CN112907928A - 一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统 - Google Patents

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李志鹏
张怡
石立京
丁跃进
郑杨
刘凯
王振兴
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Abstract

本发明公开一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，包括授时模块、数模转化采集模块、数据同步发送端、服务器和上位机；所述数模转化采集模块分别与授时模块、数据同步发送端及若干信号采集端连接，数据同步发送端与服务器连接，服务器与上位机连接，上位机分别与云备份端、显示端和打印端连接。本发明的挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，可实现多传感器信号的无线同步采集，解决了挖掘机多数据无法同步采集的问题，同时可提升挖掘机安全测试距离，通过对采集数据进行标识备份，方便二次测试时的数据拟合对比，提高了挖掘机的测试效率。

Description

一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统
技术领域
本发明涉及一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，属于挖掘机领域。
背景技术
挖掘机是工程建设中最主要的工程机械之一，在实际工作过程中，需要多泵多阀联合控制，多动作协调操作，实现物料的挖掘及装载工作。因此，挖掘机在调试过程中，需要对各泵阀及执行元件的运行状态进行测量，进而需要对众多的测试点进行采样、分析和记录。
传统的数据采集设备，需要通过集中模块给传感器供电，并读取测试数据，同时实验人员需要通过上位机系统有线连接集中模块来实现数据的采集工作，而集中模块的价格随着接口数量的增加而大幅增长。传统的数据采集方式同时会存在安全隐患，有线连接可能会因挖掘机的不当操作而造成绞线等安全问题，影响测试进度。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统。
为了实现上述目的，本发明采用的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，包括授时模块、数模转化采集模块、数据同步发送端、服务器和上位机；
所述数模转化采集模块分别与授时模块、数据同步发送端及若干信号采集端连接，数据同步发送端与服务器连接，服务器与上位机连接，上位机分别与云备份端、显示端和打印端连接。
作为改进，所述数模转化采集模块通过屏蔽双绞线与授时模块连接。
作为改进，所述授时模块具有实时通过CAN总线发送时间的功能，时间精度在毫秒级。
作为改进，所述数模转化采集模块通过导线与信号采集端连接。
作为改进，所述信号采集端用于采集压力传感器信号、温度传感器信号、加速度传感器信号、角度传感器信号或CAN数据信号中的至少一种。
作为改进，所述数模转化采集模块将采集的信号及时间标识信号进行收集合并，转换为TCP/IP报文，通过无线局域网传输至数据同步发送端。
作为改进，所述数据同步发送端通过移动网络与服务器互传数据。
作为改进，所述数据同步发送端具有将数模转化采集模块采集的数据进行同步正时的功能。
作为改进，所述上位机具有从服务器下载数据文件的功能及信号处理功能，所述信号处理功能采用算术平均法、模糊控制算法或卡尔曼滤波器方法中的至少一种。
作为改进，所述上位机与云备份端通过无线网络连接，上位机分别与显示端和打印端通过导线连接。
与现有技术相比，本发明的挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，可实现多传感器信号的无线同步采集，解决了挖掘机多数据无法同步采集的问题，同时可提升挖掘机安全测试距离，通过对采集数据进行标识备份，方便二次测试时的数据拟合对比，提高了挖掘机的测试效率。
附图说明
图1为本发明的原理示意图；
图中：1、授时模块，2、数模转化采集模块Ⅰ，3、数模转化采集模块Ⅱ，4、数据同步发送端，5、服务器，6、上位机，7、第一信号采集端，8、第二信号采集端，9、第三信号采集端，10、第四信号采集端，11、第五信号采集端，12、第六信号采集端，13、云备份端，14、显示端，15、打印端。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。
如图1所示，一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，包括授时模块1、数模转化采集模块Ⅰ2、数模转化采集模块Ⅱ3、数据同步发送端4、服务器5和上位机6；
