基于蓄电池电压的工程车开工状况分析装置的制作方法

本发明涉及一种监测装置，尤其是涉及一种基于蓄电池电压的工程车开工状况分析装置。

背景技术：

目前工程车的开工状况分析是一项系统的工作，包括油耗分析，台班统计，开工率，作业场景细分等，这些分析需要安装很多的传感器，比如加速度传感器，陀螺仪，红外探测器，声学类传感器以及摄像头等，这些传感器技术已经非常成熟，可以按照需要组合成复杂的传感器系统为不同的应用场景探测信息。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于蓄电池电压的工程车开工状况分析装置，解决了工程车的开工状况监测的问题，其技术方案如下所述：

一种基于蓄电池电压的工程车开工状况分析装置，在蓄电池正极和搭铁之间设置有分压电阻，以及电容c41、c42进行滤波，再通过tvs二极管d10防护后送入adc转换器通过转换公式得到电压值，由上式得到的值，按照200hz的采样频率将值存入内存中作为分析样本，送入bpnn模型中训练。

所述分压电阻包括电阻r72、电阻r74，两个电阻串联，电阻值分别是r72＝100k，r74＝10k。

电容的值为c41＝0.1μf，c42＝10μf。

具体计算公式为：

其中valueadc---------adc转换器得到的值

r74＝10kω

r72＝100kω

vbat---最终得到的电压值。

所述基于蓄电池电压的工程车开工状况分析装置能够快速的识别出发动机启动，停止，以及动力过载，过热造成的熄火等事件，依托这些事件能够快速的统计工程车的开工状况，如果引入震动波形还可以分析出工作种类，比如土方活石方活打锤等。

附图说明

图1是四缸发动机的启动电压曲线示意图1；

图2是四缸发动机的启动电压曲线示意图2；

图3是四缸发动机的启动电压曲线示意图3；

图4是所述基于蓄电池电压的工程车开工状况分析装置的电路结构示意图；

图5是工程车的电压采集中蓄电池、分压电阻以及adc转换器的连接关系示意图。

具体实施方式

工程车的电压采集是通过连接蓄电池正极和搭铁之间的分压电阻以及adc转换器得到的，连接关系如图5所示通过基尔霍夫电流定理得到实时电压，该电压采集频率为200hz。

工程车启动马达工作时将会拉低蓄电池的电压，蓄电池放电特性与内阻及负载相关，蓄电池放电时内阻的变化在本文所述的方法中可忽略影响。

发动机启动的前3个点火周期根据四钢和六缸机点火方式的差异，启动马达呈现的电流曲线有略微差异，本发明只展示四缸发动机的启动电压曲线。

如图1所示，四缸发动机同一时间两缸交替做功，启动马达动作瞬间是蓄电池电压启动过程的最低点，如图1中波形a点，当带动曲轴压缩气缸到上止点时电压呈现出抛物线的走势，在上止点时，蓄电池电压到达第一个拐点，如图1中波形b点，此时在上止点的两个气缸点火做功，启动马达负载马上下降，电压开始第二次抛物线上升过程，当另外两个气缸到达上止点时蓄电池电压到达第二个拐点，如图1中波形c点，后面根据发动机的实际工作及点火情况出现3-4个拐点，比如d点，也可能不会出现或者拐点不显著等，发动机启动后蓄电池电压会逐渐升高，此后会出现两种情况，发动机启动后充电单元如果立即充电，蓄电池电压会逐步升高到比原静止状态电压高1v以上的位置，如图1中波形e点，如果充电单元延迟工作，则首先到达一个比原静止状态电压稍低的位置，然后在一分钟以内再次升高至比静止状态高1v以上的位置，如图2，前一个阶段是因为启动后汽车耗电变大，而充电单元未充电，电压无法恢复至静止水平，第二次升高是因为此时充电单元才开始向电池充电，图1和图2列出发动机启动过程钟电压的实际波形。图3则是启动延迟充电的波形。

如图4所示，本发明的硬件设计：

电压取样电路由adc连接端子和连接串联分压电阻r72、r74组成，经过c41、c42(c41＝0.1μf，c42＝10μf)滤波以及d10防护后送入adc转换器得到电压值。具体计算公式为：

其中valueadc---------adc转换器得到的值

r74＝10kω

r72＝100kω

vbat---最终得到的电压值。

由上式得到的值，按照200hz的采样频率将值存入内存中作为分析样本，送入bpnn模型中训练，并且根据车辆振动情况判断发动机是否启动作为样品反馈。这种学习机制在多个设备上同时训练，并且每台设备产生的样品都会同步到其他的设备上，这样大大减少了模型收敛的时间。在样品初期能够快速的识别出发动机启动，停止，以及动力过载，过热造成的熄火等事件，依托这些事件能够快速的统计工程车的开工状况，如果引入震动波形还可以分析出工作种类，比如土方活石方活打锤等。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种基于蓄电池电压的工程车开工状况分析装置，在蓄电池正极和搭铁之间设置有分压电阻，以及电容C41、C42进行滤波，再通过TVS二极管D10防护后送入ADC转换器通过转换公式得到电压值，由上式得到的值，按照200Hz的采样频率将值存入内存中作为分析样本，送入BPNN模型中训练。所述基于蓄电池电压的工程车开工状况分析装置能够快速的识别出发动机启动，停止，以及动力过载，过热造成的熄火等事件，依托这些事件能够快速的统计工程车的开工状况，如果引入震动波形还可以分析出工作种类，比如土方活石方活打锤等。

技术研发人员：周俊;邵林;孙彦龙;佟帅
受保护的技术使用者：北京信达众联科技有限公司
技术研发日：2019.06.17
技术公布日：2019.08.13