CN106774091A - 工程车辆状态实时无线测控系统 - Google Patents

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Abstract

一种工程车辆状态实时无线测控系统，包括车载终端和远程监控中心两部分，通过带功放的2.4G点对点无线传输模块进行远程通讯，实现对工程车辆现场数据采集及车辆运行动作控制、远程实时监控、状态显示、参数设置、记录保存以及深层次后端数据处理。调试不受工程车辆现场空间和物质条件限制。采用带功放的2.4G无线模块，能实现在无障碍1千米内的数据传输。可对整车所有可直接或间接检测的数据进行实时监控和显示。具备历史数据记录保存功能，为后续进一步分析和诊断提供可能。可根据需要提供接口，授权用户个性化设定某些特定运行参数。有效提高调试效率、大大改善调试工作环境。上位机监控软件利用Labview开发，功能变更调整简单、方便。

Description

工程车辆状态实时无线测控系统
技术领域
本发明涉及工程车辆状态远程实时测控系统，用于在工程车辆总机调试和测试阶段对车辆的运行状态进行远程实时监控，尤其是一种工程车辆状态实时无线测控系统。
背景技术
随着我国工程车辆自动化和智能化程度的提高与发展，在调试、运行和故障诊断过程中，需要实时采集、显示的车辆状态参数和需要设置的运行参数越来越多，传统的仪器仪表已很难满足要求，智能仪器仪表的开发和应用是今后的迫切需要。在工程车辆自动换档控制器(TCU)调试过程中，应用传统仪器仪表观察记录车辆状态极为不便，如驾驶室空间狭小、信号接线不便、缺乏调试设备供电电源、强烈的振动和噪声、工作环境恶劣、工作强度大。为此，开发了工程车辆状态实时无线测控系统，远程对车辆进行实时状态监控、修改运行参数和记录保存，加快调试研发进程，及时排除车辆故障等。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种工程车辆状态实时无线测控系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种工程车辆状态实时无线测控系统，包括车载终端和远程监控中心两部分，通过带功放的2.4G点对点无线传输模块进行远程通讯，实现对工程车辆现场数据采集及车辆运行动作控制、远程实时监控、状态显示、参数设置、记录保存以及深层次后端数据处理。
所述车载终端部分包括：监测参数传感器、车载TCU、功率输出、2.4G带功放的点对点传出模块以及其他车载ECU；监控中心部分包括2.4G无线接入模块、监控上位机。
安装在工程车辆上的参数检测传感器测取车辆运行状态数据，经过信号调理后送至车载TCU，车载TCU根据速度传感器、压力传感器、档位选择器、油门踏板传感器及发动机控制单元传送过来的相关数据，调用相应的自动换档策略，驱动相关的换档电磁阀及2.4G带功放的点对点传出模块；同时，通过车载终端带功放的2.4G点对点传输模块及监控中心的2.4G传输模块，实现车载终端与监控中心的远程通讯，实时向监控上位机发送相关状态数据，并接收来自监控上位机的控制指令；上位机上的监控软件利用图形化的Labview虚拟仪器开发平台进行开发，通过将接收到的数据信息进行分析处理，实时显示远程车辆运行状态，及时为开发人员采取故障预防措施和适当的参数修改提供参考。
本发明还具有以下附加技术特征：
作为本发明方案进一步具体优化的：所述监控上位机上的监控界面由Labview虚拟仪器开发平台开发，供监测的状态参数包括变速箱液压系统的压力、变速箱输出转速、变矩器涡轮转速、变矩器效率、发动机转速、发动机效率、发动机输出扭矩、油门开度、蓄电池电压和电量、机油温度、冷却水温度、机油液位、冷却水位手柄信号输入、当前档位、车速所有直接或间接检测到的状态数据；
作为本发明方案进一步具体优化的：车载TCU具有变速箱档位控制及整机CAN总线通讯功能的控制器，它具有多路模拟量开关量输入出通道，根据负载环境和速度因素自动控制车辆档位变化；车载TCU与2.4G无线终端之间及上位机与2.4G无线终端之间均采用标准的RS232接口进行通讯；无线数据传输终端为2.4G带功放的点对点传输模块，能实现在无障碍1千米范围内的数据传输；TCU与其他车载ECU之间通过CAN总线实现数据交换与共享，符合CAN2.0B技术规范和SAEJl939协议，传输座率为250kbls。