所述数模转化采集模块Ⅰ2分别通过导线与第一信号采集端7、第二信号采集端8和第三信号采集端9连接，所述数模转化采集模块Ⅱ3分别通过导线与第四信号采集端10、第五信号采集端11和第六信号采集端12连接，信号采集端与挖掘机本体相连，信号采集端用于采集的信号源包括但不限于压力传感器信号、温度传感器信号、加速度传感器信号、角度传感器信号和CAN数据信号；
所述数模转化采集模块Ⅰ2、数模转化采集模块Ⅱ3分别与授时模块1采用屏蔽双绞线连接，授时模块1实时发送当前运行时间，时间精度为毫秒级，数模转化采集模块将时间戳与采集数据同步打包；所述数模转化采集模块Ⅰ2、数模转化采集模块Ⅱ3分别与数据同步发送端4通过无线网络连接，数模转化采集模块Ⅰ、Ⅱ分别将打包后的数据按照TCP/IP协议进行编码上传；
所述数据同步发送端4将数模转化采集模块Ⅰ、Ⅱ上传的WiFi数据进行读取并存储，转换为可解析的数据格式文件，进一步的，数据同步发送端4将各采集模块上传的数据依据时间戳进行分类提取，完成数据整合，实现时间戳下的数据同步对应。更进一步的，数据同步发送端4通过连接4G/5G网络，将数据文件上传至服务器5；
所述上位机6具有的信号处理功能包括算术平均法、模糊控制算法或卡尔曼滤波器方法中的一种或几种，可以实现数据的处理显示等功能，同时上位机6还可以实现对服务器5上的数据进行分类存储及二次比对功能，上位机6与云备份端13通过无线网络连接进行云备份，上位机6分别与显示端14和打印端15通过导线连接，实现在显示端14上实时显示数据曲线，在打印端15上打印测试报告及比对结果。
分类存储功能具体如下：
以挖掘机的测试工况负载为依据进行分类存储知识库。
挖掘机上主泵一的压力信号和主泵二的压力信号是挖掘机工况的决定条件。然而在挖掘机工作过程中，因主泵压力突变性大，直接计算分类会造成策略误判，故需对主泵一的压力信号和主泵二的压力信号进行滑动平均滤波，滤掉其突变值，提高精确度。随后，对主泵一和主泵二的循环数据进行截取，对单个循环内的主泵数据进行插值拟合，通过插值获取特征公式，并进行存储。进而，依据特征公式可以对相似测试数据进行同轴比对分析。
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，包括授时模块(1)、数模转化采集模块、数据同步发送端(4)、服务器(5)和上位机(6)；
所述数模转化采集模块分别与授时模块(1)、数据同步发送端(4)及若干信号采集端连接，数据同步发送端(4)与服务器(5)连接，服务器(5)与上位机(6)连接，上位机(6)分别与云备份端(13)、显示端(14)和打印端(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，所述数模转化采集模块通过屏蔽双绞线与授时模块(1)连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，所述授时模块(1)具有实时通过CAN总线发送时间的功能，时间精度在毫秒级。
4.根据权利要求1所述的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，所述数模转化采集模块通过导线与信号采集端连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，所述信号采集端用于采集压力传感器信号、温度传感器信号、加速度传感器信号、角度传感器信号或CAN数据信号中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，所述数模转化采集模块将采集的信号及时间标识信号进行收集合并，转换为TCP/IP报文，通过无线局域网传输至数据同步发送端(4)。
7.根据权利要求6所述的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，所述数据同步发送端(4)通过移动网络与服务器(5)互传数据。
8.根据权利要求1或6所述的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，所述数据同步发送端(4)具有将数模转化采集模块采集的数据进行同步正时的功能。
9.根据权利要求1所述的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，所述上位机(6)具有从服务器(5)下载数据文件的功能及信号处理功能，所述信号处理功能采用算术平均法、模糊控制算法或卡尔曼滤波器方法中的至少一种。
10.根据权利要求1或9所述的一种挖掘机多信号无线同步采集及分类系统，其特征在于，所述上位机(6)与云备份端(13)通过无线网络连接，上位机(6)分别与显示端(14)和打印端(15)通过导线连接。
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