CN102981457A - 一种工程机械远程监控系统的监控中心及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械远程监控系统的监控中心及方法，涉及工程机械领域，用以解决现有技术公开的监控中心的功能不够完备，不能满足实际需要的问题。监控中心包括：管理服务器，以及至少一个与管理服务器相连的监控客户端；管理服务器，用于收发数据，处理数据，以及将处理后的数据保存；监控客户端，用于显示管理服务器发来的数据，向管理服务器发出控制指令。方法包括：监控中心接收数据，将接收的数据处理后显示和保存；监控中心生成控制指令，以及发出生成的控制指令。本发明可满足实际需要。

Description

一种工程机械远程监控系统的监控中心及方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是涉及一种工程机械远程监控系统的监控中心及方法。

背景技术

随着微电子技术、控制技术、网络通讯技术、GPS(全球定位系统GlobalPositioning System)技术和GIS(地理信息系统Geographic Information Systems)技术的发展，工程机械远程监控系统孕育而生。根据应用的侧重点不同，工程机械远程监控系统主要由监控中心和车载终端两部分构成，可以实现对远程单机的状态监测、故障诊断，实现机群施工调度、决策和资源优化配置，提高销售企业的售后服务水平，加强对租赁后分期付款机械的管理和控制等。

但是现有技术公开的监控中心的功能不够完备，不能满足实际需要。

发明内容

本发明提供了一种工程机械远程监控系统的监控中心及方法，用以解决现有技术公开的监控中心的功能不够完备，不能满足实际需要的问题。

本发明的工程机械远程监控系统的监控中心，包括：管理服务器，以及至少一个与管理服务器相连的监控客户端；管理服务器，用于收发数据，处理数据，以及将处理后的数据保存；监控客户端，用于显示管理服务器发来的数据，以及向管理服务器发出控制指令。

进一步，管理服务器包括：网络管理模块，与所述监控客户端建立连接以及与外部车载终端建立连接，用于收发数据；数据解析模块，用于解析网络管理模块收到的数据，以及获取终端设备信息；数据库管理模块，用于根据数据解析模块获取的终端设备信息，按终端设备的类型将数据存储于对应的数据表中；远程操作模块，用于向外部车载终端传输监控客户端发来的控制指令，完成对外部车载终端的远程操作。

更进一步，网络管理模块与监控客户端和外部车载终端分别建立连接的过程包括：A1、网络管理模块收到连接请求时，与发出该请求的对端建立连接；A2、网络管理模块根据对端回复的信息判断对端是监控客户端或外部车载终端；A3、网络管理模块根据上述判断结果，为建立的所述连接创建对应的工作变量。建立连接是使用网络套接字的方式，监控客户端和外部车载终端在回复的信息中携带有特定字段。

更进一步，数据解析模块解析数据的过程包括：B1、数据解析模块计算接收到数据的总长度；B2、数据解析模块提取一对特定字符之间的数据，并根据通讯协议获取该数据段的信息；B3、数据解析模块根据所述获取的信息，将该数据段存入相应变量中，完成对该数据段的解析；B4、数据解析模块去除解析过的数据段；B5、数据解析模块判断剩余数据的长度是否为0，若否，则循环至B2；若是，判定数据解析完毕。

更进一步，数据库管理模块存储的终端设备信息至少包括下列项之一：设备档案表分别与设备维修表、设备事故表、设备转场表、设备报废表、运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过设备名称字段建立一对一主键关联；原始数据表分别与运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过系统时间字段建立一对一主键关联；用户表与网络设置表、登陆日志表通过用户名称字段建立一对一主键关联；权限表与用户表通过用户类型字段建立一对一外键关联；设备类型表与设备档案表通过设备类型字段建立一对一外键关联；设备维修表与零件表通过零件名字段建立一对多关联。

更进一步，远程操作模块对外部车载终端远程操作的过程包括：C1、远程操作模块收到控制指令；C2、远程操作模块解析控制指令的内容；C3、远程操作模块选择传输方式，若选择互联网传输方式，则转入C4；若选择短信传输方式，则转入C5；C4、远程操作模块使用网络套接字的方式与外部车载终端建立连接，并将控制指令的内容传输给外部车载终端，之后终结流程；C5、远程操作模块触发英文发送方式；C6、远程操作模块指定外部车载终端的号码，并向该号码发送携带有控制指令内容以及特定标识的短信，之后终结流程。远程操作模块对外部车载终端远程操作的过程还包括：在C4中，判断传输是否成功，若是，则终结流程；否则，重新执行C4；或/和，在C6中，开启短信提示功能；从收到的短信中获取该短信存储于SIM卡的位置信息，以及从该位置读取短信内容；根据短信内容判断所述携带有控制指令内容的短信是否发送成功，若是，则终结流程；否则，返回C5。远程操作模块对外部车载终端远程操作的过程还包括：远程操作模块传输控制指令的内容后，启动定时器；在定时器到达预设的时长时，若远程操作模块未收到外部车载终端反馈的执行情况信息，则再次向该外部车载终端传输控制指令的内容。

进一步，监控客户端包括：状态监视模块，用于将管理服务器发来的设备工作信息进行实时显示；历史查询模块，用于根据输入的时间段，查询并生成指定设备的历史列表；远程维护模块，用于发出修改外部车载终端参数的指令，以及发出维护保养信息；系统管理模块，用于管理系统权限和进行系统设置；还包括：设备管理模块，用于记录外部车载终端所属的工程机械设备的信息；故障诊断模块，用于依据故障诊断列表，判断故障原因并呈现；远程控制模块，用于发出对外部车载终端的控制指令；报表输出模块，根据用户设置和基于历史数据，生成相应的图表；局域网管理模块，与管理服务器建立连接，用于收发数据。

