CN106364363B

CN106364363B - 嵌入工业用车辆内的管理系统

Info

Publication number: CN106364363B
Application number: CN201610986678.0A
Authority: CN
Inventors: J·L·凯利; M·J·马乐瑞; R·A·马基尔; J·B·柯克; S·L·佩奇; T·E·唐纳修; R·M·戴
Original assignee: Raymond Corp
Current assignee: Raymond Corp
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2033-06-14
Also published as: AU2016202222B2; AU2013205023A1; CN103507659A; CN103507659B; US20130338885A1; CA2813874A1; US20130338874A1; AU2013205023B2; US9355065B2; US20130338886A1; CN106364363A; CA2813874C; AU2016202222A1

Abstract

本发明涉及嵌入工业用车辆内的管理系统。工业用车辆的操作由该车辆的车载设备来管理。一种这样的管理设备包括向获授权操作该车辆的人颁发的便携式存储器设备。车辆控制系统通过从便携式存储器设备读取数据来确定此人是否被准许操作该特定工业用车辆，并且如果为是，则实现该操作。另一管理设备通过工业用车辆上的电源线来传送数据信号，并使用导磁钢丝撑轮圈以独特的方式来排除某组件在数据信号传送时所具有的短路效果。又一管理设备包括与数据采集模块通过接口连接、被设计为连接到一种类型的工业用车辆的通信网络的模块，以供与其他车辆一起使用。

Description

嵌入工业用车辆内的管理系统

本申请是2013年6月14日提交的申请号为201310237020.6、发明名称为“嵌入工业用车辆内的管理系统”的专利申请的分案。

技术领域

本发明涉及工业用车辆，诸如铲车；并且，尤其涉及监控和管理工业用车辆的操作。

背景技术

物料装卸车是机构(诸如，仓库、工厂或商店)中常用来运输物料和成品的机动车。操作人员坐在位置上或者站在车辆的平台上，并操纵控制器，该控制器支配在机构内的四处移动以及其上放置了正运输的物品的承载器的操作。物料装卸车的示例包括但不限于：叉车、拣选车、立式平衡重叉车、坐式平衡重叉车、铲车和牵引车。

另一种类型的工业用车辆(称为自动引导车(AGV))是一种形式的移动机器人，其在有限的环境(诸如，工厂或仓库)中将货物和物料从一个地方运输到另一个地方。某种AGV跟随埋在地板内的导线，因此限于沿着该导线所限定的固定路径行进。开发出了使得这种车辆不受限于固定路径的更先进的引导技术。

在入库操作时，物料数量和库存周转率快速增加。因此，为了保持竞争力，具有有关库存的精确信息并确保每一个装备及每一个员工都有生产力是重要的。对于要参加全球级别的竞争的仓库而言，持续改进操作人员生产力对于减少成本至关重要。为了满足这些结果，设备管理系统被频繁地用于控制库存、确保合适的装备维护以及监控操作人员效率。在这些设备管理系统中，使用集中式计算机系统来监控库存流转、工业用车辆车队的维护状态以及操作人员性能参数。

为了收集用于这些监控功能的数据，通常将通过线束连接到数据收集计算机的传感器添加到制造完成的物料装卸车中。由于连接点的数量，在整个车辆内四处布置线束是耗时且昂贵的。需要提供一种允许这些传感器与已板载在物料装卸车上的标准控制器或新的专用数据收集计算机的任一个之间的通信的替换技术。也需要用于简化改装传感器和物料装卸车的控制系统的其他技术。

将与物料装卸车及其操作人员有关的性能数据传递至机构中的中央计算机系统是有好处的。这准许分析性能数据并将其与来自其他车辆和操作人员的类似数据进行比较。这种分析用于确定特定车辆何时需要维护，以及针对仓库或工厂的最佳工作效率，是否需要更多或更少的车辆。

之前，每一物料装卸车包括用于与机构管理系统交换数据和命令的无线收发器。该系统具有与位于该整个机构内的各处的多个无线收发器连接的局域通信网络。这些网络收发器被定位成使得无论物料装卸车行进到何处，该物料装卸车始终都在某网络收发器的通信范围之内。这样的局域通信网络相对昂贵，有时对于小工厂或仅具有很少车辆的工厂来说代价太高。

仅接收过培训的人被允许操作物料装卸车。此外，操作不同类型的这种车辆需要单独的培训。因此，仅受训操作特定类型的物料装卸车的那些人才被准许操作该类车辆。虽然某人可能已经接收过针对物料装卸车的基础培训，但是他或她的操作可能是受限制的，直到获取了一定程度的经验。例如，在某人已操作车辆达特定小时数以前，他或她的车辆可行进的速度或某一其他功能可能是受到限制的。需要提供一种防止未经授权的人操作这些车辆的机制。

发明内容

工业用车辆在诸如工厂、仓库或商店之类的机构中运输产品和物料。该车辆具有控制器，该控制器从操作人员输入设备处接收控制信号，并且作为响应，指导各个部件的操作，诸如驱动该工业用车辆的那些部件以及使正在运输的物品上升或下降的部件。传感器收集与这些部件的操作以及车辆的其他功能有关的数据。通信网络在操作人员输入设备、控制器、传感器和其他车辆部件之间传送数据和命令。

