CN106713758A - 一种工程机械无线数据传输装置 - Google Patents

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唐纯元
郭长城
闫鑫
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Abstract

本发明属于工程机械无线调试领域，具体的是一种工程机械调试装置，包括：网络单元，工程机械调试装置通过网络单元远程连接一信号端，信号端通过网络单元向工程机械调试装置下发调试指令，调试指令供工程机械调试装置对相应的工程机械设备进行现场调试；处理单元，处理单元连接网络单元，处理单元用于处理网络单元接收到的调试指令并输出对应的处理数据和处理信息，处理单元将处理信息通过网络单元反馈给信号端；显示单元，显示单元连接到处理单元，显示单元接收处理单元输出的处理数据并进行显示。本技术方案提供的积极效果是：满足了工程机械多功能的性能需求，又降低了成本；无线部分采用WIFI信号进行传输，可靠性高、抗干扰能力强、兼容性高。

Description

一种工程机械无线数据传输装置
技术领域
本发明属于工程机械无线调试领域，具体的是一种工程机械无线数据传输装置。
背景技术
工程机械控制系统包括控制器和显示屏两部分，显示屏主要功能为人机交互。目前显示屏采用串口类型的WIFI模块，受限于串口的低速率，无法发挥WIFI的高速通信优势。
目前大型的工程机械设备都配置有摄像头，将设备前端施工现场的实时视频和现场指挥的对讲音频信号在设备本地进行录像留底，并通过无线网络实时或者定期上传到服务器，开发故障分析系统和远程视频监控系统，辅助分析故障发生的原因，远程查看现场实时工况。目前常用的GPRS通信，无法满足通信速率以及流量消耗费用昂贵，而且GPRS通信在恶劣的环境下会受到严重影响，为满足视频流、数据流传输的高效性、稳定性，同时支持现场刷程和刷程的实时性，这样对原来的车载控制或人机界面装置的通信性能提出来升级的要求，主要包括三个方面：
1)实现现场实时调试和更新；
2)实现大容量数据的稳定传输；
3)实现无线局域网和因特网网络高速接入，满足工业4.0要求。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本实发明旨在提供一种工程机械无线数据通信的方法，能代替现有技术中传输速率慢、可靠性低等问题，以提供高速率的数据传输以及高性价比的产品。
具体技术方案如下：
一种工程机械无线数据传输装置，其中，包括：
网络单元，所述工程机械无线数据传输装置通过所述网络单元远程连接一信号端，所述信号端通过所述网络单元向所述工程机械无线数据传输装置下发调试指令，所述调试指令供所述工程机械无线数据传输装置对相应的工程机械设备进行现场调试；
处理单元，所述处理单元连接所述网络单元，所述处理单元用于处理所述网络单元接收到的所述调试指令并输出对应的处理数据和处理信息，所述处理单元将所述处理信息通过所述网络单元反馈给所述信号端；
显示单元，所述显示单元连接到所述处理单元，所述显示单元接收所述处理单元输出的所述处理数据并进行显示。
进一步的，上述的一种工程机械无线数据传输装置，其中，所述网络单元配置有一个无线收发模块、第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口和一视频采集单元；
所述无线收发模块用于所述工程机械无线数据传输装置通过所述无线收发模块连接到计算机网络；
所述第一接口供SDRAM处理器与所述处理单元进行通信；
所述处理单元通过所述第二接口分别与所述工程机械上的控制器设备进行有线调试；
所述第三接口为一预留接口供所述信号端进行程序和图片更新；
所述第四接口用于连接到所述无线收发模块使得所述处理单元和所述无线收发模块进行通信；
所述第五接口供FLASH存储器与所述处理单元进行通信；
所述视频采集单元用于采集外部摄像头的视频信号。
进一步的，上述的一种工程机械无线数据传输装置，其中，所述无线收发模块为WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)模块；所述无线收发模块为WIFI模块；所述第一接口为SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器)接口；所述第二接口为CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)接口；所述第三接口为USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口；所述第四接口为SDIO(Secure DigitalInput and Output Port，安全数字输入输出口)或USB接口；所述第五接口为FLASH(闪存)接口。
进一步的，上述的一种工程机械无线数据传输装置，其中，所述计算机网络为局域网或因特网。