更进一步，状态监视模块的状态监视过程具体包括：D1、状态监视模块接收管理服务器发来的设备工作信息；D2、状态监视模块解析设备工作信息的内容，并确定待监视事项；D3、确定的待监视事项为电子地图位置，则状态监视模块判定设备超出电子地图上设置的设备工作区域时，发出相应的报警；或者，确定的待监视事项为关键压力曲线，则状态监视模块判定关键压力曲线超出设置的关键压力曲线的上下门限值时，发出相应的报警；或者，确定的待监视事项为设备实时工作状态参数，则状态监视模块判定设备实时工作状态参数值超出设置的对应参数的门限值时，发出相应的报警。

更进一步，历史查询模块的多线程历史查询流程包括：E1、为每一查询线程分别建立连接控制程序以及访问控件变量；E2、执行查询操作，并反馈查询结果；E3、删除查询完毕的线程对应的访问控件变量，以终止该查询线程。

更进一步，远程维护模块中包括下列子模块：车载终端参数修改子模块，用于将修改车载终端参数的指令下发给管理服务器；维护保养信息自动提示子模块，用于配置维护保养信息，以及将维护保养信息存储至管理服务器的数据库中。

更进一步，系统管理模块中还包括：车载终端防拆子模块，用于通过管理服务器，周期性与外部车载终端互发特定信息，若车载终端防拆子模块在规定的时间内未收到外部车载终端发来的特定信息，则判定该车载终端掉线。

本发明的监控中心的控制方法，包括下列步骤：F1、监控中心接收数据，将接收的数据处理后显示和保存；F2、监控中心生成控制指令，以及发出生成的控制指令。

进一步，F1中具体包括：监控中心解析收到的数据并获取终端设备信息；根据获取的终端设备信息，按终端设备的类型将数据存储于对应的数据表中；F2中具体包括：向外部车载终端传输控制指令，完成对外部车载终端的远程操作。

更进一步，监控中心与外部车载终端建立连接的过程包括：G1、监控中心收到连接请求时，与发出该请求的对端建立连接；G2、监控中心根据对端回复的信息判断对端是否是外部车载终端；G3、监控中心根据上述判断结果，为建立的所述连接创建对应的工作变量。建立连接是使用网络套接字的方式，外部车载终端在回复的信息中携带有特定字段。

更进一步，监控中心解析数据的过程包括：H1、监控中心计算接收到数据的总长度；H2、监控中心提取一对特定字符之间的数据，并根据通讯协议获取该数据段的信息；H3、监控中心根据所述获取的信息，将该数据段存入相应变量中，完成对该数据段的解析；H4、监控中心去除解析过的数据段；H5、监控中心判断剩余数据的长度是否为0，若否，则循环至H2；若是，判定数据解析完毕。

更进一步，监控中心存储的终端设备信息至少包括下列项之一：设备档案表分别与设备维修表、设备事故表、设备转场表、设备报废表、运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过设备名称字段建立一对一主键关联；原始数据表分别与运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过系统时间字段建立一对一主键关联；用户表与网络设置表、登陆日志表通过用户名称字段建立一对一主键关联；权限表与用户表通过用户类型字段建立一对一外键关联；设备类型表与设备档案表通过设备类型字段建立一对一外键关联；设备维修表与零件表通过零件名字段建立一对多关联。

更进一步，监控中心对外部车载终端远程操作的过程包括：I1、监控中心生成控制指令；I2、监控中心解析控制指令的内容；I3、监控中心选择传输方式，若选择互联网传输方式，则转入I 4；若选择短信传输方式，则转入I 5；I4、监控中心使用网络套接字的方式与外部车载终端建立连接，并将控制指令的内容传输给外部车载终端，之后终结流程；I 5、监控中心触发英文发送方式；I 6、监控中心指定外部车载终端的号码，并向该号码发送携带有控制指令内容以及特定标识的短信，之后终结流程。监控中心对外部车载终端远程操作的过程还包括：在I 4中，判断传输是否成功，若是，则终结流程；否则，重新执行I 4；或/和，在I 6中，开启短信提示功能；从收到的短信中获取该短信存储于SIM卡的位置信息，以及从该位置读取短信内容；根据短信内容判断所述携带有控制指令内容的短信是否发送成功，若是，则终结流程；否则，返回I 5。监控中心对外部车载终端远程操作的过程还包括：监控中心传输控制指令的内容后，启动定时器；在定时器到达预设的时长时，若监控中心未收到外部车载终端反馈的执行情况信息，则再次向该外部车载终端传输控制指令的内容。

更进一步，监控中心记录外部车载终端所属的工程机械设备的信息；将设备工作信息进行实时显示；根据输入的时间段，查询并生成指定设备的历史列表；依据故障诊断列表，判断故障原因并呈现；发出修改外部车载终端参数的指令，以及发出维护保养信息；发出对外部车载终端的控制指令；管理系统权限和进行系统设置；根据用户设置和基于历史数据，生成相应的图表。

更进一步，监控中心进行状态监视过程具体包括：J1、监控中心接收设备工作信息；J2、监控中心解析设备工作信息的内容，并确定待监视事项；J3、确定的待监视事项为电子地图位置，则监控中心判定设备超出电子地图上设置的设备工作区域时，发出相应的报警；或者，确定的待监视事项为关键压力曲线，则监控中心判定关键压力曲线超出设置的关键压力曲线的上下门限值时，发出相应的报警；或者，确定的待监视事项为设备实时工作状态参数，则监控中心判定设备实时工作状态参数值超出设置的对应参数的门限值时，发出相应的报警。

更进一步，监控中心进行多线程历史查询流程包括：K1、为每一查询线程分别建立连接控制程序以及访问控件变量；K2、执行查询操作，并反馈查询结果；K3、删除查询完毕的线程对应的访问控件变量，以终止该查询线程。

更进一步，监控中心发出维护保养信息的过程包括：L1、监控中心配置维护保养信息并存储至数据库中；L2、监控中心启动定时器；L3、当定时器到期时，监控中心向外部车载终端发出维护保养信息。

