专利名称：一种土石坝坝料运输车的状态采集装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水利工程领域，特别涉及一种为坝料运输过程的全天候实时监控提供 条件的远程、全自动的土石坝坝料运输车的状态采集装置。
背景技术：
近年来我国正在或将要建设一大批超高型土石坝，建设规模和难度居世界前列， 这些工程往往坝料运输系统复杂，众多坝料上坝管理难度大。应用信息自动采集技术，开发 有效的监控设备以实时监测坝料运输车的运行状态，对提高施工管理水平和运输系统运行 效率，降低运输成本有着重要意义。目前，国内外尚未见到有直接用于土石坝施工坝料运输过程中坝料运输车的状态 信息自动采集的装置，无法满足实际应用中的需要。
发明内容
为了满足实际应用中的需要，开发一种车辆状态自动采集装置，实时采集坝料运 输车的动态地理位置信息、空载状态信息、满载状态信息、空载时间和满载时间等，本发明 提供了 一种土石坝坝料运输车的状态采集装置，所述装置包括GPS定位模块、空满载状态监控模块、CPU中央处理器、无线传输模 块、电源模块；在预置时间间隔内，所述GPS定位模块获取坝料运输车的地理位置信息，将所述 地理位置信息发送给所述CPU中央处理器；所述空满载状态监控模块监控坝料运输车，获 取空载状态信息、满载状态信息、空载时间和满载时间；所述CPU中央处理器对所述地理位 置信息、所述空载状态信息、所述满载状态信息、所述空载时间和所述满载时间进行处理获 取符合网络上传送的数据包，并将所述数据包传送给所述无线传输模块；所述无线传输模 块根据所述CPU中央处理器的指令将所述数据包调制成无线通迅信号发送给预置网络，所 述预置网络根据所述无线通迅信号中包含的目的地地址发送到总控中心服务器；所述电源 模块对所述GPS定位模块、所述空满载状态监控模块、所述CPU中央处理器以及所述无线传 输模块供电；其中，所述空满载状态监控模块包括光电耦合器和装卸料开关，所述装卸料 开关用于坝料运输车满载时，所述装卸料开关闭合，通过所述光电耦合器向所述CPU中央 处理器输入高电平信号，所述CPU中央处理器获得所述满载状态信息和所述满载时间；所 述装卸料开关用于坝料运输车空载时，所述装卸料开关断开，所述CPU中央处理器无信号 输入，所述CPU中央处理器获得所述空载状态信息和所述空载时间。所述电源模块包括DC-DC转换模块、电池充电电路和内置电池，汽车车载电源经所述DC-DC转换模块转换为稳定的工作电流，当汽车车载电源正 常供电时，通过所述电池充电电路为所述内置电池充电；当汽车车载电源不能正常供电时， 所述内置电池为所述GPS定位模块、所述空满载状态监控模块、所述CPU中央处理器以及所 述无线传输模块供电。
所述空满载状态监控模块安装在坝料运输车的驾驶室面板上。所述GPS定位模块、所述无线传输模块和所述CPU中央处理器三者之间通过 RS-232接口进行通信。所述空满载状态监控模块与所述CPU中央处理器之间通过I/O接口进行通信。本发明提供的技术方案的有益效果是本发明通过土石坝坝料运输车的状态采集装置可实现坝料运输过程中对坝料运 输车的全程动态监控，可为土石方运输过程中上坝强度统计、机械设备管理调配以及土石 料运输管理提供依据；本发明提供的装置性能符合水利水电工程建设管理的要求，功能适 应土石坝施工运输特点，为全面监控和管理上坝坝料运输车提供了技术手段，满足了实际 应用中的需要。
图1为本发明提供的土石坝坝料运输车的状态采集装置的集成原理图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。为了满足实际应用中的需要，开发一种车辆状态自动采集装置，实时采集坝料运 输车的动态地理位置信息、空载状态信息、满载状态信息、空载时间和满载时间等，本发明 实施例提供了一种土石坝坝料运输车的状态采集装置，参见图1，该装置包括GPS定位模 块、空满载状态监控模块、CPU中央处理器、无线传输模块、电源模块；在预置时间间隔内，GPS定位模块获取坝料运输车的地理位置信息，将坝料运输车 的地理位置信息发送给CPU中央处理器；空满载状态监控模块监控坝料运输车，获取空载 状态信息、满载状态信息、空载时间和满载时间；CPU中央处理器对坝料运输车的地理位置 信息、空载状态信息、满载状态信息、空载时间和满载时间进行处理获取符合网络上传送的 数据包，并将数据包传送给无线传输模块；无线传输模块根据CPU中央处理器的指令将数 据包调制成无线通迅信号发送给预置网络，预置网络根据无线通迅信号中包含的目的地地 址发送到总控中心服务器；电源模块对GPS定位模块、空满载状态监控模块、CPU中央处理 器以及无线传输模块供电。