挖掘机及挖掘机监测系统的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种挖掘机及挖掘机监测系统。

背景技术：

目前挖掘机行业设备所使用的门锁大部分还是机械式门锁，即需要通过钥匙打开，虽然性能稳定，但使用灵活性低，如钥匙容易丢失，同时钥匙还易于仿制，从而大大降低了安全性。同时，挖掘机的启动主要通过钥匙开关，由于钥匙易于仿制的特性，因此对启动挖掘机的人员进行缺乏必要的身份验证，存在安全隐患。另外，作为挖掘机管理方，也无法实时监测到各挖掘机的动作情况等。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种挖掘机及挖掘机监测系统。

本实用新型实施例公开一种挖掘机监测系统，包括：云服务器和至少一台挖掘机，每一所述挖掘机分别与所述云服务器建立通信连接，所述云服务器预先存储有授权操作的指纹信息列表，每一所述挖掘机上设有至少一指纹传感器；

所述挖掘机用于通过所述指纹传感器获取待操作人员的指纹数据并将所述指纹数据发送到所述云服务器；

所述云服务器用于将所述指纹数据与所述指纹信息列表进行比对，并在比对成功时发送验证成功信号到对应的挖掘机，以使所述对应的挖掘机允许所述待操作人员进行相应操作。

进一步地，在上述挖掘机监测系统中，所述挖掘机包括控制器、无线通信单元和第一指纹传感器，所述第一指纹传感器和所述无线通信单元均与所述控制器电性连接，其中，所述第一指纹传感器设置在所述挖掘机的驾驶室外门把手上；

所述第一指纹传感器用于当所述待操作人员接触所述门把手时获取所述指纹数据并由所述控制器通过所述无线通信单元发送到所述云服务器；

所述控制器还用于在接收到来自所述云服务器发送的所述验证成功信号后，控制打开驾驶室门锁以允许所述待操作人员进入及启机操作。

进一步地，在上述挖掘机监测系统中，所述挖掘机还包括第二指纹传感器，所述第二指纹传感器与所述控制器电性连接，所述第二指纹传感器设置在挖掘机启动开关上，

所述第二指纹传感器用于当所述驾驶室门锁打开后的预设时间内未检测到启机操作时获取所述待操作人员的指纹数据，并由所述控制器通过所述无线通信单元发送到所述云服务器；

所述控制器还用于在接收到来自所述云服务器发送的所述验证成功信号后，解除所述启动开关的锁定状态以允许所述待操作人员的启机操作。

进一步地，在上述挖掘机监测系统中，当所述挖掘机启机后，所述控制器还用于实时检测设备运行状态并上报到所述云服务器；

所述云服务器用于当所述挖掘机启机后，将比对成功的所述待操作人员的指纹数据与设备运行状态数据进行关联存储。

进一步地，在上述挖掘机监测系统中，所述挖掘机上还设有定位器，所述定位器与所述控制器电性连接；

当所述挖掘机启机后，所述控制器还用于将所述定位器记录设备运行路线数据上报到所述云服务器；

所述云服务器还用于将所述指纹数据、所述设备运行状态数据及所述设备运行路线数据进行关联存储。

进一步地，在上述挖掘机监测系统中，所述挖掘机还包括报警器，所述报警器与所述控制器电性连接，

所述云服务器还用于当比对失败时发送验证不通过信号到所述对应的挖掘机；

所述控制器用于在接收到预设次数的所述验证不通过信号时通过所述报警器发出警报。

进一步地，在上述挖掘机监测系统中，所述授权操作的指纹信息列表还包括是否允许维修操作项，所述挖掘机包括第三指纹传感器，所述第三指纹传感器与所述控制器电性连接，所述第三指纹传感器设置在挖掘机维修仓门上；

所述第三指纹传感器用于获取所述待操作人员的指纹数据，并由所述控制器通过所述无线通信单元发送到所述云服务器；

所述云服务器还用于当所述指纹数据比对成功且查询到允许维修操作标志，则发送验证成功和允许维修操作的信号到对应的挖掘机，以使所述对应的挖掘机允许所述待操作人员打开仓门及维修操作。