更进一步，监控中心防止车载终端被拆卸的过程包括：监控中心周期性与外部车载终端互发特定信息，若监控中心在规定的时间内未收到外部车载终端发来的特定信息，则判定该车载终端掉线。

本发明基于GPS/GPRS、GIS、C/S以及车载控制等技术，针对工程机械行业特点，立足主机厂和用户需求，运用模块化和集成化的思想，力求建立一个功能完善、可达到良好使用要求的的工程机械远程监控系统的监控中心。实现对工程机械设备的远程服务和本地服务相结合、信息化管理、产品安全保护、可控性、可管理性等功能，为工程机械发挥其更大的功效提供便捷的信息化平台。

附图说明

图1为本发明实施例中的监控中心结构图；

图2为本发明实施例中的管理服务器的结构图；

图3为本发明实施例中的网络管理模块与监控客户端和车载终端分别建立连接的流程图；

图4为本发明实施例中的数据解析模块进行数据解析的流程图；

图5为本发明实施例中的远程操作模块进行远程操作的流程图；

图6为本发明实施例中的监控客户端结构图；

图7为本发明实施例中的状态监视模块的状态监视流程图；

图8为本发明实施例中的历史查询模块的多线程历史查询流程图；

图9为本发明实施例中的远程维护模块结构图；

图10为本发明实施例中的车载终端参数修改子模块的工作流程图；

图11为本发明实施例中的远程控制模块的工作流程图；

图12为本发明实施例中的系统管理模块结构图；

图13为本发明实施例中的车载终端防拆流程图；

图14为本发明实施例中监控中心的控制方法的步骤流程图；

图15为本发明实施例中监控中心进行数据解析的流程图；

图16为本发明实施例中监控中心进行远程操作的流程图。

具体实施方式

为了适应工程机械领域对于服务、信息化管理以及产品安全、可管理性的要求，本发明提供了一种基于GPS/GPRS技术、GIS技术、C/S技术以及车载控制技术的远程监控中心，针对工程机械行业特点，立足主机厂和用户需求，运用模块化和集成化的思想，实现对工程机械设备的远程服务和本地服务相结合、信息化管理、产品安全保护、可控性、可管理性等功能，为工程机械发挥其更大的功效提供便捷的信息化平台。

本发明实施例中的监控中心采用C/S两层网络架构模式，具体结构可参见图1所示，由管理服务器01和至少一个监控客户端02两部分组成，都是在Borland Delphi 7环境下开发的应用程序。管理服务器01负责信息接收、数据处理、同步传输给客户端显示，并将处理后的数据存入Microsoft SQL Server数据库中。监控客户端02负责实时显示、故障报警、根据历史数据诊断故障、远程维护、远程控制等。

管理服务器01接收各个车载终端传来的工程机械设备位置、运行参数、温度等数据，进行相应的数据处理，将解析出来的信息通过局域网分发给各连接的监控客户端02显示，并存入数据库中备用。管理服务器01可接收各监控客户端02发来的控制指令，通过GSM或GPRS网络传输给各个车载终端，实现对远处工程机械设备的维护和控制。管理服务器01的结构图如图2所示，包括：网络管理模块011、数据解析模块012、数据库管理模块013，以及远程操作模块014，其中网络管理和远程操作含有通过GSM或GPRS网络与车载终端交互的功能，网络管理还含有通过局域网与监控客户端02交互的功能。

管理服务器01中的网络管理模块011可通过GPRS网络与各个车载终端之间建立通讯连接，还可通过局域网(LAN)与各个监控客户端02之间建立通讯连接，网络通讯连接的建立都利用了网络套接字socket。例如：车载终端发来的信息都是以“TOLIAN”为开头，监控客户端02发来的信息都是以“CLIENT”为开头，它们在与网络管理模块011建立连接后立即发送回复信息，网络管理模块011据此判断刚建立的网络连接是车载终端发起的还是监控客户端02发起的，对车载终端连接和监控客户端02连接需要建立不同的工作变量，进行不同的操作。

管理服务器01中的网络管理模块011与监控客户端02和车载终端分别建立连接的流程如图3所示，包括下列步骤：

S101、创建socket类对象。

S102、设定IP地址和端口号。

S103、进入网络监听状态，发现建立连接请求时，转入S104；发现关闭连接请求时，转入S110。

S104、收到建立连接请求；

S105、新建一个socket控件成员变量；

S106、与该请求建立socket连接；

S107、根据回复信息解析其中的数据；

S108、判断是何种连接，是监控客户端数据，还是车载终端数据；

S109、创建对应的变量并保存连接ID；

S110、收到连接关闭事件；

S111、删除对应连接ID的变量；

S112、关闭对应socket连接；

S113、释放该socket控件成员变量的内存空间。

管理服务器01中的数据解析模块012用于解析网络管理模块011收到的数据，以及获取终端设备信息。本实施例中收到的数据格式约定为：/数据段1/数据段2/数据段3/......数据段n/，即“/”为指定字符，数据解析模块012进行数据解析的流程如图4所示，包括下列步骤：

S201、数据解析模块012应用Delphi中的字符串处理函数Length，计算接收到数据的总长度。

S202、应用Delphi中的字符串处理函数Pos，返回指定字符“/”在另一字符串中最先出现的位置，即获知一对指定字符的位置。

S203、应用Delphi中的字符串处理函数Copy，提取前两个“/”字符间的数据，并根据事先约定好的通讯协议可知该数据代表的含义，以及存入相应变量中，完成对该数据段的解析。

