工程机械数据采集系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种工程机械数据采集系统及方法，该工程机械数据采集系统包括工程机械控制器和上位机，所述工程机械控制器用于检测工程机械上的信号源的性能数据信号并将所述性能数据信号经过预定处理后传输给上位机，所述上位机用于存储、显示以及分析所述性能数据信号。相比现有的大多数专业的数据采集仪器，工程机械控制器具有更通用的信号检测功能和对各类信号的适应能力，它可以获取传感器检测的信号、控制部件的动作信号和通信部件的通讯信号，工程机械控制器几乎能检测所有工程机械所需的信号类型，因此大大增强了工程机械数据采集系统的信号采集范围和能力，减小了对传感器类型的依赖。
【专利说明】工程机械数据采集系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种工程机械数据采集系统和方法。
【背景技术】
[0002]对于工程机械行业而言，目前大多数专业的数据采集仪器都为进口设备，价格昂贵的同时，这些仪器设备对工程机械领域的适用性不强，主要表现在以下几个方面:首先，专业的数据采集仪器一般不是针对工程机械设计，其体积和重量大，且基本基于成熟的个人台式电脑平台，野外测试携带不方便；其次，对工程机械所需要的电流，PWM，加速度，应变，位移，压力等信号的测试有比较强的选择性，通用性较差，一般一种仪器只在某些方面比较强，而其它方面的测试能力就比较弱，其不是针对工程机械的实际情况来设计；再次，抗振等级和抗污染能力，温度适应等方面，不适应工程机械的测试环境，故障率高；另外，由于其所有的数据采集通道都基本固定在一个机箱上，不管测试的信号通道多少，都必须把仪器携带至测试地点，可变性不强，仪器的通道使用率不高。基于以上原因，这些设备适合在厂内(场内)测试的使用环境，最好不需要频繁移动，工作环境也不能太恶劣。而且其后期维护成本也较高，使其大范围推广使用受到限制。
[0003]为了适应上述专业测试仪器的各种不足，便携式数据采集仪器应运而生，目前质量比较好的便携式数据采集仪器也基本是国外的，价格昂贵，且其具有以下不足:1、现有的便携式数据采集仪器，输入端口有限，功能单一，对测试信号类型比较挑剔，一般只能测试几种比较单一的信号类型；2、无工程机械所需的CAN 口，也没有电流，PWM等信号采集和传输功能；3、对传感器比较挑剔，非定制传感器不能使用，造成日常使用成本高。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提出一种工程机械数据采集系统，该工程机械数据采集系统不但可以采集所有的工程机械数据信号，还能实现数据的存储、再现和分析功能；另外，本发明还提供了 一种工程机械数据采集方法。
[0005]一方面，本发明提供了一种工程机械数据采集系统，包括工程机械控制器和上位机，所述工程机械控制器用于检测工程机械上的信号源的性能数据信号并将所述性能数据信号经过预定处理后传输给上位机，所述上位机用于存储、显示以及分析所述性能数据信号。
[0006]进一步地，所述工程机械数据采集系统还包括通讯电缆，所述通讯电缆用于连接工程机械控制器和上位机，所述工程机械控制器与上位机之间实现有线传输。
[0007]进一步地，所述工程机械数据采集系统还包括信号快速拔插系统，所述信号快速拔插系统设有用于快速拔插的输入插口和输出插口且还包括信号获取线缆和信号输入电缆，工程机械控制器设有CAN 口，信号获取线缆和信号输入电缆的端部设有与所述输入插口和输出插口相匹配的拔插头；所述信号输入电缆连接CAN 口与输出插口，信号获取线缆连接输入插口和信号源。[0008]进一步地，所述信号源包括工程机械上的传感器、控制部件或通信部件。
[0009]进一步地，所述工程机械控制器上安装有无线发射器，所述上位机上安装有无线接收器，所述工程机械控制器与上位机之间实现无线数据信号传输。
[0010]进一步地，所述上位机为移动电脑。
[0011]进一步地，所述工程机械控制器上还设有闪存接口。
[0012]另一方面，本发明还提供一种工程机械数据采集方法，包括以下几个步骤:
[0013]数据采集，采集工程机械的性能数据信号；
[0014]数据预加工，对所述性能数据信号进行初步地加工处理；
[0015]数据传输，将经过预加工后的所述性能数据信号传输给上位机；
[0016]数据再现，通过上位机对所述性能数据信号进行存储或在线显示。
[0017]进一步地，所述工程机械数据采集方法还包括数据分析的步骤，上位机通过组态软件对所述性能数据信号进行加工和分析。
[0018]进一步地，所述工程机械数据采集方法还包括离线存储步骤。