进一步地，在上述挖掘机监测系统中，所述控制器包括主控制器和门锁及启动管理控制器，所述主控制器与所述门锁及启动管理控制器通过can总线进行数据传输；其中，所述门锁及启动管理控制器与所述第一指纹传感器连接，所述主控制器与所述无线通信单元连接。

进一步地，在上述挖掘机监测系统中，所述指纹传感器为光学传感器或半导体传感器。

本实用新型的另一实施例还公开一种挖掘机，包括：控制器、无线通信单元和第一指纹传感器，所述第一指纹传感器和所述无线通信单元均与所述控制器电性连接，其中，所述第一指纹传感器设置在所述挖掘机的驾驶室外门把手上；

所述第一指纹传感器用于当待操作人员接触所述门把手时获取对应的指纹数据并由所述控制器通过所述无线通信单元发送到云服务器，以供所述云服务器进行指纹数据比对验证；

所述控制器还用于在接收到来自所述云服务器发送的验证成功信号后，控制打开驾驶室门锁以允许所述待操作人员进入及启机操作。

本实用新型的实施例具有如下优点：

本实用新型的技术方案通过在挖掘机的相应位置设置指纹传感器，不仅实现各挖掘机的集群式权限管理，还可以实现对挖掘机的操作人员进行身份验证，解决了现有挖掘机在使用钥匙打开门锁时钥匙易丢，以及钥匙易于仿制而导致对启动挖掘机的人员缺乏必要的身份验证等安全性问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例的一种挖掘机监测系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例的一种挖掘机的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-挖掘机监测系统；1-云服务器；2-挖掘机；

200-控制器；201-主控制器；202-门锁及启动管理控制器；

210-指纹传感器；211-第一指纹传感器；212-第二指纹传感器；

213-第三指纹传感器；220-无线通信单元；230-定位器；240-报警器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参照图1，本实施例提出一种挖掘机监测系统100，通过该挖掘机监测系统100可以实现对多台挖掘机的使用权限及使用情况进行管理及监测，通过对操作人员的身份进行验证，并将操作人员与对应的挖掘机的运行情况进行关联，这样方便后续的数据查看及设备管理等。

下面对该挖掘机监测系统100进行详细说明。

如图1所示，该挖掘机监测系统100包括一云服务器1和至少一台挖掘机2，每一台挖掘机2分别与该云服务器1建立通信连接，其中，各挖掘机2预先分配有唯一编号，而该云服务器1通过该唯一编号可以识别对应的挖掘机2。本实施例中，所述通信连接是指通过如wifi模块，gsm模块、3g模块、4g模块等等无线通信模块实现云服务器1与各挖掘机2之间的数据传输。

本实施例中，每一挖掘机2上设有至少一个指纹传感器210。若一待操作人员需要对挖掘机2执行相应操作，该挖掘机2可通过该指纹传感器210获取该待操作人员的指纹数据并将所述指纹数据发送到该云服务器1，以使云服务器1进行该待操作人员的身份验证。

而该云服务器1中预先存储有授权操作的指纹信息列表，即该指纹信息列表中记录了允许操作挖掘机2的已授权操作人员的指纹数据。

可以理解，挖掘机管理方通过预先将具备相应操作能力的操作人员的指纹信息录入，可保证远程的各挖掘机2仅允许由这些已授权的人员进行操作，而不允许未授权的人员进行操作，这样可防止不具备操作能力或操作能力不足的人员随意操作而造成设备损坏等，从而可保证各挖掘机2的使用安全及对设备的可靠管理等。当然，该指纹信息列表是可以实时更新的。例如，挖掘机管理方可以根据实际需要来增加新操作人员的指纹信息或删除原操作人员的指纹信息等。

于是，当接收到来自挖掘机2发送的待操作人员的指纹数据后，该云服务器1会将该指纹数据与该指纹信息列表进行比对，以验证该待操作人员是否为已授权的操作人员。示范性地，当该指纹信息列表中存在与该指纹数据相同的指纹信息时，即表示比对成功，云服务器1将发送验证成功信号到对应的挖掘机2，以使对应的挖掘机2允许该待操作人员进行相应操作。若是比对不成功，则云服务器1发送验证不通过信号到对应的挖掘机2。

