一种工程机械用集成控制单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种工程机械用集成控制单元，包括：控制器，其包括主控芯片和电路主板，所述主控芯片设置在所述电路主板上；集成在所述控制器的所述电路主板上的定位和通信电路，该定位和通信电路与所述控制器的主控芯片通过所述电路主板上的通讯接口进行板级高速并行总线连接。本实用新型的控制单元采用集成的方式设计，相对于分立模块组成的系统体积小，能够节省安装空间，简化装配作业流程，提高装配效率和整机的可靠性。
【专利说明】—种工程机械用集成控制单元
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，特别是一种工程机械用集成控制单元。
【背景技术】
[0002]目前工程机械控制系统是采用单一功能的可编程逻辑控制器、定位与通讯模块以及防雷模块和黑匣子模块等分立的电路单元组合而成。而采用单一功能的电路模块构成系统时，模块之间的电气连接设计比较复杂，安装空间需求较大，相对成本较高。
[0003]作为该控制系统中的重要模块之一，定位与通讯模块用于工程机械的远程定位和数据交换。使用分立的定位与通讯模块对工程机械产品的使用工况、产品分布情况进行分析，为产品市场定位提供信息，特别是对采用分期付款的工程机械进行资产管控，当客户拖欠还款时，通过定位与通讯模块进行目标定位和工程机械锁车，锁车后工程机械无法开机工作。但采用分立的定位与通讯模块很容易被屏蔽或拆除，定位与通讯模块被屏蔽或拆除后工程机械仍能正常工作，形成部分客户恶意拖欠货款，造成主机厂的财产损失。
[0004]另外，工程机械控制器需要黑匣子进行作业工况数据的存储记录，为管理者对设备进行有效管理提供真实可靠的数据，有效的预防和抑制事故的发生，杜绝安全生产隐患，并同时为质监部门提供详实的数据查询，以供管理部门在制度的执行过程中有据可依，量化管理。但采用分立的黑匣子模块，由于需要外部的通讯线束连接，数据的传输速度相对较低，数据记录依赖于电气连接的外部线束，可靠性差，容易造成因干扰或线路问题导致的总线通讯故障，进而导致黑匣子数据记录不完整，系统的可靠性低。
[0005]并且，工程机械控制器有被雷电击坏的风险，通常需要在系统中增加防雷模块，但对于分立的防雷模块选型比较困难，价格较高，由于受到测试仪器的限制入厂检验无法进行，产品的质量、可靠性无法保证。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种工程机械用集成控制单元，以减少定位与通讯模块被恶意屏蔽和拆除的可能性。
[0007]本实用新型提供一种工程机械用集成控制单元，包括:
[0008]控制器，其包括主控芯片和电路主板，所述主控芯片设置在所述电路主板上；
[0009]集成在所述控制器的所述电路主板上的定位和通信电路，该定位和通信电路与所述控制器的主控芯片通过所述电路主板上的通讯接口进行板级高速并行总线连接。
[0010]进一步地，所述控制器还包括:集成在所述电路主板上的黑匣子数据存储电路，其与所述控制器的主控芯片通过所述电路主板上的通讯接口进行板级高速并行总线连接。
[0011]进一步地，所述控制器还包括防雷电路接口，该防雷电路接口集成在所述电路主板上。
[0012]进一步地，所述防雷电路接口上安装有防雷保护功能电路的元件。
[0013]进一步地，所述控制器还包括:电源电路、电池以及输入/输出电路，所述电源电路、电池以及输入/输出电路均设置在所述电路主板上，所述主控芯片与所述电源电路和所述输入/输出电路连接，所述电池与所述电源电路和所述定位和通信电路连接。
[0014]进一步地，所述定位和通信电路、黑匣子数据存储电路和所述防雷电路接口均焊接在所述电路主板上。
[0015]进一步地，所述控制器为PLC控制器。
[0016]进一步地，所述定位和通信电路为GPS/GPRS电路。
[0017]本实用新型的有益效果如下:
[0018]本实用新型的定位和通信电路是通过例如焊接的方式集成在控制器的电路主板上的，因此只能采用破坏性的手段进行拆除；定位和通信电路和控制器的主控芯片之间通过电路主板上的总线实现数据传输，没有外部电线连接，电路主板上的总线被切断后,整个电路板即被破坏，而一旦数据通信在设定的时间内一直处于中断状态，该主控芯片就会停止工作。因此，本实用新型的集成控制单元采用集成的方式，一旦定位和通信电路被人为破坏，则整个工程机械均无法正常工作，因此，增加了部分客户恶意屏蔽和破环定位和通信电路模块的成本，一定程度上达到了防拆的效果。
[0019]并且，整个系统可共用一颗控制芯片，相对于多个独立模块的每个模块均需要一颗控制芯片，降低了控制系统的成本，同时便于实现整个系统的故障诊断。
[0020]在一个实施例中，本实用新型的黑匣子数据存储电路集成于该控制单元主板之上，并采用板级高速并行通讯总线，和外界电路没有任何电气连接，数据传输速度快，系统运行的时效性好，存储数据的容量大，抗电磁干扰能力强。本实用新型的防雷电路接口集成在该控制单元的电源入口处，防雷保护功能电路的元件可以选择安装，构成灵活的控制器单元，系统配置灵活，系统设计的针对性强，性价比做到最优。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0022]图1为本实用新型的工程机械用集成控制单元的一个具体实施例。
