CN101135908A

CN101135908A - 工程机械监控器

Info

Publication number: CN101135908A
Application number: CNA2007101753910A
Authority: CN
Inventors: 陶伟; 彭德刚
Original assignee: BEIJING BOCHUANGXINGGONG SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING BOCHUANGXINGGONG SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2007-09-29
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2008-03-05

Abstract

本发明公开了一种工程机械监控器，其特征在于它包括基于ARM架构的32位嵌入式微处理器和与其连接的外围电路，所述外围电路主要由大容量内存芯片、CAN、RS232、RS485总线接口电路、键盘接口电路及接收用户控制指令的键盘、液晶屏接口电路及实时显示工程机械运行状态的显示器组成；所述总线和各种接口连接工程机械的各类传感器；所述接口中的通讯接口，连接有GSM/GPRS双模式无线通讯模块；所述微处理器通过扩展采集卡与GPS定位模块连接。本发明的优点及积极效果是：处理速度快，接口丰富；实时性强，稳定可靠；人机交互能力强；虚拟仪表，稳定可靠，精度高；采用了坚固耐用的壳体和防水插座，整体防尘防水能力强。

Description

工程机械监控器

技术领域

本发明涉及一种基于嵌入式技术的监控设备，尤其是对工程机械进行监控的设备。

现有技术

现有的工程机械车辆监控器多采用指针式仪表，以实现水温、油温、机油压力等工程机械运行状态参数的实时显示。指针式仪表相对于虚拟仪表精度差，结构复杂，可靠性低，人机交互能力差；并且现有系统实现的功能较为简单，一般不支持CAN总线通讯，系统的扩展能力也很有限；另外，现有的工程机械监控器通用性差，难以用于各种工程机械上；最后，现有的工程机械监控器防尘、防水能力差，一般只能满足轻度的防尘和防水要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于嵌入式技术的工程机械监控器，以解决工程机械系统的人机交互、故障诊断、自动报警、通用性和远程通讯等技术问题。

本发明所述的工程机械监控器，它包括基于ARM(Advanced RISCMachines的缩写，翻译为“进阶精简指令集机器”)架构的32位嵌入式微处理器和与其连接的外围电路，所述外围电路主要由大容量内存芯片、CAN、RS232、RS485总线接口电路、键盘接口电路及接收用户控制指令的键盘、液晶屏接口电路及实时显示工程机械运行状态的显示器组成；所述总线和各种接口连接工程机械的各类传感器；所述接口中的通讯接口，连接有GSM/GPRS双模式无线通讯模块；所述微处理器通过扩展采集卡与GPS定位模块连接；所述工程机械监控器的电路板安装在壳体内；工程机械监控器的RS232接口、RS485接口和CAN总线接口分别和工程车辆上的232/485/CAN(ControllerArea Network，即控制器局域网络)总线控制器连接，PWM接口和车辆发动机检测接口连接，A/D采集接口和车辆各种传感器连接，I/O输入输出接口为检测和控制标准数字接口。

所述接口电路包括1个RS232标准接口、1个RS485标准接口、1个支持CAN2.0B的CAN总线接口、2路PWM接口、8路10位A/D采集和4路I/O输入输出接口。

LCD显示器和操作键盘安装在壳体前面板上，接口插座及电源插座为防水插座结构，安装在壳体后盖上。

本发明同现有的技术相比，优点及积极效果是：

1.采用了32位高性能ARM微控制器，处理速度快，接口丰富；

2.采用了源码公开的实时操作系统μC/OS-II，实时性强，稳定可靠；

3.大屏幕的LCD显示器和键盘接口，人机交互能力强；

4.虚拟仪表，稳定可靠，精度高；

5.采用了坚固耐用的壳体和防水插座，整体防尘防水能力强(可以达到IP65)。

附图说明

图1是本发明的电路原理框图。

图2是本发明的软件体系结构图。

图3是本发明的软件流程图。

图4是本发明的壳体前面板的结构框图(主视图)。

图5是本发明的壳体后盖的结构框图(后视图)。

图6是本发明的壳体左视图。

具体实施方式

本发明通过采用大屏幕LCD液晶显示器显示的虚拟仪表，提供给用户更好的人机交互能力；系统整体结构简单、可靠性强、精度高，具备较高的集成度和性价比；系统功能强大，支持故障诊断和自动报警功能，全面支持RS-232总线、RS485总线、CAN总线、A/D采集和PWM接口和I/O输入输出接口，通用性好，并且可以按照用户实际需要通过总线扩展GPS定位模块、GPRS通讯模块、采集卡等功能模块，扩展能力强；系统的防尘防水能力强，监控器壳体的所有位置都可达到IP65的防尘防水等级。工程机械监控器通过总线和各种接口，对工程机械的工作状态进行监控，并在监控器的LCD上实时显示工程机械的运行状态，同时可以对工程机械的状态信息进行处理，具有故障诊断和自动报警；系统提供在线电子说明书，方便用户随时查阅；监控器可以通过前面板上的按键接收用户的控制指令，实现相应控制功能；通过扩展采集卡、GPS定位模块、GSM/GPRS通讯模块，监控器可获取工程机械的实时位置信息，与管理中心实时通讯，获取更多的工程机械运行状态参数；系统提供类似“黑匣子”的数据记录功能，记录系统的运行时间和在机车发生故障或重大事故时的历史运行信息，方便相关人员确定事故原因。