其中，对于挖掘机2上的至少一指纹传感器210，各指纹传感器210可设置在不同的位置，以实现不同操作的身份验证及权限管理。

示范性地，如图2所示，该挖掘机2包括控制器200、第一指纹传感器211和无线通信单元220，该第一指纹传感器211和无线通信单元220均与该控制器200电性连接。示范性地，该无线通信单元220可包括但不限于为wifi模块、gsm模块、3g模块或4g模块等等。

其中，该第一指纹传感器211设置在挖掘机2的驾驶室外门把手上，用于当待操作人员接触所述门把手时获取其指纹数据并由该控制器200通过无线通信单元220发送到远程的云服务器1，以使云服务器1对该待操作人员进行身份验证。若该待操作人员的指纹数据比对成功，则该云服务器1将发送一验证通过信号到该挖掘机2。反之，若比对不成功，则发送一验证不通过信号。

于是，该控制器200用于在接收到来自该云服务器1发送的所述验证成功信号后，控制打开驾驶室门锁，以允许该待操作人员进入及启机操作。可以理解，若通过了该第一指纹传感器211的验证，则说明该待操作人员有进入驾驶室及启动挖掘机2的权限。

考虑到可能出现操作人员离开驾驶室而忘记及时将驾驶室门关闭，或者挖掘机2的启动钥匙丢失等情况，为进一步保证设备的安全操作，可选地，所述挖掘机2还包括第二指纹传感器212，该第二指纹传感器212与控制器200电性连接。

其中，该第二指纹传感器212设置在挖掘机2的启动开关上，用于当所述驾驶室门锁打开后的预设时间内未检测到启机操作时获取待操作人员的指纹数据，并由该控制器200通过无线通信单元220发送到远程的云服务器1。

于是，该控制器200还用于在接收到来自该云服务器1发送的所述验证成功信号后，解除启动开关的锁定状态以允许该待操作人员的启机操作。

可以理解，当待操作人员通过第一指纹传感器211的验证时，在上述的预设时间内该启动开关处于非锁定状态，此期间可允许直接启动挖掘机2。优选地，若在该预设时间内检测到启机操作时，则挖掘机2可不启动该第二指纹传感器212。而预设时间到达后，该启动开关将被锁定，此时将启动该第二指纹传感器212以对待操作人员进行身份验证。

可以理解，由于通过第一指纹传感器211的验证时，则该待操作人员具有启机操作的权限，而设置该预设时间是为防止当驾驶室门忘记关闭而有其他非法人员进入并进行启机操作的情况。示范性地，该预设时间可设为5分钟，10分钟或15分钟等等，具体时间可根据实际情况来设定。

进一步优选地，当挖掘机2成功启机后，该控制器200还用于实时检测设备运行状态并上报到云服务器1，以便挖掘机管理方进行实时监测。

相应地，该云服务器1用于当挖掘机2启机后，将比对成功的该待操作人员的指纹数据与接收到的挖掘机2发送的设备运行状态数据进行关联存储。例如，设备运行状态数据可包括但不限于为，启动时间、运行时间、停机时间、是否故障等。

可以理解，通过将待操作人员的指纹数据及对应的挖掘机2的设备运行状态数据进行关联存储，这样可方便挖掘机管理方随时掌握各挖掘机2的运行情况以达到监测目的。若是出现异常情况时，也可根据该存储的关联数据进行查看等。

进一步地，为更精确地了解各挖掘机2的运行线路，各挖掘机2上还分别设有定位器230，该定位器230与控制器200电性连接。当挖掘机2启机后，该控制器200还用于将由该定位器230记录的设备运行路线数据上报到云服务器1。示范性地，该定位器230可为gprs定位器等等。

相应地，该云服务器1还用于将比对成功的该待操作人员的指纹数据、该挖掘机2的设备运行状态数据及所述设备运行路线数据进行关联存储。

可以理解，通过将操作人员的身份验证及该定位器230获取的运行线路数据进行关联，可以方便挖掘机管理方实时掌握各挖掘机2的位置情况等。例如，可查看指派的操作人员是否在指定的时间到达目的地等。