进一步的，上述的一种工程机械无线数据传输装置，其中，所述工程机械无线数据传输装置通过所述网络单元定时地传输与所述工程机械无线数据传输装置相连的所述工程机械产生的数据内容给所述信号端。
进一步的，上述的一种工程机械无线数据传输装置，其中，所述工程机械无线数据传输装置根据外部输入的触发指令，通过所述网络单元传输与所述工程机械无线数据传输装置相连的所述工程机械产生的数据内容给所述信号端。
进一步的，上述的一种工程机械无线数据传输装置，其中，所述信号端为PC(Personal Computer，个人电脑)端或手持终端。
本技术方案提供的积极效果是：满足了工程机械多功能的性能需求，又降低了成本；无线部分采用WIFI信号进行传输，可靠性高、抗干扰能力强、兼容性高。
附图说明
图1是采用工程机械无线数据传输装置进行工程机械现场无线调试和升级的系统结构图；
图2是本工程机械无线数据传输装置通过因特网承载方式进行工程机械无线调试方式示意图；
图3是本工程机械无线数据传输装置直接通过WIFI接入点组成局域网进行工程机械无线调试方式示意图；
图4是本工程机械无线数据传输装置实现框图；以及
图5是本工程机械无线数据传输装置的高速WIFI模块功能图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明公开了一种工程现场无线调试方法，基于无线传输的数据主要是：视频以及音频数据、控制指令、系统安装调试包等数据。
图1是本发明的采用工程机械无线数据传输装置进行工程机械现场无线调试和升级的系统结构图，其中，组成如下：显示单元12、处理单元13、网络单元14和信号端2。显示单元12、处理单元13和网络单元14组成了功臣机械调试装置1所述网络单元14由WIFI模块142以及接口模141块构成，所述信号端2由具有WIFI功能的PC组成或者手持设备(如平板电脑、手机等)亦可以是现场工程主机。
所述显示单元12连接所述处理单元13、所述处理单元12连接到所述网络单元14、所述信号端2通过所述网络单元14中的WIFI模块142与之相连。
处理单元13、网络单元14和显示单元12构成了所述工程机械无线数据传输装置。
整个系统终端和/或PC端2与设备1的通信方式是通过WIFI无线方式进行的，通信的方式分成两个部分一种是通过因特网承载方式进行的，另一种是通过接入点(AP，AccessPoint)终端和设备端直接进行通信组成局域网的。
图2是本工程机械无线数据传输装置通过因特网承载方式进行工程机械无线调试方式示意图；图3是本工程机械无线数据传输装置直接通过WIFI接入点组成局域网进行工程机械无线调试方式示意图；
结合图1和图2，当所述装置1位于具有因特网3接入能力的区域时，装置1可以通过如下方式进行现场调试：装置1通过WIFI信号发送以及接收数据，并将整个数据进行编码通过因特网3传输到位于因特网3中的服务器4节点，信号端2则通过因特网3访问服务器4进行对装置1的调试。同时装置1端能将其录制的视频以及音频信号实时或者定时地传输到服务器4。
结合图1和图3，当所述装置1因环境不允许进行通过因特网3承载数据的时候，装置1可以进行WIFI接入点方式进行AP点对点现场无线调试。所述装置1模式下通过建立一个WIFI AP客户终端作为模拟服务器，信号端2现场搜索WIFI网络与设备WIFI AP进行对接通信。为了延长相应的现场无线通信距离，可以在装置1以及信号端2之间添加无线信号中继器5以增加两者的物理通信距离，用来适应更多恶劣现场。
作为另一个优选的实施例，所述信号端2可以是带有无线WIFI功能的电脑、平板电脑、手持调试终端、手机等带有WIFI的无线通信设备。
作为另一个优选的实施例，所述现场调试方式可以是通过基于WIFI的在线浏览器参数调试方式，亦可以是通过信号端2与装置1之间的APP(Application，应用程序)进行调试。
本发明较佳的实施例中，网络单元14配置有一个无线收发模块、第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口和一视频采集单元；无线收发模块用于工程机械无线数据传输装置通过无线收发模块连接到计算机网络；第一接口供SDRAM处理器与处理单元进行通信；处理单元通过第二接口分别与工程机械上的控制器设备进行有线调试；第三接口为一预留接口供信号端进行程序和图片更新；第四接口用于连接到无线收发模块使得处理单元和无线收发模块进行通信；第五接口供FLASH存储器与处理单元进行通信；视频采集单元用于采集外部摄像头的视频信号。
本发明较佳的实施例中，无线收发模块为WIFI模块142；第一接口为SDRAM接口1415；第二接口为CAN接口1412；第三接口为USB接口1413；第四接口为SDIO/USB接口1417；第五接口为FLASH接口1414。
具体的，在本实施例中，如图4所示，工程机械无线数据传输装置的处理单元13中为一种基于ARM M4平台的设备。网络单元14包括通过WIFI模块142的无线通信模块和由第一接口、第二接口、第三接口、第四接口和第五接口组成的接口模块的设备通信模块。装置1端设备在软件上成分核心处理、通讯、通用外设接口三大部分，装置1端设备在硬件上分成通讯板14a和ARM M4内核主板13a。
