CN101774383B - 山地单轨运输遥控车遥控装置 - Google Patents

Abstract

一种山地单轨运输遥控车遥控装置，在无人驾驶的情况下安全、灵活的控制及掌握山地单轨运输遥控车的具体运行情况，该山地单轨运输遥控车遥控装置包括车载控制仪和手持控制器两大部分；车载控制仪向手持控制器无线发送山地单轨运输遥控车的位置、请求运行及故障信息，接收手持控制器发出的控制数据、执行手持控制器发送的控制命令；手持控制器由控制人员在远距离操作控制，对山地单轨运输遥控车转速及位置信息无线实时采集。

Description

山地单轨运输遥控车遥控装置

技术领域

本发明涉及一种山地单轨运输遥控车遥控装置，以降低劳动强度、提高运输效率，确保山地单轨运输遥控车在无人驾驶的情况下安全、灵活的控制及掌握山地单轨运输遥控车的运行情况。

背景技术

经济林果的种植在山区经济发展中占有举足轻重的地位，而林果采摘及运输问题是林果种植中必须要考虑的问题。目前一些地区还存在的林果运输技术装备落后的现状，特别在车辆无法进入的山地果林区采摘下的果实仍采用的是人工运输、畜力车运输、摩托车运输或小型农用车运输，这些运输手段不仅效率低、劳动强度大，而且或多或少都对森林生态造成破坏，因此在不破坏自然地理环境条件下，研制容易架设轨道、不妨碍作物的种植及生长、不受地形限制的山地单轨运输遥控车是山区经济林果运输方式的发展趋势。

发明内容

本发明设计的山地单轨运输遥控车遥控装置包括车载控制仪和手持控制器两大部分，所述车载控制仪向所述手持控制器无线发送山地单轨运输遥控车的位置、请求运行及故障信息，接收所述手持控制器发出的控制数据、执行所述手持控制器发送的控制命令；所述车载控制仪包括ARM9处理器S3C2410X芯片、车载控制仪LCD显示器、旋转编码器检测装置、转换检测电路及鉴相电路、5*4键盘、障碍物检测装置、报警电路、运动控制装置、GPRS模块以及电源电路；所述车载控制仪LCD显示器显示所述山地单轨运输遥控车当前的具体位置及驱动轮的转速；所述旋转编码器检测装置安装于所述山地单轨运输遥控车驱动轮上，所述旋转编码器内光栅码盘与所述山地单轨运输遥控车驱动轮同轴，所述旋转编码器内光栅码盘与所述山地单轨运输遥控车驱动轮同速旋转，当在T时间内，测出所述旋转编码器检测装置的输出的脉冲个数为M，所述山地单轨运输遥控车驱动轮半径为R，所述旋转编码器检测装置每转输出脉冲数为N，所述山地单轨运输遥控车驱动轮的速度用V表示，则

$V=\frac{M*2\mathrm{\πR}}{\mathrm{NT}}$

如果把所述旋转编码器检测装置从所述山地单轨运输遥控车运动开始到时间T内所述旋转编码器检测装置输出的脉冲个数用G表示，则在时间T内所述山地单轨运输遥控车所走过的距离S为：

$S=\frac{G*2\mathrm{\πR}}{N}$

所述障碍物检测装置采用红外传感器获取山地单轨运输遥控车运行前方轨道上的障碍物信息；当检测到有障碍物时，车载控制仪中障碍物检测装置输出的为高电平，没有障碍物的时候，车载控制仪中障碍物检测装置输出的为低电平；山地单轨运输遥控车车载控制仪ARM9处理器S3C2410X芯片通过障碍物检测装置输入的高低电平的判断来识别是否有障碍物；当所述障碍物检测装置中的红外传感器检测到有障碍物信号时向车载控制仪的ARM 9处理器S3C2410X芯片输入高电平发出中断请求，车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X芯片进行中断处理后将所述山地单轨运输遥控车车载控制仪运动控制装置中的第一舵机、所述山地单轨运输遥控车车载控制仪运动控制装置中的第二舵机均复位、经所述报警电路输出报警信号并驱动山地单轨运输遥控车紧急停车；障碍物排除后障碍物检测装置中的红外传感器向车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X芯片输入低电平，车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X芯片进行处理后经所述报警电路停止报警并继续驱动所述山地单轨运输遥控车按照控制指令运行；

