落、回转动作的控制采用虚拟摇杆形式，最大程度还原车辆传统操控方式，操作人员的学习成本低，还可以对动作微动控制，提高无线操控的安全性；

4．本发明系统中移动终端与车载控制器通过移动网络间接连接通信，用户可远程实时监控车辆运行状态、工作信息，并进行远程车辆管理，随时对意外情况远程处理，颠覆传统PC机查看信息方式，灵活便捷。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。