S204、应用Delphi中的字符串处理函数RightStr，去除解析过的数据段。

S205、判断剩余数据的长度是否为0，若否，则循环至S202；若是，判定数据解析完毕。

管理服务器01中的数据库管理模块013用于根据数据解析模块012获取的终端设备信息，按终端设备的类型将数据存储于对应的数据表中(即解析出是何种设备和该设备的信息，并按设备类型存储于不同的数据表中)。数据库管理模块013除了存储每个设备参数外，为便于管理和扩展，每个工程机械设备的信息、管理员权限信息、网络设置信息等也存储在其数据库中。为了保证数据的完整性，各个数据表间建立了关联关系。至少包括下列项之一：设备档案表分别与设备维修表、设备事故表、设备转场表、设备报废表、运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过设备名称字段建立一对一主键关联，原始数据表分别与运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过系统时间字段建立一对一主键关联，用户表与网络设置表、登陆日志表通过用户名称字段建立一对一主键关联，权限表与用户表通过用户类型字段建立一对一外键关联，设备类型表与设备档案表通过设备类型字段建立一对一外键关联，设备维修表与零件表通过零件名字段建立一对多关联。

管理服务器01中的远程操作模块014用于向外部车载终端传输监控客户端02发来的控制指令，完成对外部车载终端的远程操作。具体可通过无线公网GPRS中的Internet服务传输给车载终端，也可利用与管理服务器01串口相连的GSM模块，通过无线公网GSM的短消息(SMS)业务传输给车载终端，完成对任意工程机械设备的远程维护和远程控制操作。远程操作模块014进行远程操作的流程如图5所示，包括下列步骤：

S301、远程操作模块014收到控制指令；

S302、解析控制指令的内容；

S303、选择传输方式，若选择互联网传输方式，则转入S304；若选择短信传输方式，则转入S307；

S304、远程操作模块014向任意车载终端通过Internet网络发送控制指令，可调用该socket数组成员连接的SendData；

S305、延时接收回复；

S306、判断传输是否成功，若是，则终结流程；否则，返回S304。

S307、远程操作模块014向任意车载终端通过短消息(SMS)发送控制指令，可利用GSM相关的AT指令。向GSM模块发送“AT+CMGF＝1”，将短信改为英文发送方式；

S308、发送“AT+CMGS＝″任意车载终端的电话号码″”，指明要向哪个车载终端发送控制指令；

S309、收到GSM模块回复“＞”；

S310、输入指令内容，并以“1A”为结尾发送。

S311、通过短信息接收回复的过程中，向GSM模块发送“AT+CNMI＝2,1”，开启短信提示功能；

S312、有短信到达时，收到“+CMTI:″SM″，n”，表示新到短信在SIM卡存储在第n个位置；发送“AT+CMGR＝n”，即可读取到该短信内容。

S313、根据收到的短信内容判断发送是否成功，若是，则终结流程；否则，返回S307。

更进一步，控制指令发送成功后，管理服务器01可启动定时器，在定时器到达预设的时长时，若远程操作模块014未收到车载终端在执行了维护或控制操作后反馈的执行情况信息，则再次向该外部车载终端传输控制指令的内容。

监控客户端02是由若干连接于局域网上，运行着客户端监控程序的计算机组成，其结构可参见图6所示，包括：状态监视模块022、历史查询模块023、远程维护模块025、系统管理模块027；进一步还可以包括设备管理模块021、故障诊断模块024、远程控制模块026、报表输出模块028、局域网管理模块029。

设备管理模块021用于录入工程机械设备的一些信息，包括维修、事故、转场、报废等，并提供按时间、设备名称、关键字等的查询，是建立程序化、制度化、规范化的工程机械远程监控系统的基础。设备信息的每一台设备的基本属性，也将为后续历史查询、远程维护等操作服务。设备信息包括设备的属性，例如设备名称、设备类型、SIM卡号、生产批号、出厂日期等，还包括设备所有者的属性，例如单位、法人、管理者、操作员、电话、传真等。

状态监视模块022负责将接收到的管理服务器01发来的每台设备工作信息，并实时显示出来。显示的内容包括设备实时工作状态、当前地理位置和关键压力曲线。使用地图工具，可对电子地图进行各种操作，例如：放大、平移、标注、计算距离、面积、选择图层、保存图片等。状态监视模块022的状态监视流程参见图7所示，包括下列步骤：

S401、状态监视模块022接收管理服务器01发来的设备工作信息；

S402、解析设备工作信息的内容，并确定待监视事项，并分别转入S403、S404、S405；

S403、在电子地图上设置设备的工作区域，则对超出活动工作范围的设备自动报警；

S404、设置关键压力曲线的上下限值，则对过高和过低的压力值自动超限报警；

S405、对于设备实时工作状态参数的不良信息也会自动予以报警。

历史查询模块023用于实现对任意工程机械设备，输入查询时间段，即可生成该设备的历史工作状态列表、历史故障列表和在电子地图上的历史运行轨迹的功能。当在生成的历史运行轨迹上选择的查询点改变时，历史工作状态列表和历史故障列表也会自动关联改变。可下载查询过的历史记录数据到本地电脑中。为避免多个监控客户端02同时查询管理服务器01的数据库所带来的数据库冲突问题，除了优化查询语句外，还利用了多线程数据库查询技术，具体可利用Delphi下标准的多线程类Tthread完成。历史查询模块023的多线程历史查询流程如图8所示，包括下列步骤：

S501、由于多个查询线程需要共享相同的数据库资源，所以要为每个线程都增加一个连接控制程序与数据库的Session控件，这样可保证数据库数据的安全。因此管理服务器的数据库收到监控客户端02发来的查询指令后，同时执行S502和S503；

S502、执行主程序线程；

S503、创建查询线程新建Session控件变量；

S504、执行查询语句返回查询结果；

S505、删除Session控件变量查询线程终止。

故障诊断模块024依据内置的专家故障诊断列表，由设备故障发生的时间、持续时间和并发故障，即判断出故障原因，若有多条故障原因将以列表的方式显示，方便技术人员检查和判断。下述表1所示是运梁车液压行走驱动中部分故障诊断列表。表2所示是运梁车液压升降系统中部分故障诊断列表。

