CN111562113A - 一种基于嵌入式的叉车运行状态分析系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，利用温度传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器、振动传感器、信号调理模块、电源模块、无线传输模块、嵌入式芯片、温度控制器、报警警示器对叉车在运行时的温度信号、电流信号、电压信号、速度信号、振动信号进行监测，若有采样值出现异常则发出相应的报警信息，另外，若报警警示器产生报警信息，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制温度控制器开始作业，温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度。

Description

一种基于嵌入式的叉车运行状态分析系统

技术领域

本发明涉及智能测试领域，尤其涉及一种基于嵌入式的叉车运行状态分析系统。

背景技术

叉车作为一种机动灵活的运输工具，在仓库、车站、港口、码头和厂矿等货物周转与存储领域得到广泛的使用。由于使用频率高、作业强度大，工作环境恶劣，叉车在运行中出现故障在所难免。然而，目前叉车的维护和修理基本处于计划维修阶段，这种维修方式不利于发现叉车的早期潜在故障，不能及时排除故障，从而影响了叉车的作业效率，缩短了叉车的使用寿命，给用户造成损失。

发明内容

因此，为了克服上述问题，本发明提供一种基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其利用温度传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器、振动传感器、信号调理模块、电源模块、无线传输模块、嵌入式芯片、温度控制器、报警警示器对叉车在运行时的温度信号、电流信号、电压信号、速度信号、振动信号进行监测，若有采样值出现异常则发出相应的报警信息，另外，若报警警示器产生报警信息，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制温度控制器开始作业，温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度。

本发明提供的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器、振动传感器、信号调理模块、电源模块、无线传输模块、嵌入式芯片、温度控制器、报警警示器。

其中，温度传感器设置于叉车操作室内，用于监测叉车操作室内的温度信号，并将温度信号通过信号调理模块传输至嵌入式芯片；电流传感器和电压传感器用于监测叉车在作业时叉车电瓶的电流值和电压值，并将电流值和电压值通过信号调理模块传输至嵌入式芯片；速度传感器用于监测叉车运行时的速度信号，并将速度信号通过信号调理模块传输至嵌入式芯片；振动传感器用于监测叉车在运送货物时的振动信号，并将振动信号通过信号调理模块传输至嵌入式芯片，电源模块向嵌入式芯片、温度传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器以及振动传感器提供电力支持，嵌入式芯片还包括一内部存储器，内部存储器内存储有温度阈值范围、电流阈值范围、电压阈值范围、速度阈值范围以及振动阈值范围，若嵌入式芯片接收到的温度信号不在上述温度阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输温度报警信号至报警警示器，报警警示器发出第一报警信息；若嵌入式芯片接收到的电流信号不在上述电流阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输电流报警信号至报警警示器，报警警示器发出第二报警信息；若嵌入式芯片接收到的电压信号不在上述电压阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输电压报警信号至报警警示器，报警警示器发出第三报警信息；若嵌入式芯片接收到的速度信号不在上述速度阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输速度报警信号至报警警示器，报警警示器发出第四报警信息；若嵌入式芯片接收到的振动信号不在上述振动阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输振动报警信号至报警警示器，报警警示器发出第五报警信息；若报警警示器产生报警信息，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制温度控制器开始作业，温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度。

具体地，报警警示器根据产生的第一报警信息、第二报警信息、第三报警信息、第四报警信息、第五报警信息发出不同的报警信息：

若报警警示器产生第一报警信息，则报警警示器发出温度预警信息；若报警警示器产生第二报警信息以及第三报警信息，则报警警示器发出电瓶异常的报警信息；若报警警示器产生第四报警信息和第五报警信息，则报警警示器发出叉车运行不稳定的报警信息。

