CN109032002A - 一种用于工程机械的状态监测装置 - Google Patents

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杨世德
杨洋
吴三秀
张馨
万长标
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Abstract

本发明公开了一种用于工程机械的状态监测装置，包括单片机模块、以及与所述单片机模块连接的传感器单元、GPS模块和视频监控模块，所述单片机模块的输出端通过GPRS模块与云服务器连接，所述云服务器用于接收并存储传感器单元、GPS模块和视频监控系统发送的设备数据，电脑端和安装有APP的智能手机可访问云服务器获取设备数据。本发明采用全球卫星定位技术并结合嵌入式机电控制技术、太阳能供电技术和移动通讯技术和计算机信息技术，形成了工程机械远程监控、服务、管理系统，可以有效地对工程车辆的运行路线进行监控、合理调度等管理服务功能。

Description

一种用于工程机械的状态监测装置
技术领域
本发明涉及远程监控装置领域，具体地说，特别涉及到一种用于工程机械的状态监测装置。
背景技术
工程局在施工过程中，需配备大量的大型工程机械设备。随着产业结构的调整，越来越多的设备需要在外部租赁，从工程机械设备租赁方以及设备使用者的角度考虑，这些大型工程机械设备的管理成为管理盲区，工人使用工程机械做私活，工程机械的使用情况很难监控，使得大型机械设备的管理十分的困难。同时由于基建公司业务范围加大，施工大型机械设备的应用比例不断提高，设备分布越来越广，使用区域越来越大，大型设备的管理也越来越难。
从目前基建公司的工程机械运作模式来看，目前设备管理常常出现以下问题：设备动态信息不能及时准确掌握；租用设备日常管理维护工作量大，难以准确统计；设备状况不能及时诊断分析维护；零星设备成为管理盲区；设备“油耗”得不到准确的控制。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种用于工程机械的状态监测装置，以解决现有技术中存在的问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种用于工程机械的状态监测装置，包括单片机模块、以及与所述单片机模块连接的传感器单元、GPS模块和视频监控模块，所述单片机模块的输出端通过GPRS模块与云服务器连接，所述云服务器用于接收并存储传感器单元、GPS模块和视频监控系统发送的设备数据，电脑端和安装有APP的智能手机可访问云服务器获取设备数据。
进一步的，所述传感器单元包括
超声波传感器，所述超声波传感器安装在油箱底部并采用胶水粘接固定，其用于检测油箱内的油量；
温度传感器，所述温度传感器安装在发动机的出气端或排气管路上，其用于检测发动机是否处于工作状态；
角度传感器，所述角度传感器安装在油箱底部保持固定角度的位置，其用于检测工程机械的倾斜角度；
陀螺仪，所述陀螺仪安装在工程机械工作臂顶端、车身或驾驶室内车体处，其用于检测工程机械的姿态.
进一步的，所述GPS模块用于检测工程机械的当前所在位置信息。
进一步的，所述视频监控模块包括用于获取工程机械周围视频的摄像头、以及用于存储所述工程机械周围视频的存储模块。
进一步的，所述用于工程机械的状态监测装置具有工作时间保护功能和工作地点保护功能；
所述工作时间保护功能的过程如下：
当温度传感器检测到发动机处于工作状态时，单片机模块会将当前时间与设定在单片机模块内的工作时间进行比对，若当前时间没有在工作时间内，则单片机模块通过云服务器向电脑端和安装有APP的智能手机发出警报信息，同时单片机模块控制继电器断开发动机与车载电源之间的电路；
所述工作地点保护功能的过程如下：
GPS模块实时检测工程机械的当前位置，并将其与设定在单片机模块中的工程机械的工作位置范围进行比对；若当前位置不属于工作位置的范围，则单片机模块通过云服务器向电脑端和安装有APP的智能手机发出警报信息，同时单片机模块控制继电器断开发动机与车载电源之间的电路。
进一步的，所述单片机模块通过航空插头连接外置设备，外置设备的能源由车载电源或者太阳能电池提供。
进一步的，所述单片机模块集成由电源反接过载保护模块，其适应5-48V电源。
进一步的，所述单片机模块具有外接端口，外部设备可在外接端口开放的情况下连接，获得车载数据，并实现信息并传输与共享。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采用全球卫星定位技术并结合嵌入式机电控制技术、太阳能供电技术和移动通讯技术和计算机信息技术，形成了工程机械远程监控、服务、管理系统，可以有效地对工程车辆的运行路线进行监控、合理调度等管理服务功能。
附图说明
图1为本发明所述的用于工程机械的状态监测装置的结构框图。
图2为本发明所述的用于工程机械的状态监测装置的软件控制图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1和图2，本发明所述的一种用于工程机械的状态监测装置，包括单片机模块1、以及与所述单片机模块1连接的传感器单元2、GPS模块3和视频监控模块4，所述单片机模块1的输出端通过GPRS模块5与云服务器6连接，所述云服务器6用于接收并存储传感器单元2、GPS模块3和视频监控系统4发送的设备数据，电脑端7和安装有APP的智能手机8可访问云服务器5获取设备数据。
所述传感器单元2包括
超声波传感器21，所述超声波传感器21安装在油箱底部并采用胶水粘接固定，其用于检测油箱内的油量；
温度传感器22，所述温度传感器22安装在发动机的出气端或排气管路上，其用于检测发动机是否处于工作状态；