表1

表2

远程维护模块025用于发出修改外部车载终端参数的指令，以及发出维护保养信息。具体可分为两个子模块，参见图9所示，包括：车载终端参数修改子模块0251和维护保养信息自动提示子模块0252。

车载终端参数修改子模块0251，首先由车载终端参数修改子模块0251将要修改的信息通过LAN网络发送给管理服务器01，再由管理服务器01通过GPRS或者GSM网络将信息发送给车载终端，车载终端完成对所在设备的参数修改工作，流程如图10所示。

维护保养信息自动提示子模块0252，首先要将维护保养信息存储于管理服务器01的数据库中，信息内容如表3所示。表3中“20小时保养”的意思是提示操作者每隔20个工作小时(发动机工作小时)，应该进行一次保养。保养时间到了，管理服务器01自动通过GSM模块向提示手机号发送维护保养信息，提示对方应该进行维护和保养。根据设置的提示次数发送相应次数的短信，根据设置的提示间隔发送短信。

表3

远程控制模块026用于发出对外部车载终端的控制指令，可通过GPRS或者GSM网络向车载终端发送指令，控制车载终端的DO输出，实现4级锁车的功能。工作流程如图11所示。

系统管理模块027用于管理系统权限和进行系统设置，除完成一般的管理员权限管理、数据备份恢复、通讯网络设置、通讯传输周期设置之外，参见图12所示，其中还包括车载终端防拆子模块0271，用于通过管理服务器01，周期性与外部车载终端互发特定信息，若车载终端防拆子模块在规定的时间内未收到车载终端发来的特定信息，则判定该车载终端掉线。具体流程可参见图13所示，包括下列步骤：

S601、监控中心与车载终端建立连接；

S602、车载终端和监控中心之间通过GPRS网络周期性互发心跳；

S603、当监控中心在规定时间内未收到车载终端的心跳时，判断该车载终端掉线，在显示页面上该车状态将显示为“下线”；

S604、当车载终端在规定时间内未收到监控中心的心跳时，则判断自身掉线，按照后续程序设置，此时车载终端或者执行锁车动作或者忽略。

更进一步，防拆设置可通过GPRS或者GSM网络设置车载终端的心跳发送周期、故障延时时间、设备是否允许下线或必须一直在线、设备下线后是否自动锁车等。

报表输出模块028可根据用户设置，基于历史数据，生成统计图、趋势图、交叉表、透视表等，方便技术人员观察、诊断故障。

局域网管理模块029利用socket控件完成与管理服务器01建立连接、互相收发数据。

本发明的监控中心的控制方法与本发明的工程机械远程监控系统的监控中心相应，在具体实施例中可参见图14所示，包括下列步骤：

S701、监控中心接收数据，将接收的数据处理后显示和保存。具体的，监控中心解析收到的数据并获取终端设备信息；根据获取的终端设备信息，按终端设备的类型将数据存储于对应的数据表中。

S702、监控中心生成控制指令，以及发出生成的控制指令。具体的，监控中心向外部车载终端传输控制指令，完成对外部车载终端的远程操作。

监控中心可通过GPRS网络与各个车载终端之间建立通讯连接，网络通讯连接的建立都利用了网络套接字socket。例如：车载终端发来的信息都是以“TOLIAN”为开头，在与监控中心建立连接后立即发送回复信息，监控中心据此判断刚建立的网络连接是否为车载终端发起，对车载终端连接建立对应的工作变量，进行相应的操作。

监控中心收到的数据格式可约定为：/数据段1/数据段2/数据段3/......数据段n/，即“/”为指定字符，进行数据解析的流程如图15所示，包括下列步骤：

S801、应用Delphi中的字符串处理函数Length，计算接收到数据的总长度。

S802、应用Delphi中的字符串处理函数Pos，返回指定字符“/”在另一字符串中最先出现的位置，即获知一对指定字符的位置。

S803、应用Delphi中的字符串处理函数Copy，提取前两个“/”字符间的数据，并根据事先约定好的通讯协议可知该数据代表的含义，以及存入相应变量中，完成对该数据段的解析。

S804、应用Delphi中的字符串处理函数RightStr，去除解析过的数据段。

S805、判断剩余数据的长度是否为0，若否，则循环至S802；若是，判定数据解析完毕。

监控中心存储的终端设备信息至少包括下列项之一：设备档案表分别与设备维修表、设备事故表、设备转场表、设备报废表、运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过设备名称字段建立一对一主键关联；原始数据表分别与运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过系统时间字段建立一对一主键关联；用户表与网络设置表、登陆日志表通过用户名称字段建立一对一主键关联；权限表与用户表通过用户类型字段建立一对一外键关联；设备类型表与设备档案表通过设备类型字段建立一对一外键关联；设备维修表与零件表通过零件名字段建立一对多关联。

监控中心可通过无线公网GPRS中的Internet服务传输给车载终端，也可利用GSM模块，通过无线公网GSM的短消息(SMS)业务传输给车载终端，完成对任意工程机械设备的远程维护和远程控制操作。监控中心进行远程操作的流程如图16所示，包括下列步骤：

S901、监控中心收到控制指令；

S902、解析控制指令的内容；

S903、选择传输方式，若选择互联网传输方式，则转入S904；若选择短信传输方式，则转入S907；

S904、监控中心向任意车载终端通过Internet网络发送控制指令，可调用该socket数组成员连接的SendData；

S905、延时接收回复；

S906、判断传输是否成功，若是，则终结流程；否则，返回S904。

S907、监控中心向任意车载终端通过短消息(SMS)发送控制指令，可利用GSM相关的AT指令。向GSM模块发送“AT+CMGF＝1”，将短信改为英文发送方式；

S908、发送“AT+CMGS＝″任意车载终端的电话号码″”，指明要向哪个车载终端发送控制指令；

S909、收到GSM模块回复“＞”；

S910、输入指令内容，并以“1A”为结尾发送。

S911、通过短信息接收回复的过程中，向GSM模块发送“AT+CNMI＝2,1”，开启短信提示功能；

S912、有短信到达时，收到“+CMTI:″SM″，n”，表示新到短信在SIM卡存储在第n个位置；发送“AT+CMGR＝n”，即可读取到该短信内容。

S913、根据收到的短信内容判断发送是否成功，若是，则终结流程；否则，返回S907。

更进一步，控制指令发送成功后，监控中心可启动定时器，在定时器到达预设的时长时，若监控中心未收到车载终端在执行了维护或控制操作后反馈的执行情况信息，则再次向该外部车载终端传输控制指令的内容。