工业用车辆的操作由各车载设备来管理，也由位于该车辆运行于其中的机构中的装备来管理。

一种这样的管理设备是便携式存储设备(诸如例如USB闪存驱动器)，该便携式存储设备被发放给获授权操作工业用车辆的人。便携式存储设备可被插入工业用车辆上的端口中，由此使得控制系统能够从该便携式设备电读取数据。该数据指示此人获授权操作该工业用车辆。例如，该数据可以包括分配给此人的唯一标识符(诸如工号)，或者可以标识此人获准操作的工业用车辆的类型。车辆上的控制器检查从便携式存储设备读取的数据，并确定此人是否获授权操作该特定类型的车辆。如果为是，则控制器允许车辆控制。存储在便携式存储设备中的数据还可以指示此人被约束而无法操作车辆上的指定功能，或者指示可以以受限的方式操作某些功能。还可以准许工业用车辆将性能数据存储在便携式存储设备中。

另一管理设备包括用于传送通过为工业用车辆上的动力组件运送电的电源线的数据(诸如传感器数据)的装置。电扼流器(诸如，举例而言铁氧体磁珠)具有从其中穿过的导线，其中该导线将第一组件连接到电源线。提供用于进行发送和接收消息信号中的至少一个的第一通信电路，且该电路具有用于载运这些消息信号的传送线。传送线穿过电扼流器，并在第一电扼流器和第一组件之间的某点处被电气地耦合到导线。

在该管理设备的一个方面，传送线以从第一通信电路前进到导线的第一方向穿过第一电扼流器。导线随后以从第一组件前进到电源线的第二方向穿过第一电扼流器，其中该第二方向与第一方向相反。

第一通信电路连接到第一组件，并操作地连接以用于进行通过电源线来发送和接收数据信号中的至少一个。导磁材料的钢丝撑轮圈(wire bead)具有以从电源线到第二组件的第一方向从其中穿过的导线。提供用于进行发送和接收数据信号中的至少一个的第二通信电路，且该电路具有用于载运该数据信号的传送线。该传送线以从第二通信电路到第二组件的第二方向穿过钢丝撑轮圈，其中第一方向与第二方向相反。传送线连接到与第二组件相邻的导线。

另一管理设备包括用于从工业用车辆采集性能数据的装置。该装置具有数据采集模块，该数据采集模块具有适于与某些工业用车辆上的通信网络连接以接收数据的网络端口，还具有用于无线传送数据的设备。不过，数据采集模块不适于经由该网络端口连接到特定工业用车辆上的通信网络。在那种情况下，该装置包括接口模块，该接口模块具有调适成从工业用车辆上的组件处接收信号的输入。接口模块从该信号中导出数据，并具有网络端口以供连接到网络端口从而将该数据传送到数据采集模块。接口模块将来自车辆组件的信号变换成供传送到数据采集模块的网络端口的格式。

接口模块可以具有用于从工业用车辆上的多个组件处接收信号的多个输入。在该实施例中，接口模块具有存储设备，该存储设备包含指定多个输入中的每一个与多个组件中的每一个之间的关系的输入映射表。该表在输入信号处理期间用于以如下格式将从输入信号中导出的数据发送到数据采集模块：即使数据采集模块能够标识出与该数据有关的车辆组件的格式。

附图说明

图1是结合有根据本发明的装置的工业用车辆的透视图；

图2是工业用车辆的控制系统的框图；

图3描绘了其中各工业用车辆经由网络与仓库中的中央计算机进行通信的示例性车队管理系统，该中央计算机链接到其他计算机具有访问权的远程数据库；

图4是安装在工业用车辆的电池上的电池状态监控器的框图；

图5是工业用车辆的已改造了数据采集和通信装备的另一控制系统的框图；

图6是用于图5中的数据采集和通信装备的接口模块的电路的框图；

图7描绘了存储在接口模块中的信号输入映射表；以及

图8是由接口模块来执行的软件的流程图。

具体实施方式

本发明涉及工业用车辆的操作。虽然本发明在仓库中使用的立式平衡重叉车的上下文中描述，但其创造性概念适用于其他类型的工业用车辆以及它们在各种其他机构(诸如举例而言工厂、货物中转站和商店)中的用途。

先参考图1，工业用车辆10(具体而言是铲车)包括操作人员舱室11，该舱室具有供操作人员进出的开口。与操作人员舱室11相关联的是钥匙操控的运行开关13、司机失知警醒开关(deadman switch)12、控制手柄14和方向盘16，其一起用作操作人员控制器17。在显示器15中向操作人员呈现有关车辆操作的信息。工业用车辆10具有承载器18(诸如一对叉形物)，其在门架19上上升和下降。如将更详细描述的，工业用车辆上的通信系统能够经由天线69和无线信号与外部的仓储系统交换数据和命令。

参考图2，工业用车辆10通过多电池式蓄电池37来供电，该蓄电池通过具有两根导线79和80的电缆38电气地耦合到该车辆。电缆38的一端附连到蓄电池端子，另一端具有与工业用车辆10上的电源连接器34配对的蓄电池连接器36。如将要描述地，蓄电池连接器36使得能够将蓄电池37从车辆移除，并将蓄电池37插入充电设备。蓄电池电缆38的正极导线79(B+)连接到电力分配器39中的一组熔断器或断路器处，通过该电力分配器39经由一组导线(其统称为车辆的电力线52)向其他组件供电。蓄电池电缆38的负导线80(B-)连接到另一负极导线50，该负极导线50在整个工业用车辆10内四处延伸并连接到各种电组件。