所述运动控制装置控制所述山地单轨运输遥控车的运行速度和运行方向；

所述GPRS模块控制所述车载控制仪、所述手持控制器之间的无线数据传输；

所述手持控制器包括ARM9处理器S3C2410X芯片、手持控制器LCD显示器、GPRS模块、功能键盘、电源电路；

所述手持控制器由控制人员在远距离操作控制，对所述山地单轨运输遥控车驱动轮的转速及位置信息无线实时采集，所述手持控制器LCD显示器远距离观察所述山地单轨运输遥控车运行情况并及时发出控制命令。

其中所述旋转编码器检测装置、转换检测电路，完成所述车载控制仪ARM9处理器S3C2410X芯片电压、I/O端口电压、旋转编码器检测装置输入电压的电压匹配；所述旋转编码器检测装置输出两路脉冲输出信号A、B，经所述转换检测电路后得到相位相差90°的脉冲信号A’、B’，当所述山地单轨运输遥控车前进时，所述旋转编码器检测装置顺时针旋转时，A’输出波形超前B’输出波形90°；当所述山地单轨运输遥控车后退时，所述旋转编码器检测装置逆时针旋转时，A’输出波形比B’输出波形滞后90°；A’、B’脉冲信号输入到所述鉴相电路，C为所述鉴相电路的输出信号，与ARM9处理器S3C2410X芯片相连；当C输出的电平信号为“1”时表示所述山地单轨运输遥控车前进，C输出的电平信号为“0”时表示所述山地单轨运输遥控车后退。

其中对所述山地单轨运输遥控车驱动轮速度V、所述山地单轨运输遥控车走过的距离S在所述山地单轨运输遥控车中途停止、往复运动、驱动轮转动不到一周时进行修正。如果所述山地单轨运输遥控车中途停止时，在T时间内所述旋转编码器检测装置的输出脉冲个数为0，则所述山地单轨运输遥控车驱动轮速度V为0；如果所述山地单轨运输遥控车往复运动，根据所述山地单轨运输遥控车前进和后退时所述旋转编码器检测装置分别输出的脉冲个数，得出单向运动的脉冲个数，计算所述山地单轨运输遥控车走过的距离S；如果所述山地单轨运输遥控车驱动轮转动不到一周，得出所述山地单轨运输遥控车驱动轮转动不到一周所述旋转编码器检测装置输出的脉冲个数与所述驱动轮转动一周的脉冲个数的比值，根据所述脉冲个数的比值与所述驱动轮的周长，计算所述山地单轨运输遥控车驱动轮转动不到一周所走的距离，实现精确定位。

其中所述的旋转编码器检测装置是HMR-10G系列的旋转编码器。

该发明具有如下控制功能：

远距离遥控山地单轨运输遥控车沿单轨无人自动运行，包括：山地单轨运输遥控车的启动、停止、换档、制动；

将山地单轨运输遥控车运行的状态，如：山地单轨运输遥控车驱动轮的转速、山地单轨运输遥控车具体运行的位置、山地单轨运输遥控车运行中的障碍物信息实时发送到手持控制器上，并通过手持控制器LCD显示器远距离观察山地单轨运输遥控车运行情况；

手持控制器携带方便，控制者可在地面不同位置对山地单轨运输遥控车进行控制，无须固定在地面山地单轨运输遥控车控制室中，也无须连接Internet网络。

本发明的目的是：基于山地林果生产的特点，可对山地单轨运输遥控车的速度和位置实时监测，控制山地单轨运输遥控车装载果农及果品等物资往返，能满足经济林果大规模生产的需要。