监控中心还记录外部车载终端所属的工程机械设备的信息；将设备工作信息进行实时显示；根据输入的时间段，查询并生成指定设备的历史列表；依据故障诊断列表，判断故障原因并呈现；发出修改外部车载终端参数的指令，以及发出维护保养信息；发出对外部车载终端的控制指令；管理系统权限和进行系统设置；根据用户设置和基于历史数据，生成相应的图表。

更为具体的，监控中心录入工程机械设备的一些信息，包括维修、事故、转场、报废等，并提供按时间、设备名称、关键字等的查询，是建立程序化、制度化、规范化的工程机械远程监控系统的基础。设备信息的每一台设备的基本属性，也将为后续历史查询、远程维护等操作服务。设备信息包括设备的属性，例如设备名称、设备类型、SIM卡号、生产批号、出厂日期等，还包括设备所有者的属性，例如单位、法人、管理者、操作员、电话、传真等。

监控中心负责将每台设备工作信息实时显示出来。显示的内容包括设备实时工作状态、当前地理位置和关键压力曲线。使用地图工具，可对电子地图进行各种操作，例如：放大、平移、标注、计算距离、面积、选择图层、保存图片等。监控中心的状态监视过程为：监控中心获取设备工作信息，并解析设备工作信息的内容，进而确定待监视事项；如果确定的待监视事项为电子地图位置，根据在电子地图上设置设备的工作区域，则对超出活动工作范围的设备自动报警；如果确定的待监视事项为关键压力曲线，根据设置关键压力曲线的上下限值，则对过高和过低的压力值自动超限报警；如果确定的待监视事项为设备实时工作状态参数，则对于设备实时工作状态参数的不良信息也会自动予以报警。

监控中心可实现对任意工程机械设备，输入查询时间段，即可生成该设备的历史工作状态列表、历史故障列表和在电子地图上的历史运行轨迹的功能。当在生成的历史运行轨迹上选择的查询点改变时，历史工作状态列表和历史故障列表也会自动关联改变。可下载查询过的历史记录数据到本地电脑中。为避免多线程冲突，除了优化查询语句外，还利用了多线程数据库查询技术，具体可利用Delphi下标准的多线程类Tthread完成，由于多个查询线程需要共享相同的数据库资源，所以要为每个线程都增加一个连接控制程序与数据库的Session控件，这样可保证数据库数据的安全。因此数据库收到查询指令后，同时执行主程序线程并创建查询线程新建Session控件变量；之后执行查询语句返回查询结果；查询结束后，删除Session控件变量查询线程终止。

监控中心依据内置的专家故障诊断列表，由设备故障发生的时间、持续时间和并发故障，即判断出故障原因，若有多条故障原因将以列表的方式显示，方便技术人员检查和判断。上述表1所示是运梁车液压行走驱动中部分故障诊断列表。上述表2所示是运梁车液压升降系统中部分故障诊断列表。

监控中心可发出修改车载终端参数的指令，以及发出维护保养信息。修改车载终端参数的过程中，首先将要修改的信息通过GPRS或者GSM网络发送给车载终端，车载终端完成对所在设备的参数修改工作。维护保养的过程中，首先将维护保养信息存储于数据库中，信息内容如上述表3所示。表3中“20小时保养”的意思是提示操作者每隔20个工作小时(发动机工作小时)，应该进行一次保养。保养时间到了，监控中心自动通过GSM模块向提示手机号发送维护保养信息，提示对方应该进行维护和保养。根据设置的提示次数发送相应次数的短信，根据设置的提示间隔发送短信。

监控中心可发出对车载终端的控制指令，具体可通过GPRS或者GSM网络向车载终端发送指令，控制车载终端的DO输出，实现4级锁车的功能。

监控中心可管理系统权限和进行系统设置，除完成一般的管理员权限管理、数据备份恢复、通讯网络设置、通讯传输周期设置之外，还可周期性与外部车载终端互发特定信息，若监控中心在规定的时间内未收到车载终端发来的特定信息，则判定该车载终端掉线。具体流程可参见上述监控中心相关实施例中的图13所示，包括下列步骤：

S601、监控中心与车载终端建立连接；

S602、车载终端和监控中心之间通过GPRS网络周期性互发心跳；

S603、当监控中心在规定时间内未收到车载终端的心跳时，判断该车载终端掉线，在显示页面上该车状态将显示为“下线”；

S604、当车载终端在规定时间内未收到监控中心的心跳时，则判断自身掉线，按照后续程序设置，此时车载终端或者执行锁车动作或者忽略。

更进一步，防拆设置可通过GPRS或者GSM网络设置车载终端的心跳发送周期、故障延时时间、设备是否允许下线或必须一直在线、设备下线后是否自动锁车等。

监控中心可根据用户设置，基于历史数据，生成统计图、趋势图、交叉表、透视表等，方便技术人员观察、诊断故障。

监控中心可利用socket控件完成与内部设备建立连接、互相收发数据。

综上，本发明采用C/S两层网络架构模式，由管理服务器和监控客户端两部分组成。采用该种方式，降低了管理服务器端的数据处理负荷，并可充分发挥监控客户端计算机的处理能力。

管理服务器控制软件在Borland Delphi 7环境下开发，采用Microsoft SQLServer数据库存储数据，功能包括数据接收、数据解析、数据存储、设备管理、局域网管理、远程维护和控制。