角度传感器23，所述角度传感器23安装在油箱底部保持固定角度的位置，其用于检测工程机械的倾斜角度；
陀螺仪24，所述陀螺仪24安装在工程机械工作臂顶端、车身或驾驶室内车体处，其用于检测工程机械的姿态.
所述GPS模块3用于检测工程机械的当前所在位置信息。
所述视频监控模块4包括用于获取工程机械周围视频的摄像头、以及用于存储所述工程机械周围视频的存储模块。
所述用于工程机械的状态监测装置具有工作时间保护功能和工作地点保护功能；
所述工作时间保护功能的过程如下：
当温度传感器22检测到发动机处于工作状态时，单片机模块1会将当前时间与设定在单片机模块1内的工作时间进行比对，若当前时间没有在工作时间内，则单片机模块1通过云服务器5向电脑端7和安装有APP的智能手机8发出警报信息，同时单片机模块1控制继电器断开发动机与车载电源之间的电路；
所述工作地点保护功能的过程如下：
GPS模块3实时检测工程机械的当前位置，并将其与设定在单片机模块1中的工程机械的工作位置范围进行比对；若当前位置不属于工作位置的范围，则单片机模块1通过云服务器5向电脑端7和安装有APP的智能手机8发出警报信息，同时单片机模块1控制继电器断开发动机与车载电源之间的电路。
所述单片机模块1通过航空插头连接外置设备，外置设备的能源由车载电源或者太阳能电池提供。所述单片机模块1集成由电源反接过载保护模块，其适应5-48V电源。所述单片机模块1具有外接端口，外部设备可在外接端口开放的情况下连接，获得车载数据，并实现信息并传输与共享。
本发明的工作原理如下：
首先将太阳能电板放置在驾驶室顶部接受光能，并发电给单片机模块提供电能，然后将超声波传感器安装在油箱底部选定位置，不损坏油箱本身结构，采用胶水粘接的方式固定传感器，并采集到相应超声波数据发送至设备集成端；再将温度传感器放置在发动机排气管位置用来监测发动机温度判断其设备是否处于工作状态；并且在油箱底部保持固定角度的位置安装角度传感器来判断设备的倾角程度；陀螺仪安装位置为设备工作臂顶端、车身或驾驶室内等车体倾角或振动较大的部分；最后把GPS模块、GPRS模块以及电源模块集成在单片机模块上，安装在驾驶室内，通过放置在驾驶室外部的天线实现数据的3G/4G/5G网络传输。
本发明的视频监控模块采用大容量内存的存储模块，即使在无网络信号覆盖的情况下，实现大量监测数据的存储功能，并在检测到有网络信号的时候，自动实现对断点的信息传输功能；一旦发现设备存在异常情况，监测系统能够自动关闭机械设备电源，并发送报警信息至管理人员。管理人员可以调取视频监控模块里面的视频信息查看设备的周边运行环境。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种用于工程机械的状态监测装置，其特征在于：包括单片机模块(1)、以及与所述单片机模块(1)连接的传感器单元(2)、GPS模块(3)和视频监控模块(4)，所述单片机模块(1)的输出端通过GPRS模块(5)与云服务器(6)连接，所述云服务器(6)用于接收并存储传感器单元(2)、GPS模块(3)和视频监控系统(4)发送的设备数据，电脑端(7)和安装有APP的智能手机(8)可访问云服务器(5)获取设备数据。
2.根据权利要求1所述的用于工程机械的状态监测装置，其特征在于：所述传感器单元(2)包括
超声波传感器(21)，所述超声波传感器(21)安装在油箱底部并采用胶水粘接固定，其用于检测油箱内的油量；
温度传感器(22)，所述温度传感器(22)安装在发动机的出气端或排气管路上，其用于检测发动机是否处于工作状态；
角度传感器(23)，所述角度传感器(23)安装在油箱底部保持固定角度的位置，其用于检测工程机械的倾斜角度；
陀螺仪(24)，所述陀螺仪(24)安装在工程机械工作臂顶端、车身或驾驶室内车体处，其用于检测工程机械的姿态。
3.根据权利要求1所述的用于工程机械的状态监测装置，其特征在于：所述GPS模块(3)用于检测工程机械的当前所在位置信息。
4.根据权利要求3所述的用于工程机械的状态监测装置，其特征在于：所述视频监控模块(4)包括用于获取工程机械周围视频的摄像头、以及用于存储所述工程机械周围视频的存储模块。
5.根据权利要求4所述的用于工程机械的状态监测装置，其特征在于：所述用于工程机械的状态监测装置具有工作时间保护功能和工作地点保护功能；
所述工作时间保护功能的过程如下：
当温度传感器(22)检测到发动机处于工作状态时，单片机模块(1)会将当前时间与设定在单片机模块(1)内的工作时间进行比对，若当前时间没有在工作时间内，则单片机模块(1)通过云服务器(5)向电脑端(7)和安装有APP的智能手机(8)发出警报信息，同时单片机模块(1)控制继电器断开发动机与车载电源之间的电路；
所述工作地点保护功能的过程如下：
GPS模块(3)实时检测工程机械的当前位置，并将其与设定在单片机模块(1)中的工程机械的工作位置范围进行比对；若当前位置不属于工作位置的范围，则单片机模块(1)通过云服务器(5)向电脑端(7)和安装有APP的智能手机(8)发出警报信息，同时单片机模块(1)控制继电器断开发动机与车载电源之间的电路。
6.根据权利要求1所述的用于工程机械的状态监测装置，其特征在于：所述单片机模块(1)通过航空插头连接外置设备，外置设备的能源由车载电源或者太阳能电池提供。
7.根据权利要求1所述的用于工程机械的状态监测装置，其特征在于：所述单片机模块(1)集成由电源反接过载保护模块，其适应5-48V电源。
8.根据权利要求1所述的用于工程机械的状态监测装置，其特征在于：所述单片机模块(1)具有外接端口，外部设备可在外接端口开放的情况下连接，获得车载数据，并实现信息并传输与共享。
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