工业用车辆10具有构建在车辆控制器21周围的控制系统20，该控制系统20是基于微机的设备，包括存储器设备24、模数转换器和输入/输出电路。通信网络26将车辆控制器21链接到供工业用车辆10执行不同功能的其他组件。通信网络26可以是用于在机器的各组件间交换命令和数据的数种类型的公知网络中的任何一种，诸如举例而言利用由瑞士日内瓦的国际标准组织所颁布的ISO-11898所定义的通信协议的控制器局域网(CAN)串行总线。如将详细描述的，车辆控制器21还耦合到电源总线通信电路62，该电源总线通信电路用于通过车辆电源线与其他组件交换数据。

操作人员显示器15耦合到通信网络26以从车辆控制器21接收信息并将该信息呈现给车辆操作人员。操作人员显示器15指示车辆操作参数，诸如举例而言行进速度、电池电量水平、操作小时数、一天的时间、所选组件的温度等。诸如何时需要执行车辆维护和警报报警之类的其他种类的信息也被呈现在操作人员显示器15上以向操作人员通知需要引起注意的状况。

操作人员控制器17通过接口电路连接到通信网络26，以将输入控制信号发送到车辆控制器21，从而支配车辆功能的操作，诸如向前和向后行进、驾驶、制动和升降承载器18。车辆控制器21通过经由通信网络26将包含操作命令的消息发送到提升电机控制器23和牵引驱动系统25来对那些输入控制信号中的一些作出响应。牵引驱动系统25包括牵引电机控制器27和转向电机控制器29，其提供用于使工业用车辆10以指定行进方向移动的动力，而提升电机控制器23沿着门架19驱动承载器18以使负载35(诸如所仓储的货物)上升或下降。

牵引电机控制器27驱动连接到驱动轮45的一个或多个牵引电机43以向工业用车辆提供动力。由操作人员通过操作人员控制手柄14来指定牵引电机43及相关联的驱动轮的速度和旋转方向，并通过从旋转传感器44导出的反馈信号来对其进行监控和控制。旋转传感器44可以是耦合到牵引电机43的编码器，并且从其得到的信号用于测量该车辆在机构中行进的加速度、速度和距离。驱动轮45还通过牵引电机43连接到摩擦制动器22，以向该工业用车辆10提供行车制动功能和驻车制动功能两者。

转向电机控制器29被连接以便以操作人员通过旋转如上所述的方向盘16而选择的方向来驱动转向电机47及相关联的转向轮49。转向轮49的旋转方向确定工业用车辆10在整个机构四处行进期间转动的方向。

提升电机控制器23发送命令信号来控制连接到液压油路53的提升电机51，其形成用于沿着门架19升高和下降承载器18的提升套件。在一些应用中，门架19可以是伸缩结构，在这种情况下，液压油路也使此门架上升或下降。如此处所示，高度传感器59向车辆控制器21提供指示承载器在门架19上的高度的信号。类似地，在承载器18上设置有重量传感器57。负载存在传感器58(诸如，举例而言射频标识(RFID)标签读取器或条形码读取器)被安装在门架上以标识正在运输的货物。

来自重量传感器57、负载存在传感器58和高度传感器59的信号被施加到传感器通信电路55，该电路55通过工业用车辆的电源线52来发送这些传感器数据。传感器通信电路55使得包含数据和命令的消息能够与车辆控制器21双向交换，并且是用于通过向设备运送电力的导线来传送和接收数字信号的常规设备。该传感器通信电路55周期性地读取来自重量传感器57和高度传感器59的信号。当负载存在传感器58检测到来自负载35的信息(诸如，从RFID标签读取的数据)时，该数据被发送到传感器通信电路55。传感器通信电路55将所采集到的数据置于通过一协议来定义的消息帧中，以供通过车辆电源线52进行传送。该消息帧被寻址到车辆控制器21。随后，传感器通信电路55使用该消息帧来调制通过车辆电源线52来发送的振荡载波信号。在另一技术中，数字数据是作为高频信号的脉冲来串行发送的。替换地，传感器57-59中的每一个可具有用于经由车辆电源线52交换数据的其自己的内部通信电路。

仍参考图2，车辆控制系统20包括第一传感器群组61，其具有用于经由车辆电源线52来交换数据的内部通信电路。例如，这些传感器可以是安装在各个位置处用于检测工业用车辆何时与另一物体碰撞的碰撞传感器。由于这些传感器使用电源线52来进行通信，因此它们可在工业用车辆已制造完成后被容易地安装，因为仅需要电源线连接而不需要到通信网络26或其他信号线的连接。这可以显著地减少在整个车辆各处添加传感器所需的布线工作。

由制造商来安装的另一第二传感器群组63直接与车辆控制器21直接通过接口连接用于数据传输，而不使用电源线通信技术。

蓄电池状态监视器64被安装在蓄电池37上，并在蓄电池正向工业用车辆10供电时以及在充电站处向蓄电池充电时收集并存储与蓄电池的性能有关的数据。蓄电池状态监视器64可以被构建在电池中，或者可以被可移动地与其附连。参考图4，蓄电池状态监视器(BSM)64包括微机70，该微机70包括数字处理器、输入/输出电路以及模数转换器。微机70连接到存储软件程序的存储器设备71，该软件程序由微机执行来支配蓄电池状态监视器64的操作。另外，该软件程序所使用或产生的数据被存储在存储器设备71中。例如，存储器设备71具有包含与蓄电池37有关的制造商规范数据(诸如，唯一序列号、重量、电池的额定电压及其以安培时或千瓦时为单位的额定容量)的数据表。