具体地，基于嵌入式的叉车运行状态分析系统还包括一图像采集装置和一图像处理装置，图像处理装置和图像处理装置连接，图像处理装置与嵌入式芯片连接，图像采集装置用于采集叉车所载货物的图像信息，图像采集装置在叉车装载货物完毕后，且振动传感器采集的振动信号为0时采集所载货物图像信息，并将采集到的图像信息传输至图像处理装置进行图像处理，图像处理装置对接收到的图像进行图像处理后传输至嵌入式芯片中，嵌入式芯片将接收到的图像信息存储为参考图像信息，叉车在运行时，图像采集装置和振动传感器在同一第N预设周期内对叉车所载货物的图像信息和叉车的振动信号进行采集，嵌入式芯片根据接收到的振动信号调整同时接收到的图像信息，记为第N图像信息，嵌入式芯片将第N图像信息与参考图像信息进行比对，若不一致，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制报警警示器进行报警。

具体地，图像采集装置和振动传感器在同一第N预设周期内对叉车所载货物的图像信息和振动信号进行采集，嵌入式芯片将接收到的振动信号分解为水平振动位移信号和竖直振动位移信号，其中，竖直振动位移信号为与地面垂直的振动位移信号，水平振动位移信号为与竖直振动位移信号垂直的振动位移信号，嵌入式芯片根据水平振动位移信号和竖直振动位移信号调整同时接收到的图像信息。

具体地，图像采集装置用于采集叉车所载货物的图像信息，并将采集到的图像信息传输至图像处理装置，图像处理装置对接收到的图像进行处理后传输至嵌入式芯片，其中，图像处理装置的处理方法如下，将图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，首先选取图像的目标点f(i,j)，其中，i，j为x、y是空间坐标的一像素点，然后使用目标点f(i,j)附近的像素点对目标点f(i,j)进行图像亮化处理，具体算法如下：

；

；

；

；

其中，g(i,j)为第一亮化函数；h(i,j)为第二亮化函数；s(i,j)为第三亮化函数；k(i,j)为经过图像处理装置处理后的图像；*为卷积符号。

具体地，若报警警示器产生报警信息，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制温度控制器开始作业，温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度，以为叉车机箱内电瓶和电路设备提供合适的工作温度以使各个部件正常运行，温度控制器包括温度监测单元、信号处理电路、加热电路以及散热电路；

其中，温度监测单元、信号处理电路、加热电路依次连接，散热电路与信号处理电路连接。

具体地，温度控制器还包括一辅助电路，辅助电路连接至加热电路或散热电路，用于当加热电路及散热电路均停止工作时，根据用户需求启动或关闭加热电路或散热电路。

具体地，温度控制器包括电阻R0、RT、Rf1、Rf2、Rf3、Rf4、R1、RH1、RH2、晶体管Q1-Q5、比较器A1-A2。

其中，电阻RT为热敏电阻，电阻RT的一端接地，电阻RT的另一端与电阻R0的一端连接，电阻R0的另一端与供电电压Vcc连接，电阻R0的一端与比较器A1的同相输入端连接，电阻RT的另一端还与比较器A2的反相输入端连接，电阻Rf2一端接地，电阻Rf2的另一端与电阻Rf1的一端连接，电阻Rf2的另一端与比较器A1的反相输入端连接，电阻Rf1的另一端与供电电压Vcc连接，比较器A1的输出端与晶体管Q1的栅极连接，晶体管Q1的源极接地，晶体管Q1的漏极与电阻RH1的一端连接，电阻RH1的另一端与供电电压Vcc连接，晶体管Q1的漏极与晶体管Q3的栅极连接，晶体管Q1的漏极与晶体管Q5的漏极连接，晶体管Q5的栅极与控制端IN连接，晶体管Q5的源极接地，电阻R1的一端接地，电阻R1的另一端与晶体管Q5的栅极连接，晶体管Q3的漏极与供电电压Vcc连接，晶体管Q3的源极与加热器连接，加热器一端接地，电阻Rf4的一端接地，电阻Rf4的另一端与比较器A2的同相输入端连接，电阻Rf3的一端与电阻Rf4的另一端连接，电阻Rf3与供电电压Vcc连接，比较器A2的输出端与晶体管Q2的栅极连接，晶体管Q2的源极接地，晶体管Q2的漏极与电阻RH2的一端连接，电阻RH2的另一端与供电电压Vcc的连接，晶体管Q2的漏极与晶体管Q4的栅极连接，晶体管Q4的漏极与供电电压Vcc连接，晶体管Q4的源极与散热器连接，散热器一端接地。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明提供的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其利用温度传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器、振动传感器、信号调理模块、电源模块、无线传输模块、嵌入式芯片、温度控制器、报警警示器对叉车在运行时的温度信号、电流信号、电压信号、速度信号、振动信号进行监测，若有采样值出现异常则发出相应的报警信息，另外，若报警警示器产生报警信息，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制温度控制器开始作业，温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度。