附图说明

附图1：山地单轨运输遥控车遥控装置系统总体架构图

附图2：山地单轨运输遥控车遥控装置车载控制仪结构框图

附图3：山地单轨运输遥控车遥控装置手持控制器结构框图

附图4：山地单轨运输遥控车遥控装置测速装置连接图

附图5：山地单轨运输遥控车遥控装置脉冲数据计算框图

附图6：山地单轨运输遥控车遥控装置转速、位置计算框图

附图7：山地单轨运输遥控车遥控装置无线数据传输框图

附图8：山地单轨运输遥控车遥控装置运动控制装置连接图

附图9：山地单轨运输遥控车遥控装置舵机输出轴机电接口装置图

附图10：山地单轨运输遥控车遥控装置故障处理框图

附图11：山地单轨运输遥控车遥控装置紧急停车控制电路图

附图12：山地单轨运输遥控车遥控装置车载运动控制系统框图

具体实施方式

一种山地单轨运输遥控车，该山地单轨运输遥控车能在无人驾驶的情况下安全、灵活地控制并让使用者掌握山地单轨运输遥控车具体的运行情况。山地单轨运输遥控车包括发动机、动力传动系统和山地单轨运输遥控车遥控装置，其中山地单轨运输遥控车遥控装置包括车载控制仪和手持控制器。下面针对山地单轨运输遥控车遥控装置的控制具体说明，如附图1所示，山地运输遥控车遥控装置包括车载控制仪和手持控制器两大部分。

车载控制仪是一个小型ARM(Advanced RISC Machines，即高性能RISC处理器)嵌入式系统，安装于山地单轨运输遥控车上，完成对山地单轨运输遥控车驱动轮的转速及山地单轨运输遥控车位置信息实时检测、山地单轨运输遥控车运行中障碍物检测、通过GPRS模块向手持控制器无线发送山地单轨运输遥控车的位置、请求运行及故障信息、接收手持控制器发出的控制数据、执行手持控制器发送的控制命令、分别在车载控制仪及手持控制器的LCD显示器上显示山地单轨运输遥控车当前的具体位置及驱动轮的转速，既可在车载控制仪的LCD显示器上近距离的观察山地单轨运输遥控车运行情况也可通过手持控制器的LCD显示器远距离观察山地单轨运输遥控车的运行情况。

如附图2所示，山地单轨运输遥控车遥控装置车载控制仪包括ARM9处理器S3C2410X芯片、LCD显示器、旋转编码器检测装置、转换检测电路及鉴相电路、5*4键盘、障碍物检测装置、报警电路、运动控制装置、GPRS模块以及电源电路。

车载控制仪具有遥控运行和车载运行两种工作模式，在遥控运行工作模式时车载控制仪在手持控制器控制下完成对山地单轨运输遥控车驱动轮转速及位置实时检测、控制及状态显示；在遥控运行工作模式时车载控制仪中的ARM9处理芯片接收GPRS模块的运动控制指令，通过运动控制装置输出山地单轨运输遥控车运动命令；在山地单轨运输遥控车运行过程中通过障碍物检测装置自动检测前方障碍物信息并进行处理、报警并通过GPRS模块将报警信息发送至手持控制器，在手持控制器LCD显示器上显示报警信息；在运行过程中通过旋转编码器检测装置及转换检测电路自动检测山地单轨运输遥控车当前的具体位置及驱动轮的转速，并通过GPRS模块将山地单轨运输遥控车位置及驱动轮的转速信息发送至手持控制器，在手持控制器LCD显示器上显示山地单轨运输遥控车当前的位置及驱动轮的转速信息。在车载运行工作模式时车载控制仪可独立完成对山地单轨运输遥控车驱动轮转速及位置实时检测、控制及状态显示；在车载运行工作模式时车载控制仪中的ARM9处理器S3C2410X芯片接收5*4键盘输入的运动控制指令，通过运动控制装置输出山地单轨运输遥控车运动命令；在山地单轨运输遥控车运行过程中通过障碍物检测装置自动检测前方障碍物信息并进行处理及报警；在运行过程中通过旋转编码器检测装置及转换检测电路自动检测山地单轨运输遥控车当前的具体位置及驱动轮的转速并在车载控制仪LCD显示器上显示。

手持控制器是一个小型ARM嵌入式系统，由控制人员在远距离如林果卸货点、地面控制室等地操作控制，完成对山地单轨运输遥控车驱动轮转速及位置信息无线实时采集、通过LCD显示器远距离观察山地单轨运输遥控车运行情况并及时发出控制命令。如图3所示，手持控制器包括ARM9处理器S3C2410X芯片、LCD显示器、GPRS模块、功能键盘、电源电路。在山地单轨运输遥控车遥控运行工作模式时手持控制器通过GPRS模块接收车载控制仪的运行请求信息、发送运动控制命令；在山地单轨运输遥控车运行过程中接收车载控制仪检测到的驱动轮速度、位置及故障信息，并在LCD显示器上显示故障报警信息及山地单轨运输遥控车当前的位置及驱动轮的转速信息。