蓄电池状态监视器64具有位于蓄电池37上的若干传感器。电压传感器72测量分别跨蓄电池的正极端子77和负极端子78的电压。替换地，可以检测蓄电池37的每一单个电池中的电压。电流传感器73检测以任一方向流经蓄电池电缆38的一根导线的电流电平，并因此感测用来向工业用车辆10供电的电流以及向蓄电池充电的电流。温度传感器74测量蓄电池37的内部温度，并且液位传感器75检测蓄电池的电解质液位。周期性地，BSM 64中的微机70读取蓄电池传感器72－75所产生的信号并将测量数据存储在存储器71内的另一数据表中。每当电池在被充电时，微机70递增存储在存储器设备71中的那些事件的计数。

周期性地，微机70从存储器设备71读取之前存储的数据，并将这些数据发送到BSM通信电路76。BSM通信电路76使得微机70能够以与之前关于传感器通信电路55所述的相同方式经由工业用车辆10的电源线52与车辆控制器21双向交换消息。

再次参考图2，由BSM通信电路76和传感器通信电路55通过电源线52发送的消息被电源线通信电路62接收，该电源线通信电路62电气地附连到该车辆的与电池电路连接器36配对的电源连接器34的B+导线50。从那些其他通信电路55和76接收到的传感器数据被转发到车辆控制器21的输入/输出端口28以供存储在存储器设备24中，随后由车辆控制器所执行的控制软件以常规方式从存储器设备24中读取传感器数据并对该传感器数据进行处理。除了从其他通信设备处读取消息以外，电源线通信电路62能够传送包含寻址到那些其他通信设备的数据和命令的消息。使用与如上所述相同的电源线通信协议来通过电源线52传送这样的消息。

在通过工业用车辆的电源线52(例如，正级B+导线)来发送消息时所面临的问题是许多电气组件会向负极(B-)导线提供分流路径，该路径会不合需要地使通信信号衰减。这样的组件包括蓄电池、电子电路电源、功放电容器组和电动机。这些组件趋于用作通信信号的短路，因此该信号的大部分通过这些组件流出，并且不会在该整个电子系统的各处行进而到达打算接收该通信信号的其他组件处。

因车辆组件提供分流路径而造成的信号丢失可以通过将这些组件与通信消息需要行进通过的电源线52的部分隔离开来减轻。通过将电扼流器与需要被隔离的各组件串行放置来实现这样的隔离。如图2所示，钢丝撑轮圈83、84和85形式的电扼流器被放置在提升电机控制器23、牵引电机控制器27及转向电机控制器29至电力分配器39的各连接中。这些钢丝撑轮圈83-85减少了由各电机控制器所造成的通信信号的衰减量。其他类型的电扼流器可用于实现本发明。

钢丝撑轮圈(也称为铁氧体磁珠)是无源设备，其抑制穿过该设备的线中的高频信号。在本申请中，每一钢丝撑轮圈都是高导磁材料(诸如二氧化铁)制成的圆柱形管，其在极限压力下压缩而成。该线中流动的交变电流产生周围的磁场。对于给定场强，钢丝撑轮圈增大了磁通量密度，并因此增加了该线对交变电流的感应。因此，钢丝撑轮圈不会影响直流电从蓄电池到控制系统20的各组件的流动。

使用钢丝撑轮圈来隔离蓄电池37更为复杂，因为蓄电池状态监视器(BSM)64被直接连接到蓄电池端子，以便尽可能准确地测量蓄电池电压这使得无需将铁氧体磁珠放在仅蓄电池电缆38上(跨正极导线79和负极导线80两者)，因为这么做将使得来自BSM通信电路76的消息信号衰减。

该方案在图4中示出，其中蓄电池状态监视器64中的消息传送线82以从BSM通信电路76前进到蓄电池37的第一方向(例如，从钢丝撑轮圈的第一端87进入并从第二端离开)穿过钢丝撑轮圈86。蓄电池电缆38的正极(B+)导线79以从蓄电池37前进到蓄电池连接器36的相反的第二方向(例如，从第二端88进入并从第一端87离开)穿过钢丝撑轮圈86。对于BSM消息信号的传送，可以将消息传送线82和电池的正极导线79视为是：从蓄电池状态监视器64穿过钢丝撑轮圈86且随后在到达蓄电池连接器36之前再次回环穿过钢丝撑轮圈的单根信号导线40。

在BSM通信电路76传送消息时，即信号导线40第一次以第一方向穿过钢丝撑轮圈86时，该消息的高频数据信号引发钢丝撑轮圈中的磁通。因此，钢丝撑轮圈86呈现为高阻抗，其基本上阻挡数据信号到达蓄电池37，并且其低阻抗路径接地。信号导线40第二次以第二方向穿过钢丝撑轮圈86时，之前在钢丝撑轮圈86中生成的磁通引发高频数据信号进入蓄电池电缆的正极导线79，从而向蓄电池连接器36发送BSM消息。