（2）本发明提供的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，本发明的发明点还在于，本发明提供的温度控制器使用加热电路和散热电路，以当叉车机箱内温度低于第一预设温度时，仅开启加热电路，当叉车机箱内温度超过第二预设温度时，仅开始散热电路，以调节叉车机箱内的温度，是的叉车机箱内的电瓶和电子设备于外部环境在任何情况下都能正常工作，有效提高了叉车机箱内的电瓶和电子设备的稳定性和使用寿命，提示叉车运行的稳定性，且本发明提供的温度控制器由简单的电阻、晶体管及比较器构成，电路结构简单，整体成本较低。

（3）本发明提供的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，本发明的发明点还在于，本发明的图像处理装置采用相邻补偿的方法，对选取的目标点f(i,j)周围的像素进行分析处理，得到补偿函数，即使用相邻像素对比特征得出相似的信号，认为该信号为噪声信号，由于目标点f(i,j)周围的像素与目标点的位置最近，因此，将其周围噪声信号认为为目标点的噪声信号，以此对目标点的像素进行处理，进而得到了亮化后的图像信息，该方法不需要额外引入滤波函数，在运算处理上更为快捷。

附图说明

图1为本发明的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统的内部示意图；

图2为本发明的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统的外部示意图；

图3为本发明的温度控制器示意图；

图4为本发明的图像处理装置的目标像素临界划分图；

图5为本发明的温度控制器电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统进行详细说明。

如图1-2所示，本发明提供的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器、振动传感器、信号调理模块、电源模块、无线传输模块、嵌入式芯片、温度控制器、报警警示器。

其中，温度传感器设置于叉车操作室内，用于监测叉车操作室内的温度信号，并将温度信号通过信号调理模块传输至嵌入式芯片；电流传感器和电压传感器用于监测叉车在作业时叉车电瓶的电流值和电压值，并将电流值和电压值通过信号调理模块传输至嵌入式芯片；速度传感器用于监测叉车运行时的速度信号，并将速度信号通过信号调理模块传输至嵌入式芯片；振动传感器用于监测叉车在运送货物时的振动信号，并将振动信号通过信号调理模块传输至嵌入式芯片，电源模块向嵌入式芯片、温度传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器以及振动传感器提供电力支持，嵌入式芯片还包括一内部存储器，内部存储器内存储有温度阈值范围、电流阈值范围、电压阈值范围、速度阈值范围以及振动阈值范围，若嵌入式芯片接收到的温度信号不在上述温度阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输温度报警信号至报警警示器，报警警示器发出第一报警信息；若嵌入式芯片接收到的电流信号不在上述电流阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输电流报警信号至报警警示器，报警警示器发出第二报警信息；若嵌入式芯片接收到的电压信号不在上述电压阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输电压报警信号至报警警示器，报警警示器发出第三报警信息；若嵌入式芯片接收到的速度信号不在上述速度阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输速度报警信号至报警警示器，报警警示器发出第四报警信息；若嵌入式芯片接收到的振动信号不在上述振动阈值范围内，则嵌入式芯片通过无线传输模块传输振动报警信号至报警警示器，报警警示器发出第五报警信息；若报警警示器产生报警信息，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制温度控制器开始作业，温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度。