可选地，该挖掘机2还包括报警器240，该报警器240与控制器200电性连接。例如，若该控制器200在接收到预设次数的来自云服务器1发送的所述验证不通过信号时则通过该报警器240发出警报。这样可及时通知相应的管理人员进行现场查看等。示范性地，该报警器240可为蜂鸣器和/或警示灯等等。

此外，考虑到该挖掘机2的维修需要具备一定经验的操作人员进行维修操作，为防止他人随意维修，进一步可选地，该挖掘机2还包括第三指纹传感器213，该第三指纹传感器213与控制器200电性连接。

其中，该第三指纹传感器213可设置在挖掘机2的维修仓门上，用于获取所述待操作人员的指纹数据，并由控制器200通过无线通信单元220发送到云服务器1。例如，该维修仓门可为该挖掘机2的维修侧门或机盖等。

为验证待操作人员是否具备维修资格，示范性地，该云服务器1预先存储的授权操作的指纹信息列表中还包括是否允许维修操作项，即若授权操作人员具备维修资格，则在对应的指纹信息列表中存储允许维修操作这一项数据。

相应地，该云服务器1还用于当所述指纹数据比对成功且查询到允许维修操作标志时，则发送验证成功和允许维修操作的信号到对应的挖掘机2，以使对应的挖掘机2允许该待操作人员打开仓门及进行维修操作。

本实施例中，该控制器200包括主控制器201和门锁及启动管理控制器202，其中，该主控制器201与该门锁及启动管理控制器202通过can总线进行数据传输。具体地，该门锁及启动管理控制器202与各指纹传感器210连接，用于检测并读取待操作人员的指纹数据，进而通过can总线通信将指纹数据发送给主控制器201。而该主控制器201与该无线通信单元220连接，可用于将该指纹数据发送到云服务器1进行验证。可以理解，该主控制器201还用于通过其他各类传感器获取设备的运行状态等。

示范性地，该门锁及启动管理控制器202可采用不同系列的微控制芯片实现，例如at89c(s)51x，stc12xx，msp430xx等系列。而该主控制器201同样可采用不同系列的微控制芯片实现，如stm32xx，sn8p2xx等等。

本实施例中，该指纹传感器210是指实现指纹采集的器件，主要分为光学指纹传感器和半导体指纹传感器。其中，该半导体指纹传感器又包括有光学指纹传感器、半导体电容传感器、半导体热敏传感器和半导体压感传感器等。例如，该指纹传感器210可采用如pdgxg指纹传感器、sy1807半导体指纹传感器、pace厂商的电容式指纹传感器等等。

本实施例的挖掘机监测系统通过在各挖掘机的相应位置设置指纹传感器，不仅实现可以实现对挖掘机的操作人员进行身份验证及权限管理，解决了现有挖掘机在使用钥匙打开门锁时钥匙易丢，以及钥匙易于仿制而导致对启动挖掘机的人员缺乏必要的身份验证等安全性问题。另一方面，对于挖掘机管理方而言，利用指纹传感器可以实现集群式权限管理，并将挖掘机的运行状态等数据及对应的操作人员的身份进行关联，从而可达到实时监测的目的等等。

实施例2

请参照图1和图2，本实施例提出一种挖掘机，该挖掘机上设有至少一个指纹传感器，本实施例的挖掘机与上述实施例1中的挖掘机具有相同的结构和功能。

示范性地，如图2所示，该挖掘机包括控制器200、无线通信单元220和第一指纹传感器211，该第一指纹传感器211和无线通信单元220均与控制器电性连接，该挖掘机可通过该无线通信单元220与云服务器建立通信连接。

其中，该第一指纹传感器211设置在挖掘机的驾驶室外门把手上，该第一指纹传感器211用于当待操作人员接触所述门把手时获取对应的指纹数据并由控制器200通过无线通信单元220发送到云服务器，以供云服务器进行指纹数据比对验证。

该控制器200用于在接收到来自云服务器发送的验证成功信号后，控制打开驾驶室门锁以允许该待操作人员进入及启机操作。

可以理解，本实施例的挖掘机对应于上述实施例1中的挖掘机，而上述实施例1中的挖掘机的可选项同样适用于本实施例，故在此不再详述。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。