[0019]本发明提供的一种工程机械数据采集系统，包括工程机械控制器和上位机，所述工程机械控制器用于检测工程机械上的信号源的性能数据信号并将所述性能数据信号经过预定处理后传输给上位机，所述上位机用于存储、显示以及分析所述性能数据信号。相比现有的大多数专业的数据采集仪器，工程机械控制器具有更通用的信号检测功能和对各类信号的适应能力，它可以获取传感器检测的信号，或者控制部件的动作信号，或者通信部件的通讯信号，工程机械控制器几乎能检测所有工程机械所需的信号类型，例如:工程机械所需要的电流、PWM、加速度、应变、位移、压力等信号，因此大大增强了工程机械数据采集系统的信号采集范围和能力，减小了对传感器类型的依赖，大大节约了试验成本的同时，极大的方便了信号繁多的工程机械数据测试；另外，工程机械控制器体积较小，便于携带，而且能适应比较恶劣的环境，提高了其适应能力；另外，工程机械控制器与上位机之间能实现通讯，上位机可以即时存储以及再现工程机械控制器检测的性能数据，方便了操作者对工程机械使用情况的监控。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021]图1为本发明具体实施中工程机械数据采集系统的信号检测流程示意图。
【具体实施方式】
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0023]本发明具体实施例提供了一种工程机械数据采集系统，用于采集工程机械所需的各种性能数据，如图1所示，该工程机械数据采集系统具体包括工程机械控制器3和上位机，所述工程机械控制器3用于检测工程机械上的信号源I的性能数据信号并将所述性能数据信号经过预定处理后传输给上位机，所述的预定处理可以是对波形的整理或者过滤，经过预定处理的性能数据信号传输更为方便，也便于上位机的识别和显示，上位机用于存储、显示以及分析性能数据信号。
[0024]需要说明的是，上位机可以是便携的笔记本电脑4，且笔记本电脑4与工程机械之间的信号传输可以是有线传输，例如，笔记本电脑4和笔记本电脑4之间可以通过通讯电缆7相连，工程机械控制器3和笔记本电脑4上都设有标准的用于快速拔插的输入插口和输出插口，通讯电缆7端部设有与输入插口和输出插口相匹配的拔插头，这样，在进行检测的时候，便于工程机械控制器3与笔记本电脑4之间的快速连接，不需要繁琐的接线过程，有利于提高检测效率。优选地，工程机械数据采集系统还包括信号快速拔插系统2，所述信号快速拔插系统2设有用于快速拔插的输入插口和输出插口且还包括信号获取线缆5和信号输入电缆6，工程机械控制器3设有CAN 口，信号获取线缆5和信号输入电缆6的端部设有与所述输入插口和输出插口相匹配的拔插头；所述信号输入电缆6连接CAN 口与输出插口，信号获取线缆5连接输入插口和信号源I。
[0025]另外，上述的信号源I不限于传感器，还可以是工程机械上其它的信号端子，例如控制部件传输来的信号，或者通信传输的信号，具体为工程机械所需要的电流、电压、PWM、加速度、速度、应变、位移、压力等信号。
[0026]为了便于对性能数据信号进行更好的显示和分析，笔记本电脑4还安装有专用的组态软件，对工程机械控制器3传输过来的性能数据信号进行再次加工，然后通过显示器显示出来，从而可以实现数据存储，在线监控，测试数据回放，简单数据分析等功能，大大提高了数据采集的效率。
[0027]另外，作为上述具体实施例的一种替代方案，笔记本电脑4与工程机械之间的信号传输可以是无线传输，工程机械控制器3自带有无线发送器，笔记本电脑4安装有无线接收器，当进行施工的工程机械需要进行检测的时候，如果操作者不便于到达施工现场，就可以通过无线通讯来进行检测。工程机械启动后，工程机械控制器3就能实时进行性能数据信号的采集，并通过无线发送器发送至基站，再由基站转发至笔记本电脑4，这样，利用工程机械控制器3和笔记本电脑4之间的无线传输功能就可以实现远程数据监控及回传功能，可实现遥控测试机器各项参数，不需要去工地现场，即可获取所有测试数据，在本地获取所有数据曲线，该方案中的工程机械数据采集系统应用于环境比较恶劣的工地测试和野外测试，具有十分优越的特点。
[0028]另外，工程机械控制器3还可以实现离线存储功能，具体地，可以在该工程机械控制器3上开设闪存接口，插入闪存装置，工程机械启动后就能及时地存储检测数据，可以进行定期地数据分析；工程机械控制器采集的数据可实时存储于闪存装置中，实现无人操作的离线数据记录。