监控客户端是由一些连接在局域网上，运行着客户端监控程序的计算机组成，功能包括设备管理、状态监视、历史查询、故障诊断、远程维护、远程控制、系统管理、报表输出、局域网管理九部分。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (29)

1.一种工程机械远程监控系统的监控中心，其特征在于，包括：管理服务器，以及至少一个与管理服务器相连的监控客户端；

管理服务器，用于收发数据，处理数据，以及将处理后的数据保存；

监控客户端，用于显示管理服务器发来的数据，以及向管理服务器发出控制指令。

2.如权利要求1所述的监控中心，其特征在于，所述管理服务器包括：

网络管理模块，与所述监控客户端建立连接以及与外部车载终端建立连接，用于收发数据；

数据解析模块，用于解析网络管理模块收到的数据，以及获取终端设备信息；

数据库管理模块，用于根据数据解析模块获取的终端设备信息，按终端设备的类型将数据存储于对应的数据表中；

远程操作模块，用于向外部车载终端传输监控客户端发来的控制指令，完成对外部车载终端的远程操作。

3.如权利要求2所述的监控中心，其特征在于，所述网络管理模块与监控客户端和外部车载终端分别建立连接的过程包括：

A1、网络管理模块收到连接请求时，与发出该请求的对端建立连接；

A2、网络管理模块根据对端回复的信息判断对端是监控客户端或外部车载终端；

A3、网络管理模块根据上述判断结果，为建立的所述连接创建对应的工作变量。

4.如权利要求3所述的监控中心，其特征在于，所述建立连接是使用网络套接字的方式，监控客户端和外部车载终端在回复的信息中携带有特定字段。

5.如权利要求2所述的监控中心，其特征在于，所述数据解析模块解析数据的过程包括：

B1、数据解析模块计算接收到数据的总长度；

B2、数据解析模块提取一对特定字符之间的数据，并根据通讯协议获取该数据段的信息；

B3、数据解析模块根据所述获取的信息，将该数据段存入相应变量中，完成对该数据段的解析；

B4、数据解析模块去除解析过的数据段；

B5、数据解析模块判断剩余数据的长度是否为0，若否，则循环至B2；若是，判定数据解析完毕。

6.如权利要求2所述的监控中心，其特征在于，所述数据库管理模块存储的终端设备信息至少包括下列项之一：

设备档案表分别与设备维修表、设备事故表、设备转场表、设备报废表、运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过设备名称字段建立一对一主键关联；

原始数据表分别与运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过系统时间字段建立一对一主键关联；

用户表与网络设置表、登陆日志表通过用户名称字段建立一对一主键关联；

权限表与用户表通过用户类型字段建立一对一外键关联；

设备类型表与设备档案表通过设备类型字段建立一对一外键关联；

设备维修表与零件表通过零件名字段建立一对多关联。

7.如权利要求2所述的监控中心，其特征在于，所述远程操作模块对外部车载终端远程操作的过程包括：

C1、远程操作模块收到控制指令；

C2、远程操作模块解析控制指令的内容；

C3、远程操作模块选择传输方式，若选择互联网传输方式，则转入C4；若选择短信传输方式，则转入C5；

C4、远程操作模块使用网络套接字的方式与外部车载终端建立连接，并将控制指令的内容传输给外部车载终端，之后终结流程；

C5、远程操作模块触发英文发送方式；

C6、远程操作模块指定外部车载终端的号码，并向该号码发送携带有控制指令内容以及特定标识的短信，之后终结流程。

8.如权利要求7所述的监控中心，其特征在于，所述远程操作模块对外部车载终端远程操作的过程还包括：

在C4中，判断传输是否成功，若是，则终结流程；否则，重新执行C4；或/和，

在C6中，开启短信提示功能；从收到的短信中获取该短信存储于SIM卡的位置信息，以及从该位置读取短信内容；根据短信内容判断所述携带有控制指令内容的短信是否发送成功，若是，则终结流程；否则，返回C5。

9.如权利要求7所述的监控中心，其特征在于，所述远程操作模块对外部车载终端远程操作的过程还包括：

远程操作模块传输控制指令的内容后，启动定时器；

在定时器到达预设的时长时，若远程操作模块未收到外部车载终端反馈的执行情况信息，则再次向该外部车载终端传输控制指令的内容。

10.如权利要求1所述的监控中心，其特征在于，所述监控客户端包括：

状态监视模块，用于将管理服务器发来的设备工作信息进行实时显示；

历史查询模块，用于根据输入的时间段，查询并生成指定设备的历史列表；

远程维护模块，用于发出修改外部车载终端参数的指令，以及发出维护保养信息；

系统管理模块，用于管理系统权限和进行系统设置。

11.如权利要求10所述的监控中心，其特征在于，所述监控客户端还包括：

设备管理模块，用于记录外部车载终端所属的工程机械设备的信息；

故障诊断模块，用于依据故障诊断列表，判断故障原因并呈现；

远程控制模块，用于发出对外部车载终端的控制指令；

报表输出模块，根据用户设置和基于历史数据，生成相应的图表；

局域网管理模块，与管理服务器建立连接，用于收发数据。

12.如权利要求10所述的监控中心，其特征在于，所述状态监视模块的状态监视过程具体包括：

D1、状态监视模块接收管理服务器发来的设备工作信息；

D2、状态监视模块解析设备工作信息的内容，并确定待监视事项；

D3、确定的待监视事项为电子地图位置，则状态监视模块判定设备超出电子地图上设置的设备工作区域时，发出相应的报警；或者，确定的待监视事项为关键压力曲线，则状态监视模块判定关键压力曲线超出设置的关键压力曲线的上下门限值时，发出相应的报警；或者，确定的待监视事项为设备实时工作状态参数，则状态监视模块判定设备实时工作状态参数值超出设置的对应参数的门限值时，发出相应的报警。