山地单轨运输遥控车遥控装置定位、测速装置

山地单轨运输遥控车遥控装置定位、测速装置包括旋转编码器检测装置、转换检测电路、鉴相电路、ARM9处理芯片。

旋转编码器检测装置，这里我们选用HMR-10G系列的旋转编码器，响应频率能达到100KHz，1024脉冲/每转，电源电压为10V-30V。将旋转编码器检测装置安装于山地单轨运输遥控车的驱动轮上，由于旋转编码器光栅码盘与驱动轮同轴，光栅码盘与山地单轨运输遥控车驱动轮同速旋转，经旋转编码器内部检测装置检测输出若干脉冲信号，通过检测到的脉冲个数结合车上的一些原始参数如驱动轮半径、车前进或倒退的方向等可计算出车的位置、转速及转向。

车载控制仪使用的ARM9处理器芯片主板输入电压5V，经电压稳压进入I/O端口要求电压为3.3V。根据旋转编码器检测装置电源电压要求在10V-30V之间，该旋转编码器检测装置使用电源为12V，其输出脉冲幅值为12V，而车载控制仪中ARM9处理器芯片允许输入的脉冲幅值为3.3V，故外围硬件电路还需要一个转换检测电路。如附图4所示，A、B为旋转编码器检测装置输出的脉冲序列，脉冲幅值为12V；A′、B′为经转换检测电路电平转换后的脉冲序列，脉冲幅值为3.3V；该旋转编码器检测装置有A、B两路脉冲输出信号，经转换检测电路得到A′、B′脉冲信号，A′、B′脉冲信号相位相差90°，当山地单轨运输遥控车前进时，旋转编码器检测装置顺时针旋转时，A′输出波形超前B′输出波形90°；当山地单轨运输遥控车后退时，旋转编码器检测装置逆时针旋转时，A′输出波形比B′输出波形滞后90°。如附图4所示的鉴相电路，A′、B′脉冲信号输入到鉴相电路，C为鉴相电路的输出信号，与ARM9处理器芯片相连；附图4中C输出是一个电平信号，当C输出为“1”时表示山地单轨运输遥控车前进，C输出为“0”时表示山地单轨运输遥控车后退。根据A′、B′两路脉冲的超前滞后情况即可判断出山地单轨运输遥控车前进与后退的方向。

旋转编码器检测装置输出脉冲的个数送入ARM9处理器，程序计算出当前车的转速。

如果在T时间内，测量出旋转编码器检测装置的输出脉冲数为M，山地单轨运输遥控车驱动轮半径为R，旋转编码器检测装置每转输出脉冲数为N，驱动轮的速度用V表示：

$V=\frac{M*2\mathrm{\πR}}{\mathrm{NT}}---\left(1\right)$

如果把旋转编码器检测装置从山地单轨运输遥控车运动开始到时间T内旋转编码器检测装置输出的脉冲个数用G表示，则在时间T内山地单轨运输遥控车所走过的距离S为：

$S=\frac{G*2\mathrm{\πR}}{N}---\left(2\right)$

在用上述二公式对山地单轨运输遥控车的位置、驱动轮速度计算时还要考虑山地单轨运输遥控车中途停止、往复运动、驱动轮转动不到一周的情况，若山地单轨运输遥控车中途停止，在T时间内计得脉冲数为0，可判断出车速为0；若山地单轨运输遥控车往复运动，可根据山地单轨运输遥控车前进和后退分别计得的脉冲数，计算出单向运动的脉冲差值，再计算出山地单轨运输遥控车的位置；若驱动轮转动不到一周，计算出山地单轨运输遥控车驱动轮转动不到一周计得的脉冲数与驱动轮转动一周的脉冲数的比值，根据此比值及驱动轮的周长，算出驱动轮转动不到一周所走的距离，实现精确定位。