其中，在预置时间间隔内，GPS定位模块通过GPS天线接收到GPS卫星信号后，通 过运算获取到坝料运输车的地理位置信息，将坝料运输车的地理位置信息发送给CPU中央 处理器。CPU中央处理器对坝料运输车的地理位置信息、空载状态信息、满载状态信息、空 载时间和满载时间通过数学运算进行压缩、数据化IP，获取符合网络上传送的数据包，通过 RS-232 (Recommended Standard，推荐标准)接口传输给无线传输模块。进一步地，空满载状态监控模块包括光电耦合器和装卸料开关，装卸料开关用于 坝料运输车满载时，装卸料开关闭合，通过光电耦合器向CPU中央处理器输入高电平信号， CPU中央处理器获得满载状态信息和满载时间；装卸料开关用于坝料运输车空载时，装卸 料开关断开，CPU中央处理器无信号输入，CPU中央处理器获得空载状态信息和空载时间。进一步地，为了提高通信的效果，本发明实施例优选空满载状态监控模块与CPU中央处理器之间通过I/O (Input/Output，输入输出)接口进行通信。具体为当坝料运输车在料场装满以后满载时，按下装卸料开关，装卸料开关中的 开关电路与汽车电源电路形成通路，装卸料开关通过光电耦合器向CPU中央处理器的I/O 口输入一个高电平信号，CPU中央处理器获得满载状态信息和满载时间；当坝料运输车卸 料点卸料后空载时，断开装卸料开关，开关电路与汽车电源电路断路，CPU中央处理器的I/ 0 口无信号输入，此时I/O 口仅能检测到低电平信号，CPU中央处理器获得空载状态信息和 空载时间；并且通过空满载状态监控模块还可以获取到坝料运输车的装料卸料位置。进一步地，电源模块包括=DC-DC(直流-直流)转换模块、电池充电电路和内置电 池，汽车车载电源经DC-DC转换模块转换为稳定的工作电流，为GPS定位模块、空满载状态 监控模块、CPU中央处理器以及无线传输模块供电，当汽车车载电源正常供电时，通过电池 充电电路为内置电池充电；当汽车车载电源不能正常供电时，例如车辆熄火等情况，内置 电池为GPS定位模块、空满载状态监控模块、CPU中央处理器以及无线传输模块供电。进一步地，为了方便驾驶员操作，本发明实施例优选空满载状态监控模块安装在 坝料运输车的驾驶室面板上。进一步地，考虑接口的标准性，本发明实施例优选GPS定位模块、无线传输模块和 CPU中央处理器三者之间通过RS-232接口进行通信。其中，上述预置时间间隔可以根据实际应用中的需要进行设定，本发明实施例以1 分钟为例进行说明，具体实现时，本发明实施例对此不做限制。进一步地，无线传输模块为GSM无线传输模块。进一步地，预置网络为GPRS网络，当GSM无线传输模块收到无线通迅信号之后，根 据无线通迅信号中包含的目的地地址通过GPRS网络发送到Internet网络上的总控中心服 务器，具体实现时也可以采用CDMA(Code Division MultipleAccess，码分多址)等其他网 络，本发明实施例对此不做限制。根据坝料运输车的状态信息采集装置集成原理图，设计了车载装置的电路板图， 研制开发了装置电路板，同时采用高强度PVC^Polyvinylchloride，聚氯乙烯)工程塑料外 壳对电路板进行了封装，完成了装置的开发。在外壳上面，留有多个接口，方便外部连接线、 GPS天线、GSM天线以及装卸料开关和坝料运输车的状态信息采集装置的对接。本装置的工作流程详见下文描述将土石坝坝料运输车的状态自动采集装置安装在坝料运输车上，接通电源，接上 外部天线和装卸料开关，开始工作，电源模块充电开始，依据预置时间间隔，GPS定位模块连 续定位坝料运输车的地理位置信息，通过CPU中央处理器和无线传输模块实时向总控中心 服务器的数据库回传坝料运输车的地理位置信息；总控中心服务器的客服端软件可以确定 坝料运输车的地理位置。当坝料运输车在料场装料完毕后，按下装卸料开关，空满载状态监控模块通过CPU 中央处理器和无线传输模块向总控中心服务器的数据库回传坝料运输车满载状态信息及 满载时间；其中，空满载状态监控模块通过无线传输模块向总控中心服务器的数据库回传坝 料运输车满载状态信息及满载时间，根据该些信息，总控中心服务器的客服端软件可以确 定自满载时间起到空载状态前，该坝料运输车均处于满载状态。
