CN107524185A - 一种基于gps/gprs的液压挖掘机远程控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于GPS/GPRS的液压挖掘机远程控制系统，控制器通过CAN总线将整车状态信息发送给GPS/GPRS模块进行远程监测，同时接收远程监控命令控制液压挖掘机执行锁车等命令。该控制系统集成了CAN总线和GPS/GPRS的优点，具备系统状态远程监测、远程控制、GPS定位等多种控制功能。该控制系统性能稳定、可靠。同时，控制系统软硬件设计简便，具有很大的工程应用价值。

Description

一种基于GPS/GPRS的液压挖掘机远程控制系统
所属技术领域
本发明涉及一种基于GPS/GPRS的液压挖掘机远程控制系统，适用于机械领域。
背景技术
随着液压挖掘机在中国的应用越来越普遍，对液压挖掘机的管理、调度和维护方面要求也越来越高。由于GPS/GPRS模块具有GPS定位、网络通讯等功能可以实现成批挖掘机畦能监测、调度和管理，因此目前国内大多数挖掘机主机厂主要通过挖掘机装配GPS/GPRS模块来实现，而且常用的GPS/GPRS模块主要是RS232串口通讯接口，CAN通讯接口的GPS/GPRS模块组成的液压挖掘机控制系统研究并不多。由于CAN总线具有高速传输、抗干扰能力强、能够检测出产生的任何错误等特点，因此，基于CAN总线技术和GPS/GPRS技术设计液压挖掘机远程控制系统具有很大的工程应用意义。
发明内容
本发明提出了一种基于GPS/GPRS的液压挖掘机远程控制系统，集成了CAN总线和GPS/GPRS的优点，具备系统状态远程监测、远程控制、GPS定位等多种控制功能。该控制系统性能稳定、可靠。同时，控制系统软硬件设计简便，具有很大的工程应用价值。
本发明所采用的技术方案是：
所述控制系统的发动机水温传感器用来检测发动机冷却水温，液压油温传感器用来检测液压油温度，燃油油位传感器用来检测燃油油位，机油压力传感器用来检测发动机桃由压力值，前泵压力传感器和后泵压力传感器分别用来检测前泵压力和后泵压力，转速传感器用来检测发动机转速。工作压力先导开关和行走先导压力开关用来检测工作装置先导手柄的工作状态以及行走先导手柄的工作状态。控制器通过传感器读取液压挖掘机状态参数，根据由门旋钮设定发动机目标转速控制油门电机转动，进而带动发动机油门拉杆摆动，改变发动机转速。控制器通过CAN总线将整车状态信息发送给GPS/GPRS模块进行远程监测，同时接收远程监控命令控制液压挖掘机执行锁车等命令。
所述控制系统硬件中，根据各个传感器输出不同类型信号，控制器分别通过电阻输入接口测量发动机水温、液压油温、燃油油位等信号。通过电压输入接口测量前泵压力、后泵压力、油门旋钮值。通过开关量输入接口测量栅由压力信号、工作先导压力开关和行走先导压力开关。通过频率输入接口测量发动机转速。油门旋钮用来设定油门电机的目标转速值。控制器通过两路PWM和DO-分别进行油门电机伸长和收缩控制当控制电机收缩时，PWMl输出驱动信号，PWM2不输出驱动信号，D01-接通，D02-断开：当控制电机伸长时，PWM2输出驱动信号，PWM1不输出驱动信号，D01断开，D02-接通。控制器选择JRCC300控制器。直线电机选择KECM-1524发动机自动油门马达。
所述参数初始化模块主要实现水温传感器、液压油温传感器、燃油油位传感器、转速传感器、前泵压力传感器和后泵压力传感器标定参数的读取和修改等功能。传感器输入模块主要完成水温传感器、液压油温传感器、燃油油位传感器、转速传感器、前泵压力传感器、后泵压力传感器等传感器测量值的读取功能。GPS通信模块主要完成控制器将整车状态信息发送给GPS/GPRS模块进行监测和控制器接收GPS/GPRS模块发送的远程操控命令。油门控制模块主要实现根据油门旋钮设定目标转速值控制发动机转速的功能。
所述输入输出模块中，发动机转速信号是频率信号，变动大，需要滤波处理。发动机水温、燃油油位、液压油温都是电阻信号，需要将电阻信号和相应的输出信号进行线性化处理。前泵压力和后泵压力是电压信号，需要将电压信号和相应的输出信号进行线性化处理。机油压力、工作先导压力开关和行走先导压力开关都是开关量信号，直接读取状态值即可。
所述GPS通信模块分为GPS发送模块和GPS接收模块。GPS发送模块主要完成控制器发送发动机水温、转速等整车状态信息的功能，GPS接收模块主要完成控制器接收GPS/GPRS模块远程监控命令的功能。发动机水温、燃油油位、液压油温都是单字节数据；发动机转速、设定转速、前泵压力和后泵压力都是双字节数据；机油压力、工作先导压力开关和行走先导压力开关是开关量输入信号。当接收到GPS解锁命令时，恢复发动机转速为设定转速值：当控制器接收到GPS锁车命令、天线故障命令、电源故障命令时，锁定发动机转速为自动怠速转速。
本发明的有益效果是：该集成了CAN总线和GPS/GPRS的优点，具备系统状态远程监测、远程控制、GPS定位等多种控制功能。该控制系统性能稳定、可靠。同时，控制系统软硬件设计简便，具有很大的工程应用价值。
附图说明
图1是本发明的控制系统总体结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，所述控制系统的发动机水温传感器用来检测发动机冷却水温，液压油温传感器用来检测液压油温度，燃油油位传感器用来检测燃油油位，机油压力传感器用来检测发动机桃由压力值，前泵压力传感器和后泵压力传感器分别用来检测前泵压力和后泵压力，转速传感器用来检测发动机转速。工作压力先导开关和行走先导压力开关用来检测工作装置先导手柄的工作状态以及行走先导手柄的工作状态。控制器通过传感器读取液压挖掘机状态参数，根据由门旋钮设定发动机目标转速控制油门电机转动，进而带动发动机油门拉杆摆动，改变发动机转速。控制器通过CAN总线将整车状态信息发送给GPS/GPRS模块进行远程监测，同时接收远程监控命令控制液压挖掘机执行锁车等命令。
控制系统硬件中，根据各个传感器输出不同类型信号，控制器分别通过电阻输入接口测量发动机水温、液压油温、燃油油位等信号。通过电压输入接口测量前泵压力、后泵压力、油门旋钮值。通过开关量输入接口测量栅由压力信号、工作先导压力开关和行走先导压力开关。通过频率输入接口测量发动机转速。油门旋钮用来设定油门电机的目标转速值。控制器通过两路PWM和DO-分别进行油门电机伸长和收缩控制当控制电机收缩时，PWMl输出驱动信号，PWM2不输出驱动信号，D01-接通，D02-断开：当控制电机伸长时，PWM2输出驱动信号，PWM1不输出驱动信号，D01断开，D02-接通。控制器选择JRCC300控制器。直线电机选择KECM-1524发动机自动油门马达。
参数初始化模块主要实现水温传感器、液压油温传感器、燃油油位传感器、转速传感器、前泵压力传感器和后泵压力传感器标定参数的读取和修改等功能。传感器输入模块主要完成水温传感器、液压油温传感器、燃油油位传感器、转速传感器、前泵压力传感器、后泵压力传感器等传感器测量值的读取功能。GPS通信模块主要完成控制器将整车状态信息发送给GPS/GPRS模块进行监测和控制器接收GPS/GPRS模块发送的远程操控命令。油门控制模块主要实现根据油门旋钮设定目标转速值控制发动机转速的功能。
输入输出模块中，发动机转速信号是频率信号，变动大，需要滤波处理。发动机水温、燃油油位、液压油温都是电阻信号，需要将电阻信号和相应的输出信号进行线性化处理。前泵压力和后泵压力是电压信号，需要将电压信号和相应的输出信号进行线性化处理。机油压力、工作先导压力开关和行走先导压力开关都是开关量信号，直接读取状态值即可。
GPS通信模块分为GPS发送模块和GPS接收模块。GPS发送模块主要完成控制器发送发动机水温、转速等整车状态信息的功能，GPS接收模块主要完成控制器接收GPS/GPRS模块远程监控命令的功能。发动机水温、燃油油位、液压油温都是单字节数据；发动机转速、设定转速、前泵压力和后泵压力都是双字节数据；机油压力、工作先导压力开关和行走先导压力开关是开关量输入信号。当接收到GPS解锁命令时，恢复发动机转速为设定转速值：当控制器接收到GPS锁车命令、天线故障命令、电源故障命令时，锁定发动机转速为自动怠速转速。