13.如权利要求10所述的监控中心，其特征在于，所述历史查询模块的多线程历史查询流程包括：

E1、为每一查询线程分别建立连接控制程序以及访问控件变量；

E2、执行查询操作，并反馈查询结果；

E3、删除查询完毕的线程对应的访问控件变量，以终止该查询线程。

14.如权利要求10所述的监控中心，其特征在于，所述远程维护模块中包括下列子模块：

车载终端参数修改子模块，用于将修改车载终端参数的指令下发给管理服务器；

维护保养信息自动提示子模块，用于配置维护保养信息，以及将维护保养信息存储至管理服务器的数据库中。

15.如权利要求10所述的监控中心，其特征在于，所述系统管理模块中还包括：

车载终端防拆子模块，用于通过管理服务器，周期性与外部车载终端互发特定信息，若车载终端防拆子模块在规定的时间内未收到外部车载终端发来的特定信息，则判定该车载终端掉线。

16.一种监控中心的控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

F1、监控中心接收数据，将接收的数据处理后显示和保存；

F2、监控中心生成控制指令，以及发出生成的控制指令。

17.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，F1中具体包括：监控中心解析收到的数据并获取终端设备信息；根据获取的终端设备信息，按终端设备的类型将数据存储于对应的数据表中；

F2中具体包括：向外部车载终端传输控制指令，完成对外部车载终端的远程操作。

18.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心与外部车载终端建立连接的过程包括：

G1、监控中心收到连接请求时，与发出该请求的对端建立连接；

G2、监控中心根据对端回复的信息判断对端是否是外部车载终端；

G3、监控中心根据上述判断结果，为建立的所述连接创建对应的工作变量。

19.如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，所述建立连接是使用网络套接字的方式，外部车载终端在回复的信息中携带有特定字段。

20.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心解析数据的过程包括：

H1、监控中心计算接收到数据的总长度；

H2、监控中心提取一对特定字符之间的数据，并根据通讯协议获取该数据段的信息；

H3、监控中心根据所述获取的信息，将该数据段存入相应变量中，完成对该数据段的解析；

H4、监控中心去除解析过的数据段；

H5、监控中心判断剩余数据的长度是否为0，若否，则循环至H2；若是，判定数据解析完毕。

21.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心存储的终端设备信息至少包括下列项之一：

设备档案表分别与设备维修表、设备事故表、设备转场表、设备报废表、运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过设备名称字段建立一对一主键关联；

原始数据表分别与运架一体机表、提梁机表、运梁车表、架桥机表、喷浆机表、挖装机表通过系统时间字段建立一对一主键关联；

用户表与网络设置表、登陆日志表通过用户名称字段建立一对一主键关联；

权限表与用户表通过用户类型字段建立一对一外键关联；

设备类型表与设备档案表通过设备类型字段建立一对一外键关联；

设备维修表与零件表通过零件名字段建立一对多关联。

22.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心对外部车载终端远程操作的过程包括：

I1、监控中心生成控制指令；

I2、监控中心解析控制指令的内容；

I3、监控中心选择传输方式，若选择互联网传输方式，则转入I 4；若选择短信传输方式，则转入I 5；

I 4、监控中心使用网络套接字的方式与外部车载终端建立连接，并将控制指令的内容传输给外部车载终端，之后终结流程；

I 5、监控中心触发英文发送方式；

I 6、监控中心指定外部车载终端的号码，并向该号码发送携带有控制指令内容以及特定标识的短信，之后终结流程。

23.如权利要求22所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心对外部车载终端远程操作的过程还包括：

在I 4中，判断传输是否成功，若是，则终结流程；否则，重新执行I 4；或/和，

在I 6中，开启短信提示功能；从收到的短信中获取该短信存储于SIM卡的位置信息，以及从该位置读取短信内容；根据短信内容判断所述携带有控制指令内容的短信是否发送成功，若是，则终结流程；否则，返回I 5。

24.如权利要求22所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心对外部车载终端远程操作的过程还包括：

监控中心传输控制指令的内容后，启动定时器；

在定时器到达预设的时长时，若监控中心未收到外部车载终端反馈的执行情况信息，则再次向该外部车载终端传输控制指令的内容。

25.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心记录外部车载终端所属的工程机械设备的信息；将设备工作信息进行实时显示；根据输入的时间段，查询并生成指定设备的历史列表；依据故障诊断列表，判断故障原因并呈现；发出修改外部车载终端参数的指令，以及发出维护保养信息；发出对外部车载终端的控制指令；管理系统权限和进行系统设置；根据用户设置和基于历史数据，生成相应的图表。

26.如权利要求25所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心进行状态监视过程具体包括：

J1、监控中心接收设备工作信息；

J2、监控中心解析设备工作信息的内容，并确定待监视事项；

J3、确定的待监视事项为电子地图位置，则监控中心判定设备超出电子地图上设置的设备工作区域时，发出相应的报警；或者，确定的待监视事项为关键压力曲线，则监控中心判定关键压力曲线超出设置的关键压力曲线的上下门限值时，发出相应的报警；或者，确定的待监视事项为设备实时工作状态参数，则监控中心判定设备实时工作状态参数值超出设置的对应参数的门限值时，发出相应的报警。

27.如权利要求25所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心进行多线程历史查询流程包括：

K1、为每一查询线程分别建立连接控制程序以及访问控件变量；

K2、执行查询操作，并反馈查询结果；

K3、删除查询完毕的线程对应的访问控件变量，以终止该查询线程。

28.如权利要求25所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心发出维护保养信息的过程包括：

L1、监控中心配置维护保养信息并存储至数据库中；

L2、监控中心启动定时器；

L3、当定时器到期时，监控中心向外部车载终端发出维护保养信息。

29.如权利要求25所述的控制方法，其特征在于，所述监控中心防止车载终端被拆卸的过程包括：监控中心周期性与外部车载终端互发特定信息，若监控中心在规定的时间内未收到外部车载终端发来的特定信息，则判定该车载终端掉线。

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