作为本发明方案进一步具体优化的：所述其他车载ECU包括但不限于发动机控制器、防抱死系统、智能仪表，各模块之间及与车载TCU之间通过CAN总线进行通讯；车载TCU根据其他车载ECU、各传感器及档位选择器采集的数据，调用相应的自动换档策略，驱动相关的功率输出单元(如电磁阀)及显示装置；同时车载TCU通过2.4G无线模块，实时向监控中心发送相关状态数据，并接收来自监控中心的控制指令。
作为本发明方案进一步具体优化的：利用2.4G带功放的点对点传出模块，实现现场控制器与监控中心的远程(1km以内)实时通信；监控上位机采用Labview对各状态参数进行直观的图形、图表和历史曲线显示及记录保存；监控上位机远程对车辆的运行状态和参数进行干预、修改和重置；提供受控接口，授权用户个性化设置车辆控制器某些特定参数。
本发明和现有技术相比，其优点在于：调试不受工程车辆现场空间和物质条件限制。采用带功放的2.4G无线模块，能实现在无障碍1千米内的数据传输。可方便地实现远程实时监控、状态显示及参数调整。可对整车所有可直接或间接检测的数据进行实时监控和显示。可采用直观的图形、图表和历史曲线显示。具备历史数据记录保存功能，为后续进一步分析和诊断提供可能。可根据需要提供接口，授权用户个性化设定某些特定运行参数。有效提高调试效率、大大改善调试工作环境。上位机监控软件利用Labview开发，功能变更调整简单、方便。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为监控中心计算机Labview数据采集系统的程序流程示意图。
附图标记说明：
其他车载ECU1；监测参数传感器2；车载TCU3；功率输出4；2.4G带功放的点对点传出模块5；2.4G无线接入模块6、监控上位机7。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参见图1，图1为本发明的结构示意图。本发明的组成包括：
所述监控装置由车载终端和监控中心两个部分组成。车载终端部分包括：监测参数传感器2、车载TCU3、功率输出4、2.4G带功放的点对点传出模块5以及其他车载ECU1；监控中心部分包括2.4G无线接入模块6、监控上位机7。上位机上的监控界面由Labview虚拟仪器开发平台开发。可供监测的状态参数包括变速箱液压系统的压力、变速箱输出转速、变矩器涡轮转速、变矩器效率、发动机转速、发动机效率、发动机输出扭矩、油门开度、蓄电池电压和电量、机油温度、冷却水温度、机油液位、冷却水位手柄信号输入、当前档位、车速等等所有直接或间接检测到的状态数据。车载TCU具有变速箱档位控制及整机CAN总线通讯功能的控制器，它具有多路模拟量开关量输入出通道，根据负载环境和速度等因素自动控制车辆档位变化。TCU与2.4G无线终端之间及上位机与2.4G无线终端之间均采用标准的RS232接口进行通讯。无线数据传输终端为2.4G带功放的点对点传输模块，能实现在无障碍1千米范围内的数据传输。TCU与其他车载ECU之间通过CAN总线实现数据交换与共享，符合CAN2.0B技术规范和SAEJl939协议，传输座率为250kbls。
本发明的工作原理简述如下，参见图1：安装在工程车辆上的参数检测传感器2测取车辆运行状态数据，经过信号调理后送至车载TCU3，车载TCU3根据速度传感器、压力传感器、档位选择器、油门踏板传感器及发动机控制单元等传送过来的相关数据，调用相应的自动换档策略，驱动相关的换档电磁阀及2.4G带功放的点对点传出模块5。同时，通过车载终端带功放的2.4G点对点传输模块5及监控中心的2.4G传输模块6，实现车载终端与监控中心的远程通讯，实时向监控上位机7发送相关状态数据，并接收来自监控上位机7的控制指令。上位机上的监控软件利用图形化的Labview虚拟仪器开发平台进行开发，通过将接收到的数据信息进行分析处理，实时显示远程车辆运行状态，及时为开发人员采取故障预防措施和适当的参数修改提供参考。