[0029]本发明具体实施例中的工程机械控制器3相比现有的大多数专业的数据采集仪器，具有更通用的信号检测功能，它可以获取传感器检测的信号，或者控制部件的动作信号，或者通信部件的通讯信号，工程机械控制器3几乎能检测所有工程机械所需的信号类型，例如:工程机械所需要的电流、PWM、加速度、应变、位移、压力等信号，因此大大增强了工程机械数据采集系统的信号采集范围和能力，减小了对传感器类型的依赖；另外，工程机械控制器3体积较小，便于携带，而且能适应比较恶劣的环境，提高了其适应能力；另外，工程机械控制器3与笔记本电脑4之间能实现通讯，笔记本电脑4可以实时存储以及再现工程机械控制器3检测的性能数据，方便了操作者对工程机械使用情况的监控；再者，该工程机械数据采集系统实现了专用工程机械测试仪器和便携式测试仪器的结合，以及在线测试设备和离线测试设备的结合。
[0030]本发明具体实施例还提供了一种利用上述工程机械数据采集系统进行数据采集的工程机械数据采集方法，具体可以包括以下几个步骤:
[0031]1、数据采集，利用工程机械控制器3采集工程机械的性能数据信号；
[0032]2、数据预加工，工程机械控制器3对所述性能数据信号进行初步地加工处理；
[0033]3、数据传输，工程机械控制器3将经过预加工后的所述性能数据信号传输给笔记本电脑4 ;
[0034]4、数据再现，上位机对所述性能数据信号进行存储或在线显示。
[0035]再进一步的技术方案中，该工程机械数据采集方法还包括数据分析的步骤，笔记本电脑4安装有专用的组态软件，并通过组态软件对所述性能数据信号进行加工和分析，从而实现数据存储，在线监控，测试数据回放，简单数据分析等功能。
[0036]另外，该工程机械数据采集方法还包括离线存储步骤，即在数据传输步骤中，不用笔记本电脑4进行在线存储和监测，而是连接临时存储设备，先将性能数据临时存储起来，然后定期或不定期地进行数据分析。
[0037]需要说明的是，数据传输步骤中，工程机械控制器3和笔记本电脑4之间可以是有线通讯，也可以通过GPS进行无线通讯。
[0038]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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】
1.一种工程机械数据采集系统，其特征在于，包括工程机械控制器(3)和上位机，所述工程机械控制器(3)用于检测工程机械上的信号源(I)的性能数据信号并将所述性能数据信号经过预定处理后传输给上位机，所述上位机用于存储、显示以及分析所述性能数据信号。
2.根据权利要求1所述的工程机械数据采集系统，其特征在于，还包括通讯电缆(7)，所述通讯电缆(7 )用于连接工程机械控制器(3 )和上位机，所述工程机械控制器(3 )与上位机之间实现有线传输。
3.根据权利要求2所述的工程机械数据采集系统，其特征在于，还包括信号快速拔插系统(2)，所述信号快速拔插系统(2)设有用于快速拔插的输入插口和输出插口且还包括信号获取线缆(5 )和信号输入电缆(6 )，工程机械控制器(3 )设有CAN 口，信号获取线缆(5 )和信号输入电缆(6)的端部设有与所述输入插口和输出插口相匹配的拔插头；所述信号输入电缆(6)连接CAN 口与输出插口，信号获取线缆(5)连接输入插口和信号源(I)。
4.根据权利要求1所述的工程机械数据采集系统，其特征在于，所述信号源(I)包括工程机械上的传感器、控制部件或通信部件。
5.根据权利要求1所述的工程机械数据采集系统，其特征在于，所述工程机械控制器(3)上安装有无线发射器，所述上位机上安装有无线接收器，所述工程机械控制器(3)与上位机之间实现无线数据信号传输。
6.根据权利要求1-5任一项所述的工程机械数据采集系统，其特征在于，所述上位机为移动电脑(4)。
7.根据权利要求1-5任一项所述的工程机械数据采集系统，其特征在于，所述工程机械控制器(3)上还设有闪存接口。
8.—种工程机械数据采集方法，其特征在于，包括以下几个步骤: 数据采集，采集工程机械的性能数据信号； 数据预加工，对所述性能数据信号进行初步地加工处理； 数据传输，将经过预加工后的所述性能数据信号传输给上位机； 数据再现，通过上位机对所述性能数据信号进行存储或在线显示。
9.根据权利要求8所述的工程机械数据采集方法，其特征在于，所述工程机械数据采集方法还包括数据分析的步骤，上位机通过组态软件对所述性能数据信号进行加工和分析。
10.根据权利要求8所述的工程机械数据采集方法，其特征在于，所述工程机械数据采集方法还包括离线存储步骤。
【文档编号】G05B19/042GK103676741SQ201310667066
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】王世旺, 刘超, 齐振峰 申请人:湖南三一路面机械有限公司