端输出5V高电压，否则保持0V低电 压。使用TLP281光耦隔离芯片隔离这些开关量信号，光耦隔离芯片的输出接到单片机主控 制器，作为控制芯片的开关量信号输入。
[0021 ] RS485通信接口采用供电电压为3.3V的低功耗半双工收发器SP3485E，其1脚为接 收器输出，接STM32F103ZET6的101脚的USART的TX端；4脚为驱动器输入，接STM32F103ZET6 的1 〇 2脚的U SART的RX端；2脚和3脚分别为接收器输出使能和驱动器输出使能，与S TΜ3 2的 104脚相连，用来控制芯片是接收数据还是发送数据;8脚接3.3V电源;5脚接地;6脚和7脚分 别为数据输入、输出管脚。
[0022] 作业操作记录模块包括： 单片机控制电路、看门狗电路、存储器、实时时钟电路、液晶触摸屏显不电路、RS485通 信接口电路等。其中：用TQFP-144封装的STM32F103ZET6单片机作为主控制器芯片，使用 MAX706S作为看门狗芯片，将看门狗芯片的WDI引脚与STM32F103ZET6单片机的Ρ1.3脚相连， RESET引脚与STM32F103ZET6单片机的/RST引脚连接，并在程序中定时对Ρ1.3引脚的输入电 平取反，当取反的时间间隔大于阈值时，MAX706S的RESET引脚将输出低电平使单片机复位。
[0023] 本发明还扩展了基于J3C 0线的AT24C256获得256K的数据存储空间。单片机通过 总线上的设备绝对地址来访问AT24C256JT24C256的1、2号引脚为设备地址设置 输入引脚，将AT24C256的1、2号引脚同时接地;5、6号脚分别接STM32F103ZET6单片机的/? 数据线SDA和时钟线SCL;将7号引脚接地，以禁止芯片写保护;4、8号引脚分别接地和+3.3V 电源。
[0024]本发明实时时钟电路采用总线接口的实时时钟芯片DS1307,其1、2号引脚接 32.768kHz的晶振;3、4号引脚接外接电池;5、6号引脚为户C:总线，分别连接STM32F103ZET6 单片机的尸C数据线SDA和时钟线SCL;7号引脚为方波输出引脚，外接一个LED，用于监视时 钟芯片的工作情况。
[0025]本发明还扩展以EPM570作为控制器的液晶模块ATK-7'TFTIXD作为信息显示设备， 将STM32F103ZET6单片机的85-86、114-115、58-60、63-68、77-79号复用引脚作为液晶模块 的数据总线D0_D15;48号引脚作为液晶模块的片选信号引脚;20、21号引脚分别作为液晶模 块的写(WR)、读(RD)控制信号引脚。
[0026] 本发明中单片机控制电路与信号采集模块、数据无线发送模块的数据通信都采用 RS485通信接口，RS485通信接口采用供电电压为3.3V的低功耗半双工收发器SP3485E，其1 脚为接收器输出，接STM32F103ZET6的USART的TX端;4脚为驱动器输入，接STM32F103ZET6的 USART的RX端;2脚和3脚分别为接收器输出使能和驱动器输出使能，用来控制该芯片是接收 数据还是发送数据;8脚接3.3V电源;5脚接地;6脚和7脚分别为数据输入、输出管脚。与信号 采集模块的STM32F103ZET6主控芯片通信的RS485接口电路中，1脚、4脚分别与STM32的69 脚、70脚相连;2脚、3脚与STM32的75脚相连。与数传电台通信的RS485接口电路中，1脚、4脚 分别与STM32的101脚、102脚连接;2脚、3脚与STM32的104脚相连。
[0027] 数据无线传输模块： 本发明采用数传电台进行数据的无线传输。数传电台的工作频段为228MHz-232MHz，天 线阻抗为50 Ω，发射功率达5W，通信距离达到10-25公里。其RXD引脚和TXD引脚分别对应 RS485串口接收和发送，接+5V直流电压供电。