对于从车辆控制器21行进到蓄电池状态监视器(BSM)64的消息信号，会发生相同的效应。该效应因此增强了电源线通信。

回到图2，控制系统20还包括连接到通信网络26的USB端口90，以便与车辆控制器21进行通信。USB端口90使得数据存储设备(具体是闪存驱动器92)能够可移动地连接到车辆控制系统20。设备连接使得车辆控制器21能够从闪存驱动器92读取数据并将数据存储在闪存驱动器92中。如此处结合闪存驱动器92所使用的，“可移动”指可以通过用户仅用手将闪存驱动器从USB端口90处拔出来使该驱动器从端口处断开连接，而无需拆卸控制系统20的任何部分或工业用车辆的任何部分，并且无需使用任何工具。

USB闪存驱动器92的唯一功能是实现工业用车辆10的操作的钥匙的功能。之前的车辆需要钥匙来操作激活工业用车辆的开关。在本系统中，向获授权操作工业用车辆的每一人颁发USB闪存驱动器，该闪存驱动器中存储有此人的唯一标识符，诸如工号。存储在USB闪存驱动器92中的数据还可以标识此人获授权操作的不同类型的工业用车辆10。当需要对特定车辆的操作时，此人将他/她的USB闪存驱动器92插入该车辆的USB端口90中。端口检测与闪存驱动器的连接，并发送向车辆控制器21通知该事件的消息。作为响应，车辆控制器21从USB闪存驱动器92读取个人标识符，并且还读取获授权工业用车辆类型的列表(如果提供了的话)。如果获授权工业用车辆类型之一对应于当前工业用车辆的类型，则实现对该车辆的操作。或者，车辆控制器21可以将从闪存驱动器读取的个人标识符与存储在车辆控制器的存储器设备24中的获授权人的列表进行比较。如果发现匹配，则实现对当前工业用车辆的操作。

闪存驱动器92可以包含与向其颁发了闪存驱动器的特定人有关的其他信息。例如，相对缺乏经验的操作人员对工业用车辆的操作可以被限制，直到此人获取了一定水平的经验，例如已操作这种类型的车辆达预定义的小时数。在这种情况下，闪存驱动器中的信息指定此人的操作级别为缺乏经验的操作人员。在车辆启动时读取了该指示后，车辆控制器21约束或限制某些车辆功能的操作参数，诸如将行进速度限制为低于最大可能速度的速度，将车辆加速度限制为小于最大可能幅度，并将承载器18在_门架19上的加速度限制为小于最大可能幅度。如此处所使用的，这样的限制允许此人驱动车辆并使承载器上升或下降，只是与操作相同工业用车辆的其他人相比，该操作是受到约束的。例如，在缺乏经验的人进行控制时，工业用车辆能够在仓库内四处行进，但是车辆控制器21所允许的最大速度被设置为比该车辆能够以其他方式行进的最大速度低的阈值。

车辆控制器21也能够将数据存储在闪存驱动器92中。例如，车辆控制器21测量特定人正在操作工业用车辆的时间，并将该时间添加到闪存驱动器92中存储的对这种类型的工业用车辆的累加操作时间量中。这种处理使得特定人的经验水平能够通过该累加操作时间量来确定。

闪存驱动器92还可用于存储其他种类的信息以及与由向其颁发了该闪存驱动器的人所操作的每一工业用车辆10有关的性能数据。每一工业用车辆10具有唯一标识符(诸如其制造商的序列号)，其与控制系统20所产生的车辆操作数据一起被转移到闪存驱动器92中。这样的操作数据包括操作小时数、蓄电池荷电状态、所生成的错误代码、提升电机已工作的总时间以及车辆和承载器18的速度和加速度。

有时候，车辆操作人员将他/她的USB闪存驱动器92插入仓库管理系统的计算机上的端口中，并将所存储的操作数据转移到该计算机中。通过仓库管理系统计算机来执行诸如美国纽约州格林市的雷蒙德公司的程序之类的商业上可用的软件，以分析所转移的数据来评价此人所操作的每一车辆的性能以及此人的性能。

继续参考图2，车辆控制系统20还具有服务端口94，该服务端口94使得外部装备能够通过通信网络26与工业用车辆10上的各种组件交换消息。例如，维护技术能够将膝上型计算机(未示出)连接到控制系统以读取车辆控制器21所生成的常规错误代码，作为常规实践，这些代码指示车辆所面临的特定问题。膝上型计算机还可以读取在车辆控制器21的存储器设备24中存储的其他类型的车辆数据。

通信网络端口65还使得售后数据采集设备66能够连接到车辆的通信网络26。通过该连接，数据采集设备66采集存储在车辆控制器21的存储器设备24中的性能数据。具体地，该数据采集设备可以向车辆控制器21发送请求这种数据的消息，并随后接收来自车辆控制器的、载运所请求数据的其他消息。

数据采集设备66具有控制器67并具有无线收发器68，控制器67执行采集来自车辆控制器21的数据的功能，无线收发器68具有天线69，用于与工业用车辆10在其中操作的仓库或工厂中的通信系统双向交换数据和命令。优选地，收发器68使用射频，但也可利用光学、超声波或其他无线通信技术，并且可以使用若干标准通信协议中的任何一种(诸如，Wi-Fi)来交换消息和数据。每一工业用车辆10具有唯一标识符(诸如其序列号)，其使得消息能够被专门地传送到该车辆。该唯一标识符通常被包括在发送给工业用车辆10或从工业用车辆10发送的每一消息中，但是通过使用所有车辆都会对其作出响应的广播标识符可以向仓库中的所有工业用车辆广播一些消息。