山地单轨运输遥控车遥控装置定位、测速方法

第一步骤是山地单轨运输遥控车脉冲数据计算

对旋转编码器检测装置脉冲数据采集在车载控制仪中是采用中断方式完成的，选择外部中断EXTINT0和EXTINT11。如附图5所示，中断的产生分别来自旋转编码器检测装置经转换检测电路后的A′脉冲和判向脉冲C。当C脉冲的电平由低变高时，表示山地单轨运输遥控车运行方向为前进，CPU命令中断EXINT0正向计数，正向脉冲值p开始计数，当脉冲数大于等于一个周期(1024个脉冲)时，正向圈数h加1，正向脉冲值清零重新计数；当C脉冲的电平由高变低时，表示山地单轨运输遥控车运行方向为后退，反向脉冲值antip开始计数，当脉冲数大于等于一个周期(1024个脉冲)时，反向圈数antih加1，反向脉冲值清零重新计数。

第二步骤是山地单轨运输遥控车转速、位置计算

如附图6所示，对旋转编码器检测装置脉冲数据采集有两种方式：一种是车从始端开始行进时就计数，脉冲数用G表示；另一种方式是当需要测速时，在T时间内，测量出旋转编码器检测装置的输出脉冲数用M表示。完成旋转编码器检测装置脉冲数据采集后，再提取出驱动轮半径R及旋转编码器每转输出脉冲数N，根据式(1)、(2)对山地单轨运输遥控车的驱动轮转速V、位置S进行计算。还要对小车中途停止、往复运动、驱动轮转动不到一周等特殊情况进行修正，以得到较精确的山地单轨运输遥控车的驱动轮转速与位置值。

山地单轨运输遥控车遥控装置无线遥控方法

山地单轨运输遥控车遥控装置无线遥控采用GPRS模块控制车载控制仪、手持控制器之间的无线数据传输，采用CENTEL公司推出的PIML-900/1800型GPRS模块。如附图7所示，GPRS模块与ARM9处理器S3C2410X芯片的UART0进行通讯，通过该串口发送AT命令到GPRS模块并获取GPRS模块的输入。由于模块波特率为9600bit/s，程序中先设置波特率为9600bit/s。首先，系统和GPRS模块初始化，然后GPRS模块可以发送和接受短信息。发送短信息之前，先发送AT指令与模块连接，当返回OK，表示通信正常，此时可发送AT+CMGS指令以及消息内容到指定手机号，以Ctrl+Z结束。若返回Error，则表示模块基本通信出现问题，继续发送AT指令与GPRS模块连接。当有新信息提示时，可发送AT+CMGR＝<index>，对短消息内容进行判断分析。

山地单轨运输遥控车遥控装置运动控制装置

所述山地单轨运输遥控车遥控装置运动控制是控制山地单轨运输遥控车的运行速度和运行方向。

如附图8所示，山地单轨运输遥控车由汽油发动机作为动力源，所述的山地单轨运输遥控车的运行速度控制是在运行过程中通过控制汽油发动机的油门开启大小来输出不同的功率，从而改变山地单轨运输遥控车的运行速度的大小。当加大油门即增加功率时山地单轨运输遥控车高速运行；当减小油门即减少功率时山地单轨运输遥控车低速运行；当油门处于最小的位置时山地单轨运输遥控车怠速。因此对于山地单轨运输遥控车的运行速度控制而言，要满足三个动作要求，即高速、低速、怠速的控制来控制汽油机油门开启大小程度。

山地单轨运输遥控车的运行方向是根据动力传动系统中离合器所处的啮合位置来控制动力的传动方向从而改变山地单轨运输遥控车的运行方向，即使得山地单轨运输遥控车由前进方向转变成后退方向或者是脱离动力处于空档状态。因此对于山地单轨运输遥控车的运行方向控制而言，也要满足三个动作要求，即前进、后退、空档的控制来控制山地单轨运输遥控车动力传动系统中离合器的啮合位置。