上述实施方式中，本发明提供的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统利用温度传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器、振动传感器、信号调理模块、电源模块、无线传输模块、嵌入式芯片、温度控制器、报警警示器对叉车在运行时的温度信号、电流信号、电压信号、速度信号、振动信号进行监测，若有采样值出现异常则发出相应的报警信息，另外，若报警警示器产生报警信息，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制温度控制器开始作业，温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度。

进一步说明，嵌入式芯片为EM78P447SB，其是采用低功耗高度CMOS工艺设计开发的8位嵌入式芯片，工作电压为2.3-5.5V，工作温度为0-7℃，无线传输模块为PT2262/PT2272。

信号调理模块为工作人员根据所选用的不同的传感器而设置的，例如信号放大电路、信号滤波电路等。

进一步地，报警警示器根据产生的第一报警信息、第二报警信息、第三报警信息、第四报警信息、第五报警信息发出不同的报警信息：

若报警警示器产生第一报警信息，则报警警示器发出温度预警信息；若报警警示器产生第二报警信息以及第三报警信息，则报警警示器发出电瓶异常的报警信息；若报警警示器产生第四报警信息和第五报警信息，则报警警示器发出叉车运行不稳定的报警信息。

进一步地，基于嵌入式的叉车运行状态分析系统还包括一图像采集装置和一图像处理装置，图像处理装置和图像处理装置连接，图像处理装置与嵌入式芯片连接，图像采集装置用于采集叉车所载货物的图像信息，图像采集装置在叉车装载货物完毕后，且振动传感器采集的振动信号为0时采集所载货物图像信息，并将采集到的图像信息传输至图像处理装置进行图像处理，图像处理装置对接收到的图像进行图像处理后传输至嵌入式芯片中，嵌入式芯片将接收到的图像信息存储为参考图像信息，叉车在运行时，图像采集装置和振动传感器在同一第N预设周期内对叉车所载货物的图像信息和叉车的振动信号进行采集，嵌入式芯片根据接收到的振动信号调整同时接收到的图像信息，记为第N图像信息，嵌入式芯片将第N图像信息与参考图像信息进行比对，若不一致，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制报警警示器进行报警。

进一步地，图像采集装置和振动传感器在同一第N预设周期内对叉车所载货物的图像信息和振动信号进行采集，嵌入式芯片将接收到的振动信号分解为水平振动位移信号和竖直振动位移信号，其中，竖直振动位移信号为与地面垂直的振动位移信号，水平振动位移信号为与竖直振动位移信号垂直的振动位移信号，嵌入式芯片根据水平振动位移信号和竖直振动位移信号调整同时接收到的图像信息。

进一步地，图像采集装置用于采集叉车所载货物的图像信息，并将采集到的图像信息传输至图像处理装置，图像处理装置对接收到的图像进行处理后传输至嵌入式芯片，其中，图像处理装置的处理方法如下，将图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，如图4所示，首先选取图像的目标点f(i,j)，其中，i，j为x、y是空间坐标的一像素点，然后使用目标点f(i,j)附近的像素点对目标点f(i,j)进行图像亮化处理，具体算法如下：

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；

；

；

其中，g(i,j)为第一亮化函数；h(i,j)为第二亮化函数；s(i,j)为第三亮化函数；k(i,j)为经过图像处理装置处理后的图像；*为卷积符号。

所述图像处理装置将采集到的图像信息传输至所述嵌入式芯片，所述嵌入式芯片通过所述无线传输模块将接收到的图像信息传输至所述远程显示器进行显示。

上述实施方式中，本发明的图像处理装置采用相邻补偿的方法，对选取的目标点f(i,j)周围的像素进行分析处理，得到补偿函数，即使用相邻像素对比特征得出相似的信号，认为该信号为噪声信号，由于目标点f(i,j)周围的像素与目标点的位置最近，因此，将其周围噪声信号认为为目标点的噪声信号，以此对目标点的像素进行处理，进而得到了亮化后的图像信息，该方法不需要额外引入滤波函数，在运算处理上更为快捷。