现在参考图3，一辆或多辆工业用车辆10在其中操作的仓库100包括将这些车辆链接到仓库计算机104的通信系统102。通信系统102包括散布在整个仓库100各处(诸如，在装卸码头或货物存储区域中)的多个无线收发器106(例如，射频设备)。无线收发器106经由常规的局域网105或TCP/IP通信链路连接到仓库计算机104。或者，无线收发器106可以无线地(诸如，通过Wi-Fi链路)耦合到仓库计算机104。仓库100具有一个或多个充电站101，在该充电站101处可以将蓄电池37从工业用车辆10处移除，并通过装备103来向其充电。充电装备103也连接到局域网105以便与仓库计算机104交换数据。仓库通信系统102使得来自工业用车辆10的车队的性能数据能够以规则的间隔自动地转移到仓库计算机104处，而非像如前所述的那样使用USB闪存驱动器92手动进行转移。USB闪存驱动器92在使用时被插入到仓库计算机104上的端口107中。

仓库计算机104被连接到因特网108，由此实现与在仓库公司的总部处的计算机系统114的通信。该连接允许总部计算机系统114接收与在该公司的所有仓库处的工业用车辆的车队的操作有关的数据。仓库计算机104和总部计算机114两者都执行用于存储、分析和报告工业用车辆的操作信息的软件。

仓库计算机104与因特网108或其他外部通信网络的连接准许仓库计算机访问车辆专用数据，该数据存储有车辆制造商所提供的车辆专用数据。该车辆专用数据被从制造商计算机112转移到车辆专用数据。从各仓库处的工业用车辆中收集的数据也被上传并存储在数据库110中。所选数据也可被能通过因特网108连接到数据库110的例如仓库管理人员或车辆经销商访问。各种计算机可以分析并比较从给定仓库处的所有工业用车辆、货仓公司的所有机构处的所有工业用车辆或由相同制造商制造的所有车辆中收集的数据。

图2中的数据采集设备66是为了与特定工业用车辆10一起使用而定制设计的。数据采集设备66的控制器67被专门配置用于通过车辆的通信网络26与车辆控制器21及其他组件进行通信。因此，售后数据采集设备的制造商必须对特定车辆的控制系统20的操作以及车辆网络26上使用的通信协议的细节知情。这种对特定工业用车辆的细节的丰富知识并非总是售后装备的其他制造商可得到的。在其他情况下，即使数据采集设备是为了与特定品牌的工业用车辆一起操作而专门设计的，但不同制造商生产的车辆也可以在同一仓库中操作，因此期望经由仓库通信系统102将来自所有这些车辆的数据传送到仓库计算机104。结果，期望能够改造为一特定品牌的工业用车辆开发的数据采集设备66，以适用于来自其他制造商的类似车辆。

图5示出了对特定数据采集设备66的调适以供在其他类型的工业用车辆上使用。该工业用车辆的第二控制系统200大体上与之前描述的图2中的第一控制系统20类似。控制系统200的与第一控制系统20中的那些组件相同的各组件被指派有相同的附图标记。然而，应当理解，车辆控制器21所产生的数据的格式以及在第二控制系统200的通信网络26上使用的协议与数据采集设备66并不兼容。但是，数据采集系统66具有对通信网络的输入，该输入被设计用于连接到不同的车辆网络。然而，数据采集设备66被设计成将要传送的数据包定制为针对特定工业用车辆在其中操作的仓库通信系统102(图3)的消息。

由于车辆接口的不兼容性，数据采集设备66通过接口模块202耦合到车辆控制系统200。通过通信链路204将该接口模块连接到数据采集设备66上的现有车辆网络端口上。因此，数据被使用相同的协议用消息从接口模块202发送到数据采集设备66，如同该数据采集设备被连接到了第一控制系统20中的车辆通信网络26一样。

接口模块202具有多个传感器输入，其通过多根线205连接到控制系统200中的各种传感器和设备的输出信号导线上。例如，输入线连接到与工业用车辆的门架19连接的高度传感器59的输出，以提供指示承载器18的高度的信号。该信号向接口模块202提供指示何时承载器得以上升(如在承载负载时发生的)的输入。或者，如果控制系统200不具有高度传感器，则可以添加指示承载器18何时不处于完全放下位置的简单开关。线205中的另一根连接到重量传感器57的输出，该重量传感器57由此在承载器18上存在负载35时提供指示该负载的重量的信号。另一信号线205连接到旋转传感器44的输出以接收指示何时旋转电机43正在操作以及何时车辆正在行进的信号。或者，可以将霍尔效应传感器或其他设备放置在延伸在牵引电机控制器27和牵引电机43之间的电源导线之一附近，以感测何时电流正流经该导线以及由此感测何时该电机正在操作。在第二控制系统200中，操作控制器17包括钥匙操控的运行开关13以及司机失知警醒开关12，钥匙操控的运行开关13用于打开工业用车辆，而为了操作车辆功能，操作人员的脚必须按压司机失知警醒开关12。因此，当钥匙操控的运行开关13处于打开位置且工业用车辆10正在运行，但没有一个人在操作人员舱室11(图1)中时，司机失知警醒开关12提供指示该事件的信号。附加线205从司机失知警醒开关12和钥匙操控的运行开关13延伸到接口模块202的输入。

