基于物联网的挖掘机配件电商平台系统及方法与流程

本发明属于设备故障检测及管理，尤其涉及一种基于物联网的挖掘机配件电商平台系统及方法。

背景技术：

1、挖掘机配件市场是个极其错综复杂的工业产品市场，机型配件种类众多。目前工程机械挖掘机配件采购采取线上和线下相结合的方式，客户线上浏览货物、下单，然后线下进行交易。客户群主体为挖掘机维修工。维修工购物前需要先对挖掘机进行一次故障检测，然后根据自己的专业知识判断出设备故障，再在线上购买所需配件，等配件送达后才能开始维修。设备维修时间因等待快递而加长，导致很多维修工宁愿实体店购买配件，电商平台的使用率不高，且工程机械维修市场的信用体系尚未完善；电商平台客户流动性大，没有粘性，现有的电商平台缺少对挖掘机的监测、管理、维修、配件交易进行统一管理的功能，导致电商平台线上交易率低，回款困难，客户流失率高等问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种基于物联网的挖掘机配件电商平台系统及方法，以解决上述的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的一种基于物联网的挖掘机配件电商平台系统及方法的具体技术方案如下：

3、一种基于物联网的挖掘机配件电商平台系统，包括前端智能车载终端、远程监测诊断中心、电商平台和传输网络，所述前端智能车载终端与挖掘机的车辆控制器电连接，所述前端智能车载终端与远程监测诊断中心通过传输网络通信连接，所述电商平台与远程监测诊断中心通过传输网络通信连接，所述前端智能车载终端用于对挖掘机数据进行实时采集，并将数据上传至远程监测诊断中心；所述远程监测诊断中心用于对前端智能车载终端采集的信息进行分析处理，通过可视化形式展示出来，并通过电商平台的锁机指令控制前端智能车载终端对挖掘机进行开/锁机；所述电商平台用于进行挖掘机配件交易，并获取远程监测诊断中心的故障检测结果。

4、进一步地，所述前端智能车载终端包括数据采集装置和音频信号采集装置，所述数据采集装置安装在挖掘机上，通过can总线连接设于挖掘机各关键部位的传感器，所述数据采集装置包括数据采集箱体和置于数据采集箱体内的第一通信模块、第一控制单元，所述数据采集箱体表面嵌有数据显示模块、数据采集模块；所述第一通信模块、数据显示模块、数据采集模块均与第一控制单元相连，所述第一控制单元将各传感器采集到的数据经由第一通信模块发送到远程监测诊断中心；所述音频信号采集装置包括音频信号采集箱体和置于音频信号采集箱体内的第二通信模块5、第二控制单元3、警报模块2、信号放大模块4；所述音频信号采集箱体的表面嵌有音频信号显示模块6和麦克风模块1；所述第二通信模块5、音频信号显示模块6、警报模块2均与第二控制单元3相连，所述麦克风模块1经信号放大模块4与第二控制单元3相连。

5、进一步地，所述麦克风模块1包括医用听诊头、橡胶软管、驻极体电容传声器和供电电路，所述医用听诊头固定于音频信号采集箱体的底部，紧贴于放置的平面或者物体，与橡胶软管相连，所述橡胶软管另一头与驻极体电容传声器相连，所述供电电路为驻极体电容传声器提供电源，所述医用听诊头采集音频信息，经由橡胶软管将音频信息传递到驻极体电容传声器，所述驻极体电容传声器将音频信号转化为电信号，经过信号放大模块4进行放大，经由第二通信模块5发送到远程监测诊断中心。

6、进一步地，所述远程监测诊断中心包括第三通信模块和数据分析模块，所述第三通信模块与第一通信模块和第二通信模块进行通信，所述数据分析模块接收数据采集装置采集的传感器数据和音频信号采集装置采集的音频信号，通过计算实现挖掘机故障的故障诊断与预测。

7、本发明还公开了一种基于物联网的挖掘机配件电商平台系统的控制方法，包括如下步骤：

8、步骤1：安装数据采集装置：将数据采集装置与挖掘机的can总线连接；

9、步骤2：传感器数据采集与传输：打开数据采集装置，实时采集所安装挖掘机的运行数据，通过第一通信模块与后端服务器建立连接，并实时上传数据至远程监测诊断中心；

10、步骤3：安置音频信号采集装置：将n个音频信号采集装置置于挖掘机的不同位置，n≥4，所有音频信号采集装置不能够置于同一平面中，将音频信号采集装置底部紧贴于放置面，放置面必须平整；

11、步骤4：音频信号的采集与传输：打开音频信号采集装置，开始接收监控部位的音频信号，监控部位的异常震动经由空气、地面传播到音频信号采集装置，通过声音探头将采集的音频信息传递到驻极体电容传声器，驻极体电容传声器将音频信号转化为电信号，经过信号放大模块进行放大，经由第二通信模块发送到远程监测诊断中心；

12、步骤5：数据分析判断：远程监测诊断中心的数据分析模块接收数据采集装置采集的传感器数据和音频信号采集装置采集的音频信号，分析判断挖掘机状态；

13、步骤6：电商平台用户和车辆信息录入：将挖掘机车主注册电商平台用户，并与其车辆信息进行绑定；

14、步骤7：远程监测诊断中心将诊断结果推送到电商平台，用户登录电商网站后查看所属车辆的诊断信息；

15、步骤8：用户登录电商网站购买商品或选择线下服务，当用户选择线下维修保养店或维修工时，电商平台通过调度系统调度合适的资源给用户；

16、步骤9：接单的线下维修保养店和维修工查看用户的车辆数据和诊断信息，根据诊断信息在网站购买挖掘机所需更换的配件；

17、步骤10：配件送达后门店或维修工进行线下维修；

18、步骤11：当维修完成但是用户拖欠维修款或者有其他违约行为时，系统管理人员通过远程监测诊断中心给数据采集装置下发锁机命令将车辆进行锁机，直至用户付完款，系统管理人员下发解锁命令将车辆解锁。