图2为图1中监控中心上位机数据采集系统的程序流程示意图。本设计使用Labview的VISA库的方法编写串口通讯软件，来接收通过网络传来的串口数据，然后进行数据处理和保存。Labview将通信VISA节点单独组成一个子模块，共包括六个节点，分别实现初始化节点、串口写、串口读、检测串口缓存、中断以及关闭串口等功能。在本系统中，传输的数据种类较多，数据采集器收集传感器采集的数据，经数据传输终端定时发送给监控中心计算机；监控中心计算机将接收到的数据按照约定的协议转换成所需要的数据类型，再根据实际的量纲进行转换，在Labview的前面板中显示车辆当前的各项运行参数和状态数据，完成对工程车辆运行状态的实时监控。开发人员可以根据监控信息分析车辆运行状态，并修改参数，也可以将信息进行收集整理和存档，为后续的设计改进、故障诊断、模式识别、数据挖掘等进一步的数据分析和处理提供原始数据来源。此外，监控上位机还可以提供受控接口，授权用户个性化设置车辆控制器某些特定参数，满足用户的个性化操控习惯的需求。
本发明可广泛适用于装载机、挖掘机、叉车、推土机等工程车辆总机调试和测试过程中对车辆的运行状态进行远程实时监控、现场参数设定、状态显示、历史曲线绘制和记录存档，改善调试工作环境，降低调试人员劳动强度，大大提高调试效率和灵活性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种工程车辆状态实时无线测控系统，其特征在于，包括车载终端和远程监控中心两部分，通过带功放的2.4G点对点无线传输模块进行远程通讯，实现对工程车辆现场数据采集及车辆运行动作控制、远程实时监控、状态显示、参数设置、记录保存以及深层次后端数据处理；
所述车载终端部分包括：监测参数传感器(2)、车载TCU(3)、功率输出(4)、2.4G带功放的点对点传出模块(5)以及其他车载ECU(1)；监控中心部分包括2.4G无线接入模块(6)、监控上位机(7)；
安装在工程车辆上的参数检测传感器(2)测取车辆运行状态数据，经过信号调理后送至车载TCU(3)，车载TCU(3)根据速度传感器、压力传感器、档位选择器、油门踏板传感器及发动机控制单元传送过来的相关数据，调用相应的自动换档策略，驱动相关的换档电磁阀及2.4G带功放的点对点传出模块(5)；同时，通过车载终端带功放的2.4G点对点传输模块(5)及监控中心的2.4G传输模块(6)，实现车载终端与监控中心的远程通讯，实时向监控上位机(7)发送相关状态数据，并接收来自监控上位机(7)的控制指令；上位机上的监控软件利用图形化的Labview虚拟仪器开发平台进行开发，通过将接收到的数据信息进行分析处理，实时显示远程车辆运行状态，及时为开发人员采取故障预防措施和适当的参数修改提供参考。
2.根据权利要求1所述的工程车辆状态实时无线测控系统，其特征在于：所述监控上位机(7)上的监控界面由Labview虚拟仪器开发平台开发，供监测的状态参数包括变速箱液压系统的压力、变速箱输出转速、变矩器涡轮转速、变矩器效率、发动机转速、发动机效率、发动机输出扭矩、油门开度、蓄电池电压和电量、机油温度、冷却水温度、机油液位、冷却水位手柄信号输入、当前档位、车速所有直接或间接检测到的状态数据。
3.根据权利要求1所述的工程车辆状态实时无线测控系统，其特征在于：车载TCU(3)具有变速箱档位控制及整机CAN总线通讯功能的控制器，它具有多路模拟量开关量输入出通道，根据负载环境和速度因素自动控制车辆档位变化；车载TCU(3)与2.4G无线终端之间及上位机与2.4G无线终端之间均采用标准的RS232接口进行通讯；无线数据传输终端为2.4G带功放的点对点传输模块，能实现在无障碍1千米范围内的数据传输；TCU与其他车载ECU之间通过CAN总线实现数据交换与共享，符合CAN2.0B技术规范和SAEJl939协议，传输座率为250kbls。
4.根据权利要求1所述的工程车辆状态实时无线测控系统，其特征在于：所述其他车载ECU(1)包括但不限于发动机控制器、防抱死系统、智能仪表，各模块之间及与车载TCU(3)之间通过CAN总线进行通讯；车载TCU(3)根据其他车载ECU(1)、各传感器及档位选择器采集的数据，调用相应的自动换档策略，驱动相关的功率输出单元(如电磁阀)及显示装置；同时车载TCU(3)通过2.4G无线模块，实时向监控中心发送相关状态数据，并接收来自监控中心的控制指令。
5.根据权利要求1所述的工程车辆状态实时无线测控系统，其特征在于：利用2.4G带功放的点对点传出模块(5)，实现现场控制器与监控中心的远程(1km以内)实时通信；监控上位机(7)采用Labview对各状态参数进行直观的图形、图表和历史曲线显示及记录保存；监控上位机(7)远程对车辆的运行状态和参数进行干预、修改和重置；提供受控接口，授权用户个性化设置车辆控制器某些特定参数。
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