可见山地单轨运输遥控车在工作过程中不同工作状态之间的转换是通过对动力传动系统中离合器的三个啮合位置的控制和对汽油发动机油门三种开启大小程度的控制来实现的，所以在设计山地单轨运输遥控车的车载控制仪时只要对这六个动作进行控制，便可满足山地单轨运输遥控车运动控制的要求。所发明的山地单轨运输遥控车车载控制仪运动控制装置中的第一舵机控制动力传动系统中离合器的啮合位置，运动控制装置中的第二舵机来控制汽油发动机油门开启大小程度，使得方向控制信号和速度控制信号相互独立。

山地单轨运输遥控车车载控制仪运动控制装置中的第一舵机、第二舵机均固定在山地单轨运输遥控车上，运动控制装置中的第一舵机的输出轴上安装有第一机电接口装置，运动控制装置中的第二舵机的输出轴上安装有第二机电接口装置，其中第一机电接口装置和第二机电接口装置结构完全相同，因此第一机电接口装置、第二机电接口装置相同部件采用同一附图标记，如附图9所示，机电接口装置包括轴销a、拨杆b、拨杆销c、扭簧d、承力杆e，其中轴销a和每台舵机输出轴连在一起，当舵机的输出轴旋转时带动机电接口装置中的轴销a推动拨杆b绕拨杆销c来回摆动，从而通过扭簧d使得承力杆e也绕拨杆销c来回摆动，第一机电接口装置的承力杆e带动山地单轨运输遥控车动力传动系统中的连杆实现离合器三个啮合位置的改变，第二机电接口装置中的承力杆e带动山地单轨运输遥控车动力传动系统中的油门弹簧来实现汽油发动机油门三种开启大小程度的变换，从而完成山地单轨运输遥控车运动控制的要求。

山地单轨运输遥控车遥控装置运动控制方法

山地单轨运输遥控车的运动控制分为遥控运行工作模式和车载运行工作模式。在遥控运行工作模式下车载控制仪通过GPRS模块无线接收手持控制器发送的运动控制信号并实时控制运动控制装置中第一舵机和第二舵机的旋转方向和旋转角度，从而控制山地单轨运输遥控车的运行方向和运行速度；在车载运行工作模式下由操作人员操作车载控制仪控制面板的5*4键盘输入运动控制命令来控制运动控制装置中第一舵机和第二舵机的旋转方向和旋转角度，无线控制信号此时失效。

山地单轨运输遥控车车载控制仪通过控制运动控制装置中第一舵机和第二舵机输出轴旋转不同的角度来实现离合器啮合位置或汽油机油门开启大小不同工作状态之间的切换。运动控制装置中第一舵机和第二舵机控制线的输入是一个宽度可调的周期性方波脉冲信号，方波脉冲信号的周期为20ms(即频率为50Hz)。当方波的脉冲宽度改变时，运动控制装置中第一舵机和第二舵机输出轴的角度发生改变，输出轴角度变化与脉冲宽度的变化成正比。在控制过程中，通过山地单轨运输遥控车车载控制仪ARM9处理器S3C2410X芯片的PORT BO(TOUT0)和PORT B1(TOUT1)产生不同宽度的PWM波驱动运动控制装置中第一舵机和第二舵机转至相应的角度。运动控制装置中第一舵机和第二舵机刚开始工作(即系统上电时)时处于初始状态即第一舵机处于空档位置和第二舵机处于怠速位置，而且当检测到障碍物或切断车载控制仪控制电源时，运动控制装置中第一舵机和第二舵机无论正处于何种工作位置，都必须先复位即第一舵机自动回到空档位置、第二舵机自动回到怠速位置。

山地单轨运输遥控车车载控制仪控制山地单轨运输遥控车运行在固定的轨道上，所述车载控制仪中障碍物检测装置可以将获得的轨道上障碍物存在性的信息输入到车载控制仪ARM9处理器S3C2410X芯片，由车载控制仪ARM9处理器S3C2410X芯片控制软件做出相应的故障处理决策。所述车载控制仪中障碍物检测装置采用红外传感器获取山地单轨运输遥控车运行前方轨道上的障碍物信息，当有障碍物的时候，车载控制仪中障碍物检测装置输出的为高电平，没有障碍物的时候，车载控制仪中障碍物检测装置输出的为低电平。山地单轨运输遥控车车载控制仪ARM9处理器S3C2410X芯片通过障碍物检测装置输入的高低电平的判断来识别是否有障碍物。所述车载控制仪中障碍物检测装置中红外传感器检测到的障碍物信号输入ARM9处理器S3C2410X芯片的外部中断EXTINT1后产生中断控制。如附图10所示，当所述车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X芯片的EXTINT1输入为高电平时，向车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X处理器发出中断请求，车载控制仪控制系统进入故障处理中断子程序，车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X芯片将运动控制装置中第一舵机和第二舵机复位、经所述报警电路输出报警信号并驱动山地单轨运输遥控车紧急停车，等待障碍物排除后即车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X芯片的EXTINT1输入为低电平时经所述报警电路停止报警，系统返回控制主程序控制运动控制装置中第一舵机和第二舵机按照相应的控制指令进行山地单轨运输遥控车的运行。