另外参考图6，输入线205导向接口模块202中的输入电路216的各端子。输入电路216通过通信总线206连接到微机210，微机210执行支配接口模块所执行的数据转移功能的软件程序。还连接到通信总线206的存储器设备212存储软件程序和由该程序来处理的数据。网络接口电路214将内部通信总线206连接到导向数据采集设备66的通信链路204。

可以与接口模块202一起使用的不同工业用车辆可具有向该模块提供输入信号的不同设备。输入电路216的输入端子并没有被预定义为从特定传感器或为特定车辆功能接收信号。即，每一输入可以被用户连接到工业用车辆上的任何合适组件处。接口模块202将提供使每一输入端子与正被监视的特定车辆功能相关联的映射的表包含在存储器设备212中。输入映射表220是在接口模块202被安装后的初始配置期间被定义的。那时，技术人员将膝上型计算机或其他便携式计算机插入编程(PGM)端口215，并发起存储在接口模块中的软件的配置例程。该配置例程使得技术人员能够将输入电路216的每一个输入218指派给正被监视的特定功能。该配置的结果被存储在输入映射表220中，该映射表的示例如图7所示。第一输入端子(输入1)被指派为从牵引电机43上的旋转传感器44处接收信号，该信号指示何时该电机正在操作且该车辆正在行进。第二输入端子(输入2)被指派用于从门架19上的高度传感器59延伸出的线，其上的信号指示承载器18何时已从最底部位置上升。接口模块的第三输入端子(输入3)被指定为从图5中的控制系统200的钥匙操控的运行开关13接收信号。示例性配置表中的第四输入端子(输入4)被连接到来自司机失知警醒开关12的线，且第五输入端子(输入5)被指派用于负载高度传感器信号。附加的输入可用于从车辆控制系统200导出的其他信号，因为在示例性接口模块202上存在总共N个输入端子。

每当工业用车辆在运行时，功率被施加到接口模块，该接口模块因此执行存储在存储器设备212中的软件程序。该程序周期性地检查每一个输入端子处的信号，并更新与工业用车辆的性能有关的相应操作数据。例如，被监视的参数可包括钥匙计时计，该钥匙计时计指示钥匙操控的运行开关13被闭合而工业用车辆在运行的总时间量。提升计时计指示承载器18上升到最底部位置之上的总时间量。行进计时计累加牵引电机42在工作而由此车辆在行进的总时间量。最后，在该示例性系统中，司机失知警醒计时计跟踪当操作人员踏在司机失知警醒开关12的踏板上时发生该开关被关闭的时间量。通过从钥匙计时计所指示的时间量中减去司机失知警醒计时计所指示的时间量，可以计算出操作人员不在操作人员舱室中而工业用车辆在运行的时间量。

参考图8，每当工业用车辆10在操作时，各个计时计通过持续执行或以预定义间隔执行的软件程序230来更新。虽然软件程序230的操作将在计时计的上下文中被描述，但诸如已运输的累加负载重量之类的其他操作参数也可由接口模块来处理。当工业用车辆最初开始操作时，该软件程序在步骤232开始执行，在步骤232中这些计时计之一被选择。该程序包括不同计时计的表格，并且程序230的执行以循环方式按序处理每一个计时计的数据。在选择了特定计时计后，该程序执行前进到步骤234，在步骤234中如图7中所描绘的输入映射表220被检查来确定这些输入218中的哪一个输入接收到针对所选参数的传感器信号。接着，在步骤236，确定相关联的输入处的信号是否起作用。例如，如果该参数是指示车辆正在行进的牵引电机43的旋转，则确定真逻辑电平信号是否被施加到输入1。如果是这种情况，则该程序执行分支到步骤238，在步骤238中使针对该特定参数的计时器(即，行进计时计)递增1。每一计时器事实上是每次循环通过该软件程序选择相关联的参数时递增的计数器。由于这样的循环以有规则的间隔发生，因此计数器的每一个增量都对应于所选参数起作用的时间间隔。例如，行进计时计的计时器的计数指示期间车辆在行进(即，在仓库的地板上被驱动)的时间间隔的数量。在使行进计时计的计数器递增之后，该程序前进到步骤240。然而，如果在步骤236处没有发现与所选参数相关联的输入起作用，则该程序执行直接前进到步骤240，而无需递增相关联的计时器，因为所指定的参数在最近时间间隔没起作用。应当理解，该软件程序被执行得足够频繁，使得各参数计时器的增量准确地指示该参数起作用的时间量。

当该程序执行到达步骤240时，确定是否应将累加后的参数数据发送到数据采集设备66。该数据传送在由接口模块202中的真实时钟所指示的一天中的特定时间发生、或者在给定时间段期满时(诸如每小时一次)发生、或者在接口模块202经由通信链路204接收到了对来自数据采集设备66的数据的请求后发生。如果不是传送该数据的时间，则该程序执行从步骤240返回到步骤232，在步骤232另一计时计被选择，并且该程序执行因该新参数而再次循环通过步骤232-240。以这种方式，按序通过步骤232－240的循环收集与工业用车辆的不同所选操作参数有关的数据。