具体的，在本实施例中，如图4所示，ARM M4主板分成：ARM M4处理器131：用于处理接收到的信号以及控制内部各种模块的运行；
WIFI模块142通过SDIO/USB口1417与ARM M4相连；
第一接口采用SDRAM接口1415：为ARM M4处理器131的运行提供RAM(RandomAccess Memory，随机存储器)存储空间；
第二接口采用CAN通信与接口模块1412：用于工程机械无线数据传输装置与工程机械上的设备进行有线调试；
第三接口采用USB通信与接口模块1413：备用接口，用于进行整个装置的在线调试；
第四接口采用SDIO/USB接口模块1417：用于实现WIFI模块142和ARM M4处理器之间的通信；
第五接口采用Flash存储接口以及驱动模块1414：用于进行Flash存储器上的数据读取以及擦写；
UART基带通信与接口模块1411：用于处理器与显示板之间的数据通信；
显示板分成：LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示屏12、GPRS/LTE通信模块1416和WIFI模块142。
本发明提供的一种优选的实施例中，如图4所示，在CAN接口模块1412、USB接口模块1413、Flash接口模块1414、UART接口模块、SDIO/USB接口模块1417和SDRAM接口模块1415配置在ARM MR的控制板上。
本发明提供的一种优选的实施例中，如图4所示，GPRS/LTE通信模块1416和WIFI模块142配置在通讯板14a上。
本发明提供的一种优选的实施例中，如图5所示，在ARM M4核131与WIFI模块之间142采用的是高速SDIO接口(1417)作为数据传输方式。为了实现高速WIFI功能，ARM M4核131中高速WIFI驱动程7由用户程序71、用户API72、Modbus/TCP协议73、RTOS操作系统74、LWIP协议栈75、无线驱动76和SDIO驱动77等子程序模块驱动实现。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种工程机械无线数据传输装置，其特征在于，包括：
网络单元，所述工程机械无线数据传输装置通过所述网络单元远程连接一信号端，所述信号端通过所述网络单元向所述工程机械无线数据传输装置下发调试指令，所述调试指令供所述工程机械无线数据传输装置对相应的工程机械设备进行现场调试；
处理单元，所述处理单元连接所述网络单元，所述处理单元用于处理所述网络单元接收到的所述调试指令并输出对应的处理数据和处理信息，所述处理单元将所述处理信息通过所述网络单元反馈给所述信号端；
显示单元，所述显示单元连接到所述处理单元，所述显示单元接收所述处理单元输出的所述处理数据并进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种工程机械无线数据传输装置，其特征在于，所述网络单元配置有一个无线收发模块、第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口和一视频采集单元；
所述无线收发模块用于所述工程机械无线数据传输装置通过所述无线收发模块连接到计算机网络；
所述第一接口供SDRAM处理器与所述处理单元进行通信；
所述处理单元通过所述第二接口分别与所述工程机械上的控制器设备进行有线调试；
所述第三接口为一预留接口供所述信号端进行程序和图片更新；
所述第四接口用于连接到所述无线收发模块使得所述处理单元和所述无线收发模块进行通信；
所述第五接口供FLASH存储器与所述处理单元进行通信；
所述视频采集单元用于采集外部摄像头的视频信号。
3.根据权利要求2所述的一种工程机械无线数据传输装置，其特征在于，所述无线收发模块为WIFI模块；
所述第一接口为SDRAM接口；
所述第二接口为CAN接口；
所述第三接口为USB接口；
所述第四接口为SDIO或USB接口；
所述第五接口为FLASH接口。
4.根据权利要求2所述的一种工程机械无线数据传输装置，其特征在于，所述计算机网络为局域网或因特网。
5.根据权利要求1所述的一种工程机械无线数据传输装置，其特征在于，所述工程机械无线数据传输装置通过所述网络单元定时地传输与所述工程机械无线数据传输装置相连的所述工程机械产生的数据内容给所述信号端。
6.根据权利要求1所述的一种工程机械无线数据传输装置，其特征在于，所述工程机械无线数据传输装置根据外部输入的触发指令，通过所述网络单元传输与所述工程机械无线数据传输装置相连的所述工程机械产生的数据内容给所述信号端。
7.根据权利要求1所述的一种工程机械无线数据传输装置，其特征在于，所述信号端为PC端或手持终端。
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