山地单轨运输遥控车紧急停车控制电路如附图11所示，当山地单轨运输遥控车检测到障碍物存在时，车载控制仪将运动控制装置中第一舵机和第二舵机复位至初始状态的同时并熄灭汽油发动机来紧急停车，图11中继电器J的一个常闭触点并联在点火线圈两端，当有障碍物时车载控制仪控制器ARM9处理器芯片输出紧急停车信号JT，该信号反相后与晶体管N9013来控制继电器J线圈电压。当产生紧急停车信号时JT为高电平则晶体管N9013截止，继电器J的线圈失电，其常闭触点将点火线圈短路，汽油发动机熄火。当没有产生紧急停车信号时JT为低电平则晶体管N9013饱和导通，继电器J的线圈得电，其常闭触点断开未将点火线圈短路，汽油发动机能正常点火启动。

如附图12所示，系统初始化后首先开故障处理中断，接着判断车载控制仪的工作模式，在车载运行工作模式下车载控制仪根据5*4键盘输入的控制命令控制运动控制装置中第一舵机和第二舵机；在遥控运行工作模式下车载控制仪初始化GPRS模块后首先向手持控制器发送准备好信息，然后接收手持控制器发送的控制命令控制运动控制装置中第一舵机和第二舵机。

技术效果

本发明通过ARM9嵌入式控制系统和GPRS无线通讯技术来实现经济林果山地单轨运输遥控车的控制，可完成山地单轨运输遥控车驱动轮转速及位置信息实时检测、运行中障碍物检测、无线发送/接收数据并显示、山地单轨运输遥控车的运动控制。该发明可以有效提高经济林果运输系统的自动化程度、大大降低工人的劳动强度，从而大幅度提高生产率。该控制方法亦可适用于其它各种林区单轨运输车的远距离控制，例如单轨观光旅游车、农药或化肥运输车等的控制。

Claims (4)

1.一种山地单轨运输遥控车遥控装置，其特征在于：

所述山地单轨运输遥控车遥控装置包括车载控制仪和手持控制器两大部分；

所述车载控制仪向所述手持控制器无线发送山地单轨运输遥控车的位置、请求运行及故障信息，接收所述手持控制器发出的控制数据、执行所述手持控制器发送的控制命令；

所述车载控制仪包括ARM9处理器S3C2410X芯片、车载控制仪LCD显示器、旋转编码器检测装置、转换检测电路及鉴相电路、5*4键盘、障碍物检测装置、报警电路、运动控制装置、GPRS模块以及电源电路；

所述车载控制仪LCD显示器显示所述山地单轨运输遥控车当前的具体位置及驱动轮的转速；

所述旋转编码器检测装置安装于所述山地单轨运输遥控车驱动轮上，所述旋转编码器内光栅码盘与所述山地单轨运输遥控车驱动轮同轴，所述旋转编码器内光栅码盘与所述山地单轨运输遥控车驱动轮同速旋转，当在T时间内，测出所述旋转编码器检测装置的输出的脉冲个数为M，所述山地单轨运输遥控车驱动轮半径为R，所述旋转编码器检测装置每转输出脉冲数为N，所述山地单轨运输遥控车驱动轮的速度用V表示，则

$V=\frac{M*2\mathrm{\&pi;R}}{\mathrm{NT}}$

如果把所述旋转编码器检测装置从所述山地单轨运输遥控车运动开始到时间T内所述旋转编码器检测装置输出的脉冲个数用G表示，则在时间T内所述山地单轨运输遥控车所走过的距离S为：