本发明的电路硬件结构采用基于ARM架构的32位嵌入式微处理器为内核，外围扩展了大容量内存以及键盘接口电路、液晶屏接口电路、CAN、RS232、RS485等总线接口电路。系统的硬件构架如图1所示。本发明的存储器容量：8MB SDRAM+16MB FLASHROM；操作系统：实时嵌入式μC/OS-II操作系统；开发环境：C语言，MINIGUI图形用户接口库，ARM-ADS1.2调试软件，嵌入式仿真软件Up-ICE；接口：1个RS232标准接口、1个RS485标准接口、1个CAN总线接口，支持CAN2.0B、2路PWM、8路10位A/D采集、4路I/O输入输出接口；显示器类型：STN单色和TFT真彩可选；解析度：240×128、320×240、640×480可选；支持虚拟仪表；电源接口宽压输入9～36V，功率小于5W，工作温度-20℃～70℃；防护等级：监控器所有位置均为IP65防尘防水。工程机械监控器的RS232接口、RS485接口和CAN总线接口分别和工程车辆上的232/485/CAN总线控制器连接，以实现工程机械监控器和工程车辆的数据通讯，实时获得工程车辆的运行状态，并在必要时通过总线控制器控制车辆运行。PWM接口和车辆发动机检测接口连接，以实现监控车辆发动机转速。A/D采集接口和车辆各种传感器连接，通过采集车辆传感器输出的模拟信号量，以实时获得车辆运行状态。I/O输入输出接口用于检测和控制标准数字接口。

本监控器的软件平台，采用了一种公开源代码的实时多任务内核μC/OS-II操作系统，在μC/OS-II的上层扩展了文件管理系统、图形用户接口和监控器底层硬件驱动程序，如存储器系统、UART、CAN总线、LCD显示等，以及在此操作系统之上移植的MINIGUI图形用户接口库，共同建立了一个适合本软件开发的，开放的操作系统平台和图形用户接口平台。本监控器的软件体系结构如图2所示。

软件的运行流程如图3所示。系统上电后，软件首先对32位微控制器进行硬件初始化，设置其工作模式。硬件初始化结束后，系统启动μC/OS-II操作系统，并依次启动系统的其它硬件资源(LCD、按键等)。程序进而进入MINIGUI图形用户接口库，建立相关控件，生成最终用户界面。本发明的壳体结构参见图4至图6。工程机械监控器的电路板安装在壳体内，LCD显示器和操作键盘安装在壳体前面板上，接口插座及电源插座为防水插座结构，安装在壳体后盖上。图4至图6中，1是壳体前面板、2是产品标志、3是LCD显示器、4是键盘、5是安装孔、6是缓冲垫、7是壳体后盖、8是防水插座。

Claims

1.一种工程机械监控器，其特征在于它包括基于ARM架构的32位嵌入式微处理器和与其连接的外围电路，所述外围电路主要由大容量内存芯片、CAN、RS232、RS485总线接口电路、键盘接口电路及接收用户控制指令的键盘、液晶屏接口电路及实时显示工程机械运行状态的显示器组成；所述总线和各种接口连接工程机械的各类传感器；所述接口中的通讯接口，连接有GSM/GPRS双模式无线通讯模块；所述微处理器通过扩展采集卡与GPS定位模块连接；所述工程机械监控器的电路板安装在壳体内；工程机械监控器的RS232接口、RS485接口和CAN总线接口分别和工程车辆上的232/485/CAN总线控制器连接，PWM接口和车辆发动机检测接口连接，A/D采集接口和车辆各种传感器连接，I/O输入输出接口为检测和控制标准数字接口。

2.如权利要求1所述的一种工程机械监控器，其特征在于所述接口电路包括1个RS232标准接口、1个RS485标准接口、1个支持CAN2.0B的CAN总线接口、2路PWM接口、8路10位A/D采集和4路I/O输入输出接口。

3.如权利要求1所述的一种工程机械监控器，其特征在于LCD显示器和操作键盘安装在壳体前面板上，接口插座及电源插座为防水插座结构，安装在壳体后盖上。