CN104698914A - 工程机械数字化图形仪表 - Google Patents

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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/25—Pc structure of the system
    • G05B2219/25032—CAN, canbus, controller area network bus

Abstract

本发明公开了一种工程机械数字化图形仪表，时钟电路、复位电路、JTAG电路、按键输入电路、数据处理电路、CAN通讯电路、报警电路、接口转换电路、SDRAM电路、数据存储电路、RS232电路、RS485电路分别与主控制器模块相连，所述电源电路给主控制器模块供电，所述传感器模块与数据处理电路相连，将传感器信号输入数据处理电路，所述接口转换电路与TFTLCD显示触摸电路相连，将显示信号送TFTLCD显示触摸电路，所述北斗模块与RS232电路相连通过RS232电路与主控制器模块通信。本发明的数字化图形仪表具有指示清晰准确、操作便捷、工作可靠、性能稳定。

Description

工程机械数字化图形仪表
技术领域
本发明涉及一种数字化图形仪表，尤其涉及一种工程机械数字化图形仪表系统。
背景技术
目前，大部分工程机械仍然采用的是传统步进电机指针式仪表，存在功能单一、指示精度低、可视性差、安装空间大、管理维护困难等缺点，不便于操作者监控，发生故障后也不便于维修。工程机械行业的飞速发展，对仪表系统提出了更高的要求。工程机械仪表的形式从最初的直读式、指针式发展到图像显示、数字显示；从声光报警发展至智能监控。因此，设计一种工程机械数字化图形仪表对工程机械行业的发展具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工程机械数字化图形仪表，改变现有技术的工程机械仪表的直读式、指针式结构，以图像显示、数字显示；具备声光报警及智能监控功能。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种工程机械数字化图形仪表，包括主控制器模块、时钟电路、复位电路、JTAG电路、按键输入电路、数据处理电路、传感器模块、CAN通讯电路、报警电路、接口转换电路、TFTLCD显示触摸电路、SDRAM电路、数据存储电路、RS232电路、北斗模块、RS485电路、电源电路；所述时钟电路、复位电路、JTAG电路、按键输入电路、数据处理电路、CAN通讯电路、报警电路、接口转换电路、SDRAM电路、数据存储电路、RS232电路、RS485电路分别与主控制器模块相连，所述电源电路给主控制器模块供电，所述传感器模块与数据处理电路相连，将传感器信号输入数据处理电路，所述接口转换电路与TFTLCD显示触摸电路相连，将显示信号送TFTLCD显示触摸电路，所述北斗模块与RS232电路相连通过RS232电路与主控制器模块通信。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述工程机械数字化图形仪表，其中主控制器模块型号为恩智浦公司ARM7芯片LPC2478。
前述工程机械数字化图形仪表，其中SDRAM电路型号为SamSung公司K4S561632D芯片。
前述工程机械数字化图形仪表，其中TFTLCD显示触摸电路型号为友达8.4寸TFT液晶屏G084SN05V8。
前述工程机械数字化图形仪表，其中传感器模块包括JYVS-DC70D直流电压传感器、TE1D300C420V4SP1电流传感器、PTH708D压力传感器、Hal-12霍尔传感器、PTG701压力传感器，所述JYVS-DC70D直流电压传感器检测电瓶电压，所述TE1D300C420V4SP1电流传感器检测电瓶电流，所述PTH708D压力传感器检测前后制动系统压力，所述Hal-12霍尔传感器检测发动机转速，所述PTG701压力传感器检测机油压力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的工程机械数字化图形仪表具有指示清晰准确、操作便捷、工作可靠、性能稳定、硬件可扩展、软件可重构等优点，可对工程机械的工作情况进行有效管理和监督，还能实现故障诊断以及定位等功能。
附图说明
图1是本发明的硬件电路图；
图2是本发明的总体结构图；
图3是本发明的软件流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，工程机械数字化图形仪表，包括主控制器模块、时钟电路、复位电路、JTAG电路、按键输入电路、数据处理电路、传感器模块、CAN通讯电路、报警电路、接口转换电路、TFTLCD显示触摸电路、SDRAM电路、数据存储电路、RS232电路、北斗模块、RS485电路、电源电路；所述时钟电路、复位电路、JTAG电路、按键输入电路、数据处理电路、CAN通讯电路、报警电路、接口转换电路、SDRAM电路、数据存储电路、RS232电路、RS485电路分别与主控制器模块相连，所述电源电路给主控制器模块供电，所述传感器模块与数据处理电路相连，将传感器信号输入数据处理电路，所述接口转换电路与TFTLCD显示触摸电路相连，将显示信号送TFTLCD显示触摸电路，所述北斗模块与RS232电路相连通过RS232电路与主控制器模块通信。主控制器模块型号为恩智浦公司ARM7芯片LPC2478。SDRAM电路型号为SamSung公司K4S561632D芯片。TFTLCD显示触摸电路型号为友达8.4寸TFT液晶屏G084SN05V8。传感器模块包括JYVS-DC70D直流电压传感器、TE1D300C420V4SP1电流传感器、PTH708D压力传感器、Hal-12霍尔传感器、PTG701压力传感器，所述JYVS-DC70D直流电压传感器检测电瓶电压，所述TE1D300C420V4SP1电流传感器检测电瓶电流，所述PTH708D压力传感器检测前后制动系统压力，所述Hal-12霍尔传感器检测发动机转速，所述PTG701压力传感器检测机油压力。