$S=\frac{G*2\mathrm{\&pi;R}}{N}$

所述障碍物检测装置采用红外传感器获取山地单轨运输遥控车运行前方轨道上的障碍物信息；当检测到有障碍物时，车载控制仪中障碍物检测装置输出的为高电平，没有障碍物的时候，车载控制仪中障碍物检测装置输出的为低电平；山地单轨运输遥控车车载控制仪ARM9处理器S3C2410X芯片通过障碍物检测装置输入的高低电平的判断来识别是否有障碍物；当所述障碍物检测装置中的红外传感器检测到有障碍物信号时向车载控制仪的ARM 9处理器S3C2410X芯片输入高电平发出中断请求，车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X芯片进行中断处理后将所述山地单轨运输遥控车车载控制仪运动控制装置中的第一舵机、所述山地单轨运输遥控车车载控制仪运动控制装置中的第二舵机均复位、经所述报警电路输出报警信号并驱动山地单轨运输遥控车紧急停车；障碍物排除后障碍物检测装置中的红外传感器向车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X芯片输入低电平，车载控制仪的ARM9处理器S3C2410X芯片进行处理后经所述报警电路停止报警并继续驱动所述山地单轨运输遥控车按照控制指令运行；

所述运动控制装置控制所述山地单轨运输遥控车的运行速度和运行方向；

所述GPRS模块控制所述车载控制仪、所述手持控制器之间的无线数据传输；

所述手持控制器包括ARM9处理器S3C2410X芯片、手持控制器LCD显示器、GPRS模块、功能键盘、电源电路；

所述手持控制器由控制人员在远距离操作控制，对所述山地单轨运输遥控车驱动轮的转速及位置信息无线实时采集，所述手持控制器LCD显示器远距离观察所述山地单轨运输遥控车运行情况并及时发出控制命令。

2.根据权利要求1所述的山地单轨运输遥控车遥控装置，其中所述旋转编码器检测装置、转换检测电路，完成所述车载控制仪ARM9处理器S3C2410X芯片电压、I/O端口电压、旋转编码器检测装置输入电压的电压匹配；所述旋转编码器检测装置输出两路脉冲输出信号A、B，经所述转换检测电路后得到相位相差90°的脉冲信号A’、B’，当所述山地单轨运输遥控车前进时，所述旋转编码器检测装置顺时针旋转时，A’输出波形超前B’输出波形90°；当所述山地单轨运输遥控车后退时，所述旋转编码器检测装置逆时针旋转时，A’输出波形比B’输出波形滞后90°；A’、B’脉冲信号输入到所述鉴相电路，C为所述鉴相电路的输出信号，与ARM9处理器S3C2410X芯片相连；当C输出的电平信号为“1”时表示所述山地单轨运输遥控车前进，C输出的电平信号为“0”时表示所述山地单轨运输遥控车后退。

3.根据权利要求2所述的山地单轨运输遥控车遥控装置，其中对所述山地单轨运输遥控车驱动轮速度V、所述山地单轨运输遥控车走过的距离S在所述山地单轨运输遥控车中途停止、往复运动、驱动轮转动不到一周时进行修正；如果所述山地单轨运输遥控车中途停止时，在T时间内所述旋转编码器检测装置的输出脉冲个数为0，则所述山地单轨运输遥控车驱动轮速度V为0；如果所述山地单轨运输遥控车往复运动，根据所述山地单轨运输遥控车前进和后退时所述旋转编码器检测装置分别输出的脉冲个数，得出单向运动的脉冲个数，计算所述山地单轨运输遥控车走过的距离S；如果所述山地单轨运输遥控车驱动轮转动不到一周，得出所述山地单轨运输遥控车驱动轮转动不到一周所述旋转编码器检测装置输出的脉冲个数与所述驱动轮转动一周的脉冲个数的比值，根据所述脉冲个数的比值与所述驱动轮的周长，计算所述山地单轨运输遥控车驱动轮转动不到一周所走的距离，实现精确定位。

4.根据权利要求3所述的山地单轨运输遥控车遥控装置，其中所述的旋转编码器检测装置是HMR-10G系列的旋转编码器。

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