Claims (5)

1.一种基于GPS/GPRS的液压挖掘机远程控制系统，其特征是：所述控制系统的发动机水温传感器用来检测发动机冷却水温，液压油温传感器用来检测液压油温度，燃油油位传感器用来检测燃油油位，机油压力传感器用来检测发动机桃由压力值，前泵压力传感器和后泵压力传感器分别用来检测前泵压力和后泵压力，转速传感器用来检测发动机转速。
2.根据权利要求1所述的一种基于GPS/GPRS的液压挖掘机远程控制系统，其特征是：所述控制系统硬件中，根据各个传感器输出不同类型信号，控制器分别通过电阻输入接口测量发动机水温、液压油温、燃油油位等信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于GPS/GPRS的液压挖掘机远程控制系统，其特征是：所述参数初始化模块主要实现水温传感器、液压油温传感器、燃油油位传感器、转速传感器、前泵压力传感器和后泵压力传感器标定参数的读取和修改等功能。
4.根据权利要求1所述的一种基于GPS/GPRS的液压挖掘机远程控制系统，其特征是：所述输入输出模块中，发动机转速信号是频率信号，变动大，需要滤波处理，发动机水温、燃油油位、液压油温都是电阻信号，需要将电阻信号和相应的输出信号进行线性化处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于GPS/GPRS的液压挖掘机远程控制系统，其特征是：所述GPS通信模块分为GPS发送模块和GPS接收模块，GPS发送模块主要完成控制器发送发动机水温、转速等整车状态信息的功能，GPS接收模块主要完成控制器接收GPS/GPRS模块远程监控命令的功能。
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