19、进一步地，所述步骤5的数据分析判断包括如下步骤：

20、步骤5.1：利用数据采集装置采集的传感器数据来判断挖掘机故障；

21、步骤5.2：利用不同位置音频信号采集装置采集信号判断故障；

22、步骤5.3：挖掘机故障信息的重构。

23、进一步地，所述步骤5.1包括如下具体步骤：

24、步骤5.1.1：将传感器数据与系统设置阈值进行判断；

25、步骤5.1.2：如果步骤5.1.1有传感器结果异常，则将步骤5.1.1的判断结果导入挖掘机故障树系统，得到故障结果；

26、步骤5.1.3：如果故障树系统不能解析故障，则将异常数据导入专家系统进行二次分析判断得出故障结果；

27、步骤5.1.4：根据历史数据进行挖掘机故障的预诊断：基于历史异常数据，统计故障出现的频率和出现时间得出挖掘机继续按当前状态运行时异常运行参数的参数值变化趋势，从而推测出下一运行周期异常运行参数对应的参数值，以此来进行挖掘机故障的预测。

28、进一步地，所述步骤5.2包括如下具体步骤：

29、步骤5.2.1：声源定位，方法如下：

30、假设音频信号采集装置xi在挖掘机内的坐标为(xi,yi,zi)，声源s的坐标为(x,y,z)，根据能量随传播距离衰减的比例关系有表达式：令则故当r≠1时，整理可知上式为球面方程，圆心坐标c12(u,v,w)和半径r为：

31、

32、故根据四个音频信号采集装置的窗口能量比即可确定故障点的三维空间位置；

33、当音频信号采集装置数量超过四个时，采用以下不同的方式确定声源的位置：

34、i)任意选取四个音频信号采集装置，即共有种音频信号采集装置选择方法；任意选取四个音频信号采集装置，求取每一种采集方法下的声源信号的空间位置，求取各空间位置的平均值，以此作为最终的声源信号的位置；

35、ii)任意选取四个音频信号采集装置，即共有种音频信号采集装置选择方法；求取每一种采集方法下的声源信号的空间位置，求取各空间位置的方均根，以此作为最终的声源信号的位置；

36、步骤5.2.2：声源类型判断,方法如下：

37、i)对声源类型进行建模：通过音频信号采集装置采集挖掘机上各种发声情况的声源时域信号，基于傅里叶变换或小波变化方法得到声源信号的频域信息，时域信号波形由50hz和300hz的声波频率信号组成；提取出频率信息后，根据海明窗功率谱估计或blackman功率谱估计得到

38、声源信号标准频率，最终建立各种发声情况与标准频率的声音模型；ii)对声源类型进行判断：通过音频信号采集装置实时采集挖掘机上声源的时域信号，将时域信号转化为频域信息，根据声源信号不同频率下的功率谱密度大小得到该声源信号标准频率，将标准频率与声音模型相结合从而判断发声情况，用神经网络深度训练正常状态下的声音阵列标准模型，根据实时采集的数据与标准模型对比判断故障，结合挖掘机的空间模型，分析声源具体属于哪类物品，并在远程监测诊断中心上显示物体类型、发声原因，当数据分析模块判断声源的发生情况为紧急情况时，向音频信号采集装置发送信息，控制单元启动警报模块，发出报警信息声提醒机上的人员。

39、进一步地，所述步骤5.3包括如下具体步骤：

40、步骤5.3.1：在挖掘机上坐标系上确定一坐标原点，定位音频信号采集装置的坐标，并将坐标原点、音频信号采集装置的坐标信息及其采集的声音信息发送到远程监测诊断中心；

41、步骤5.3.2：当挖掘机发生故障后，在远程监测诊断中心确定挖掘机故障信号的声源位置；

42、步骤5.3.3：在挖掘机的传感器数据判断出故障信息后，为判断故障原因提供依据。

43、进一步地，所述步骤11的锁机和解锁的方法包括如下步骤：

44、系统管理员在远程监测诊断中心将锁机命令通过网络下发到安装在车辆上的前端智能车载终端，前端智能车载终端通过can总线与车辆控制器连接，将锁机命令通过can总线转发给车辆控制器，车辆控制器执行锁机命令，根据车辆当前工作状态，在确保锁机成功及锁机安全的前提下，车辆控制器采取的锁机方式包括3种：若整车发动机未启动，则限制发动机启动，此种锁机为完全锁机；若发动机已启动，但未作业，则限制发动机转数，此为部分锁机；若车辆在作业，则当前不进行锁定，等车辆下次启动时锁定，此为下次启动锁机；

45、解锁则是系统管理员将解锁命令到前端智能车载终端，然后转发给车辆控制器，车辆控制器执行解锁命令，解锁有效时间一直持续到下次锁机前。

46、本发明的一种基于物联网的挖掘机配件电商平台系统及方法具有以下优点：本发明的挖掘机配件电商平台系统包括前端智能车载终端、远程监测诊断中心、电商平台和传输网络，通过前端智能车载终端检测并控制挖掘机的故障和启停，并通过远程监测诊断中心将数据同步到电商平台，电商平台能够掌握挖掘机的故障情况和控制挖掘机启停，加快了挖掘机的维修速度，增强了维修的准确度，完善了国内工程机械维修市场的信用体系，增加了电商平台用户粘性。