[0028] 本发明采用数传电台作为数据的无线传输模块，数据传输的稳定性和实时性高， 保证了远程监控人员能实时监测卸船机的整个作业过程，而且不能随意更改整个当班作业 过程的作业记录，保证数据的真实可靠。
[0029] 在线监测软件，安装于远程监控中心： 本发明的在线监测软件包括采用C#开发语言开发的WPF应用软件和SQL SERVER2008数 据库。WPF应用软件是基于.NET Framework 4.5框架下开发的，监测功能全面，操作简单，界 面美观;SQL SERVER 2008数据库数据存储量大，性能优越。
[0030] 上述作业操作记录模块安装在司机室，接收信号采集模块传输的作业数据，通过 接收的数据获得司机操作的有效作业斗数、无效作业斗数、报警作业斗数等，并且通过液晶 触摸显示屏和信号灯，实时显示作业信息。人机交互过程如下： 1) 司机上机前，操作液晶触摸显示屏，输入"员工号"和"作业班次"，点击"开始作业"按 钮即进入作业记录状态。模块记录卸船机编号和当班作业司机员工号，并在该司机当班时 一直显不； 2) 实时显示当班司机操作的有效作业斗数、无效作业斗数、超重报警作业斗数，并将每 次抓斗的作业数据通过数据无线发送设备发送到远程监控中心。每次抓斗的作业数据包 括:卸船机编号、员工号、日期、抓斗开始时间、抓斗结束时间、抓斗作业时长、作业有效性、 单次抓斗能耗； 3) 可对出现的无效作业和超重报警作业作声光报警，在开斗后采用短音乐或语音提 示； 4) 可对作业速度报警，当一次完整作业过程所用时间小于设定的阈值时报警，在开斗 后采用短音乐或语音提示； 5) 司机下机前，操作液晶触摸显示屏，点击"停止作业"按钮停止作业记录状态。同时将 该班次内统计的作业数据通过数据无线发送设备发送到远程监控中心。班次内统计的作业 数据包括:卸船机号、员工号、日期、班次、班次作业开始时间、班次作业结束时间、班次内作 业时长、有效作业斗数、无效作业斗数、超重报警作业斗数以及本班能耗。
[0031] 上述液晶触摸显示屏，提供管理人员设置单次抓斗最小有效重量、单次抓斗最大 重量、单次最短作业时间的阈值。管理人员必须通过密码确认身份后才能对作业操作记录 模块的初始参数进行初始设置和修改。上述远程监控中心配置数据无线接收设备和在线监 测软件，能够接收司机室无线传输过来的作业数据，并通过在线监测软件进行实时监测并 存储到数据库。
[0032] 本发明采用单片机作为主控制器，采用液晶触摸屏操作和显示，整个系统涉及到 的硬件设备结构紧凑小巧，电气控制室和司机室安装占用空间小。
[0033] 卸船机作业时，必须完成闭斗、上升、主小车由海侧到陆侧水平移动、主小车由陆 侧到海侧水平移动、下降和开斗六个动作，同时要考虑主小车重量的变化，一次完整作业时 间要大于阈值来准确判断一次完整作业动作的完成。作业操作记录模块根据采集到的卸船 机的闭斗、上升、主小车由海侧到陆侧水平移动、主小车由陆侧到海侧水平移动、下降、开斗 的完整动作，检测到主小车位置变化和主小车重量变化等关键信息后，判断卸船机作业司 机确实完成了一次完整作业动作，对作业动作有效性和规范性进行判断:对满足条件的视 为有效作业斗数，对小于单次抓斗最小有效重量或少于单次最短作业时间的视为无效作业 斗数，对大于单次抓斗最大重量的视为报警作业斗数。
[0034] 卸船机司机的作业考核主要是考核司机的有效作业斗数，然后按如下公式计算司 机的应得作业暈：
其中：司机月作业量为该司机该月的总作业吨数；月卸料总公估数为该月所有卸船机 的卸料公估吨数；月累计总有效斗数为该月所有卸船机司机的有效斗数的总和；司机月总 有效斗数为该司机该月完成的有效斗数的总和。
[0035] 本发明的桥式抓斗卸船机作业在线监测及绩效考核系统工作过程主要是： 卸船机作业前，操作司机操作液晶触摸显示屏的主界面，输入"员工号"和"作业班次"，