如图2所示，本发明以 LPC2478微处理器为硬件核心、μC/OS-II 操作系统为软件平台。工作原理为主处理器通过控制器局域网络（controller area network, CAN）总线等通信方式接收传感器采集得到的状态信息以及北斗模块反馈的定位信息，利用薄膜晶体管液晶显示模块将处理后的参数信息以文字或图片的形式动态显示出来；同时将得到的物理量与装备规定的对应物理量报警边界相比较，如超出报警边界及时报警。实现的功能有：实时监测工程机械的基本状态、机器出现故障时能及时报警、驾驶员身份认证和管理、记录和存储工程机械工作时的参数、采用卫星定位技术以及远程数据传输技术实现远程监控。
本系统采用的是8.4寸TFT-LCD显示。为减少图像信号的干扰，提高数据传输速率，增加数据传输距离,采用LVDS输出接口传输数据。
所述电源模块设计中主芯片LPC2478采用单电源+3.3V供电，供电电流100mA；TFT背光采用+12V供电，供电电流275mA；AD转换采用+5V供电，供电电流为60mA；传感器电源采用+12V供电，供电电流500mA；CAN通信采用+5V供电，供电电流40mA，其中LPC2478与TFT背光共地，而AD转换与传感器电源共地，CAN采用隔离电源；所述主控制模块选择恩智浦公司的ARM7芯片LPC2478作为系统的控制器；所述数据采集模块包括开关量、脉冲量输入电路设计和模拟量输入电路设计；所述CAN总线模块包括CAN总线通讯电路、UART串口通讯电路、USB通讯电路设计，所述CAN总线通讯电路中共包含2路CAN通讯通道，所述UART串口通讯电路设计中共使用3路UART串口；所述数据存储模块包括SD卡存储电路和SDRAM存储电路设计，主机通过9个引脚与SD卡相连，所述SDRAM存储选用的是SamSung的K4S561632D芯片，采用3.3V工作电压，16M×16bit大小内存；所述TFTLCD显示触摸模块主要用于各类性能参数和报警图文信息的显示，显示屏选为友达8.4寸TFT液晶屏G084SN05V8，此TFT液晶屏带有触摸功能；所述传感器模块中传感器的选择分别为：电瓶电压选用JYVS-DC70D系列直流电压传感器，电瓶电流选用TE1D300C420V4SP1，前制动系统压力/后制动系统压力选用PTH708D压力传感器，发动机转速选用Hal-12霍尔传感器，机油压力传感器选用PTG701压力传感器。
整个硬件系统除了在各模块电路设计确定后还包括晶振电路、复位电路和JTAG电路设计；晶振电路中振荡器选择震荡模式，复位电路使用了专业微处理器电源监控芯片MAX811，JTAG电路中LPC2478支持JTAG程序下载和在线调试。
如图3所示，所述软件设计的开发平台选用μC/OS-II作为系统开发的软件平台，系统软件设计主要为：
（1）μC/OS-II系统建立任务，包括系统主任务、μcGUI图形用户接口任务、触摸屏任务、数据采集处理任务、LCD显示任务、SD卡读写任务、通信任务等；各任务间通过信号量、消息队列和事件来通信和共享数据。
（2）μcGUI图形界面程序，主要用于显示静态图片以及动态指针等；
（3）FATFS文件系统移植，接口函数的编写；
（4）硬件平台初始化程序，包括系统时钟初始化、GPIO端口初始化、串口初始化、触摸屏初始化、SD卡初始化、LCD初始化、文件系统初始化等；
（5）硬件底层驱动程序，包括SD卡驱动、LCD驱动等。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种工程机械数字化图形仪表，其特征在于，包括主控制器模块、时钟电路、复位电路、JTAG电路、按键输入电路、数据处理电路、传感器模块、CAN通讯电路、报警电路、接口转换电路、TFTLCD显示触摸电路、SDRAM电路、数据存储电路、RS232电路、北斗模块、RS485电路、电源电路；所述时钟电路、复位电路、JTAG电路、按键输入电路、数据处理电路、CAN通讯电路、报警电路、接口转换电路、SDRAM电路、数据存储电路、RS232电路、RS485电路分别与主控制器模块相连，所述电源电路给主控制器模块供电，所述传感器模块与数据处理电路相连，将传感器信号输入数据处理电路，所述接口转换电路与TFTLCD显示触摸电路相连，将显示信号送TFTLCD显示触摸电路，所述北斗模块与RS232电路相连通过RS232电路与主控制器模块通信。
2. 如权利要求1所述的工程机械数字化图形仪表，其特征在于，所述主控制器模块型号为恩智浦公司ARM7芯片LPC2478。
3.如权利要求1所述的工程机械数字化图形仪表，其特征在于，所述SDRAM电路型号为SamSung公司K4S561632D芯片。
4.如权利要求1所述的工程机械数字化图形仪表，其特征在于，所述TFTLCD显示触摸电路型号为友达8.4寸TFT液晶屏G084SN05V8。
5.如权利要求1所述的工程机械数字化图形仪表，其特征在于，所述传感器模块包括JYVS-DC70D直流电压传感器、TE1D300C420V4SP1电流传感器、PTH708D压力传感器、Hal-12霍尔传感器、PTG701压力传感器，所述JYVS-DC70D直流电压传感器检测电瓶电压，所述TE1D300C420V4SP1电流传感器检测电瓶电流，所述PTH708D压力传感器检测前后制动系统压力，所述Hal-12霍尔传感器检测发动机转速，所述PTG701压力传感器检测机油压力。
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