当是传送该数据的时间时，该程序执行前进到步骤242，在步骤242每一计时计的计时器计数被转换成时间段值。该转换涉及使相应的计时器计数乘上在该程序处理针对该计时计的信号输入的各实例之间的间隔。所得的时间段随后被临时地存储在接口模块202的存储器设备212中。随后，在步骤244，所有计时器计数被重置为零，以开始为另一报告时段累加运行时间。随后，微机210在步骤246创制包含该计时计时间段的消息，并在步骤248经由通信链路204将该消息发送到数据采集设备66。通过这种方式，数据采集设备66以与图2中的数据采集设备66经由内部车辆通信网络26从车辆控制器21接收消息相同的方式从接口模块202接收参数数据。因此，相同类型的数据采集设备66可以与数据采集设备被针对其设计为连接到网络端口65的车辆一起使用，并与具有不兼容通信网络26的其他制造商的车辆一起使用。此外，动态配置输入电路216的各信号输入的唯一方式允许接口模块202与各种各样不同类型的工业用车辆一起使用，并接收针对这些车辆上的各种操作参数的信号。

以上描述主要涉及工业用车辆的特定实施例。尽管给予了本发明范围内的各可选实施例一定关注，可期待的是本发明技术人员可能实现从这些实施例的公开中显而易见的附加可选实施例。相应地，应当根据以下权利要求，而不是上述公开来确定本发明的范围。

Claims

1.一种用于从各自具有不同标准化通信协议的工业用车辆采集性能数据的系统，其中第一工业用车辆包括：第一车辆控制器，其被可操作地连接以控制多个组件，并且被配置成使用第一车辆通信网络通信且适于使用第一标准化网络通信协议传送车辆数据，其中第二工业用车辆包括：第二车辆控制器，其被可操作地连接以控制第二多个组件，并且被配置成使用第二车辆通信网络通信且适于使用第二标准化网络通信协议传送第二车辆数据，其特征在于，所述系统包括：

用于接收所述车辆数据的与所述第一工业用车辆的第一标准化网络通信协议不相兼容的数据采集模块，所述数据采集模块具有适于可移除地连接到所述第二工业用车辆的第二标准化通信网络并且接收使用所述第二标准化通信网络协议传送的车辆数据的端口，并且所述数据采集模块具有用于无线地传送所述车辆数据的通信设备；以及

接口模块，所述接口模块具有用于连接至来自所述第一工业用车辆上的多个组件中的至少一者的输出信号的输入，所述第一工业用车辆上的多个组件经由所述第一车辆通信网络与所述第一车辆控制器通信，其中所述接口模块从所述输出信号导出所述车辆数据，并且使用可移除地连接到所述端口的网络接口传达所述车辆数据以使用所述第二标准化网络通信协议将所述车辆数据运送到所述数据采集模块。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信设备周期性地传送所述车辆数据。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口模块具有用于连接至来自经由第一车辆通信网络与所述第一车辆控制器通信的所述第一工业用车辆上的多个组件的多个输出信号的多个输入；并且还包括存储设备，所述存储设备包含指定所述多个输入中的每一个与所述多个组件中的每一个之间的关系的输入映射表。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多个组件中的至少一者包括传感器。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述接口模块具有供连接到用于改变所述输入映射表的设备的编程端口。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口模块通过测量所述信号起作用的时间量来从所述输出信号导出所述车辆数据。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信设备响应于预定义事件的发生而传送所述车辆数据。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接口模块还包括：

连接至所述网络接口的处理器；以及

连接至所述处理器并具有多个输入的输入电路，所述多个输入用于接收来自经由第一车辆通信网络与所述第一车辆控制器通信的所述第一工业用车辆上的多个组件的多个输出信号。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

连接至所述第一工业用车辆上的另一组件的第一通信电路，用于经由通过其向所述第一工业用车辆组件供应电源的电力线发送数据消息；以及

第二通信电路，用于经由所述电力线接收所述数据消息。

10.一种用于从各自具有不同标准化通信协议的工业用车辆采集性能数据的系统，其中第一工业用车辆包括：第一车辆控制器，其被可操作地连接以控制多个组件，并且被配置成使用第一车辆通信网络通信且适于使用第一标准化网络通信协议传送车辆数据，其中第二工业用车辆包括：第二车辆控制器，其被可操作地连接以控制第二多个组件，并且被配置成使用第二车辆通信网络通信且适于使用第二标准化网络通信协议传送第二车辆数据，其特征在于，所述系统包括：

与所述第一车辆控制器分开的接口模块，所述接口模块具有用于连接至来自所述第一工业用车辆上的多个组件的多个输出信号的多个输入，所述第一工业用车辆上的多个组件经由所述第一车辆通信网络与所述第一车辆控制器通信，其中所述接口模块从所述多个输出信号导出所述车辆数据，并且使用可移除地连接到所述端口的网络接口传达所述车辆数据以使用所述第二标准化网络通信协议将所述车辆数据运送到所述数据采集模块。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述接口模块还包括存储设备，所述存储设备包含指定所述多个输入中的每一个与所述多个组件中的每一个之间的关系的输入映射表。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述接口模块具有供连接到用于改变所述输入映射表的设备的编程端口。

13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述接口模块通过测量所述输出信号中的至少一者起作用的时间量来从所述输出信号中的至少一者导出所述车辆数据。

14.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述接口模块包括：

连接至所述网络接口的处理器；以及

连接至所述处理器并具有多个输入的输入电路。

15.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述通信设备周期性地传送所述车辆数据。

16.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述数据采集模块的所述端口与同所述第一车辆控制器通信的所述多个输出信号相隔离。