[0023]图2为本实用新型的工程机械用集成控制单元的另一个具体实施例。
【具体实施方式】
[0024]图1为本实用新型的工程机械用集成控制单元的一个具体实施例。如图1所示，本实用新型的集成控制单元包括控制器，该控制器包括了主控芯片、电路主板，主控芯片设置在所述电路主板上；另外，在该电路主板上还设置有定位和通信电路，该定位和通信电路发送工程机械的位置信息至管理平台，以对工程机械的位置进行实时反馈。该定位和通信电路与该主控芯片通过该电路主板上的通讯接口进行板级高速并行总线连接。本控制单元采用集成于一体的设计方法，定位和通信电路直接设计集成于本控制单元之中。本控制单元和定位和通信电路没有外部导线之间的互连，而是在电路板内采用总线的方式连接，真正实现了定位和通信电路的防拆。
[0025]另外，工程机械控制器需要黑匣子进行作业工况数据的存储记录，为管理者对设备进行有效管理提供真实可靠的数据，有效的预防和抑制事故的发生，杜绝安全生产隐患，并同时为质监部门提供详实的数据查询，以供管理部门在制度的执行过程中有据可依，量化管理。因此，本具体实施例中也包括黑匣子数据存储电路，其保存所述主控芯片记录的作业工况数据记录、并通过所述定位和通信电路将所述作业工况数据记录发送到所述管理平台。将黑匣子存储电路直接设计在控制单元的主板上，控制单元的主控芯片通过通讯接口与黑匣子存储电路直接进行通讯，该黑匣子数据存储电路集成在电路主板上，其与控制器的主控芯片通过电路主板上的通讯接口进行板级高速并行总线连接，读取和存入时间达到纳秒级；数据存储空间闻达几GB以上。
[0026]另外，该控制器还包括:电源电路、电池以及输入/输出电路，所述电源电路、电池以及输入/输出电路均设置在所述电路主板上，所述主控芯片与所述电源电路和所述输入/输出电路连接，所述电池与所述电源电路和所述定位和通信电路连接。
[0027]图2为本实用新型的工程机械用集成控制单元的另一个具体实施例。与上述第一具体实施例不同的是，该第二实施例中增加了防雷电路接口。如图2所示，防雷电路接口集成在该控制单元的电源入口处，该防雷电路接口集成在所述电路主板上，通过所述电路主板上的通讯接口与主控芯片进行板级高速并行总线连接。在该防雷电路接口上，可安装有防雷保护功能电路的元件，该防雷保护功能电路的元件可以为下述元件的一种:陶瓷气体放电管、半导体放电管、固体放电管、瞬态电压抑制器、瞬态抑制二极管等。防雷电路接口上的元件可以选择安装，构成灵活的控制器单元，系统配置灵活，系统设计的针对性强，性价比做到最优。
[0028]在本实用新型的第一实施例和第二实施例中，定位和通信电路、黑匣子数据存储电路和/或所述防雷电路均采用焊接的方式集成在所述电路主板上。
[0029]根据实际工况的需要，在一个具体实施例中，控制器为PLC控制器，定位和通信电路为GPS/GPRS电路。
[0030]该控制单元采用集成的方式设计，相对于分立模块组成的系统体积小，能够节省安装空间，简化装配作业流程，提高装配效率和整机的可靠性。
[0031]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种工程机械用集成控制单元，其特征在于，包括: 控制器，其包括主控芯片和电路主板，所述主控芯片设置在所述电路主板上； 集成在所述控制器的所述电路主板上的定位和通信电路，该定位和通信电路与所述控制器的主控芯片通过所述电路主板上的通讯接口进行板级高速并行总线连接。
2.如权利要求1所述的工程机械用集成控制单元，其特征在于:还包括: 集成在所述电路主板上的黑匣子数据存储电路，其与所述控制器的主控芯片通过所述电路主板上的通讯接口进行板级高速并行总线连接。
3.如权利要求2所述的工程机械用集成控制单元，其特征在于:还包括防雷电路接口，该防雷电路接口集成在所述电路主板上。
4.如权利要求3所述的工程机械用集成控制单元，其特征在于:所述防雷电路接口上安装有防雷保护功能电路的元件。
5.如权利要求1所述的工程机械用集成控制单元，其特征在于:所述控制器还包括: 电源电路、电池以及输入/输出电路，所述电源电路、电池以及输入/输出电路均设置在所述电路主板上，所述主控芯片与所述电源电路和所述输入/输出电路连接，所述电池与所述电源电路和所述定位和通信电路连接。
6.如权利要求3所述的工程机械用集成控制单元，其特征在于:所述定位和通信电路、黑匣子数据存储电路和所述防雷电路接口均焊接在所述电路主板上。
7.如权利要求1所述的工程机械用集成控制单元，其特征在于:所述控制器为PLC控制器。
8.如权利要求1所述的工程机械用集成控制单元，其特征在于:所述定位和通信电路为GPS/GPRS电路。
【文档编号】G05B19/05GK204009495SQ201420364482
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】王建军, 朱长建, 宋文生, 赵忠祥, 韩菲 申请人:徐州重型机械有限公司