当坝料运输车在卸料点卸料完毕后，断开装卸料开关，空满载状态监控模块通过 CPU中央处理器和无线传输模块向总控中心服务器的数据库回传坝料运输车空载状态信息 及空载时间。其中，空满载状态监控模块通过无线传输模块向总控中心服务器的数据库回传坝 料运输车空载状态信息及空载时间，根据该些信息，总控中心服务器的客服端软件可以确 定自空载时间起到满载状态前，该坝料运输车均处于空载状态。综上所述，本发明实施例提供了一种土石坝坝料运输车的状态采集装置，通过土 石坝坝料运输车的状态采集装置可实现坝料运输过程中对坝料运输车的全程动态监控，可 为土石方运输过程中上坝强度统计、机械设备管理调配以及土石料运输管理提供依据；本 发明提供的装置性能符合水利水电工程建设管理的要求，功能适应土石坝施工运输特点， 为全面监控和管理上坝坝料运输车提供了技术手段，满足了实际应用中的需要。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例 序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种土石坝坝料运输车的状态采集装置，其特征在于，所述装置包括GPS定位模块、空满载状态监控模块、CPU中央处理器、无线传输模块、电源模块；在预置时间间隔内，所述GPS定位模块获取坝料运输车的地理位置信息，将所述地理位置信息发送给所述CPU中央处理器；所述空满载状态监控模块监控坝料运输车，获取空载状态信息、满载状态信息、空载时间和满载时间；所述CPU中央处理器对所述地理位置信息、所述空载状态信息、所述满载状态信息、所述空载时间和所述满载时间进行处理获取符合网络上传送的数据包，并将所述数据包传送给所述无线传输模块；所述无线传输模块根据所述CPU中央处理器的指令将所述数据包调制成无线通迅信号发送给预置网络，所述预置网络根据所述无线通迅信号中包含的目的地地址发送到总控中心服务器；所述电源模块对所述GPS定位模块、所述空满载状态监控模块、所述CPU中央处理器以及所述无线传输模块供电；其中，所述空满载状态监控模块包括光电耦合器和装卸料开关，所述装卸料开关用于坝料运输车满载时，所述装卸料开关闭合，通过所述光电耦合器向所述CPU中央处理器输入高电平信号，所述CPU中央处理器获得所述满载状态信息和所述满载时间；所述装卸料开关用于坝料运输车空载时，所述装卸料开关断开，所述CPU中央处理器无信号输入，所述CPU中央处理器获得所述空载状态信息和所述空载时间。
2.根据权利要求1所述的土石坝坝料运输车的状态采集装置，其特征在于，所述电源 模块包括=DC-DC转换模块、电池充电电路和内置电池，汽车车载电源经所述DC-DC转换模块转换为稳定的工作电流，当汽车车载电源正常供 电时，通过所述电池充电电路为所述内置电池充电；当汽车车载电源不能正常供电时，所述 内置电池为所述GPS定位模块、所述空满载状态监控模块、所述CPU中央处理器以及所述无 线传输模块供电。
3.根据权利要求1所述的土石坝坝料运输车的状态采集装置，其特征在于，所述空满 载状态监控模块安装在坝料运输车的驾驶室面板上。
4.根据权利要求1所述的土石坝坝料运输车的状态采集装置，其特征在于，所述GPS定 位模块、所述无线传输模块和所述CPU中央处理器三者之间通过RS-232接口进行通信。
5.根据权利要求1所述的土石坝坝料运输车的状态采集装置，其特征在于，所述空满 载状态监控模块与所述CPU中央处理器之间通过I/O接口进行通信。
全文摘要
本发明公开了一种土石坝坝料运输车的状态采集装置，涉及水利工程领域，本发明通过土石坝坝料运输车的状态采集装置可实时采集土石坝坝料运输车辆的状态信息，从而实现坝料运输过程中对坝料运输车的全程动态监控，可为土石方运输过程中上坝强度统计、机械设备管理调配以及土石料运输管理提供依据；本发明提供的装置性能符合水利水电工程建设过程中管理的要求，功能适应土石坝施工运输特点，为全面监控和管理上坝坝料运输车提供了技术手段，满足了实际应用中的需要。
文档编号G08C17/02GK101950473SQ20101025964
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者刘东海, 刘磊, 崔博, 钟登华 申请人:天津大学