进一步地，若报警警示器产生报警信息，则嵌入式芯片通过无线传输模块控制温度控制器开始作业，温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度，以为叉车机箱内电瓶和电路设备提供合适的工作温度以使各个部件正常运行，温度控制器包括温度监测单元、信号处理电路、加热电路以及散热电路；

其中，温度监测单元、信号处理电路、加热电路依次连接，散热电路与信号处理电路连接。

进一步地，温度控制器还包括一辅助电路，辅助电路连接至加热电路或散热电路，用于当加热电路及散热电路均停止工作时，根据用户需求启动或关闭加热电路或散热电路。

如图5所示，温度控制器包括电阻R0、RT、Rf1、Rf2、Rf3、Rf4、R1、RH1、RH2、晶体管Q1-Q5、比较器A1-A2；

其中，电阻RT为热敏电阻，电阻RT的一端接地，电阻RT的另一端与电阻R0的一端连接，电阻R0的另一端与供电电压Vcc连接，电阻R0的一端与比较器A1的同相输入端连接，电阻RT的另一端还与比较器A2的反相输入端连接，电阻Rf2一端接地，电阻Rf2的另一端与电阻Rf1的一端连接，电阻Rf2的另一端与比较器A1的反相输入端连接，电阻Rf1的另一端与供电电压Vcc连接，比较器A1的输出端与晶体管Q1的栅极连接，晶体管Q1的源极接地，晶体管Q1的漏极与电阻RH1的一端连接，电阻RH1的另一端与供电电压Vcc连接，晶体管Q1的漏极与晶体管Q3的栅极连接，晶体管Q1的漏极与晶体管Q5的漏极连接，晶体管Q5的栅极与控制端IN连接，晶体管Q5的源极接地，电阻R1的一端接地，电阻R1的另一端与晶体管Q5的栅极连接，晶体管Q3的漏极与供电电压Vcc连接，晶体管Q3的源极与加热器连接，加热器一端接地，电阻Rf4的一端接地，电阻Rf4的另一端与比较器A2的同相输入端连接，电阻Rf3的一端与电阻Rf4的另一端连接，电阻Rf3与供电电压Vcc连接，比较器A2的输出端与晶体管Q2的栅极连接，晶体管Q2的源极接地，晶体管Q2的漏极与电阻RH2的一端连接，电阻RH2的另一端与供电电压Vcc的连接，晶体管Q2的漏极与晶体管Q4的栅极连接，晶体管Q4的漏极与供电电压Vcc连接，晶体管Q4的源极与散热器连接，散热器一端接地。

进一步地，对温度控制器的工作原理作详细说明。

如图3所示，温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度，以为叉车机箱内电瓶和电路设备提供合适的工作温度以使各个部件正常运行，该温度控制器包括温度监测单元、信号处理电路、加热电路以及散热电路。

如图5所示，温度监测单元包括热敏电阻RT及分压电阻R0，其中热敏电阻RT为一负温度系数的热敏电阻，用以监测叉车机箱内的温度，即温度越高时其阻抗越低，而温度越低时其阻抗越高，该热敏电阻RT的一端由分压电阻R0连接至供电电源Vcc，另一端接地，因此，温度监测单元的输出端（即分压电阻R0与热敏电阻RT之间）的电压将随叉车机箱内的温度提高而降低。

信号处理电路包括第一参考电路、第二参考电路、第一比较器A1、第二比较器A2、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第一上拉电阻RH1及第二上拉电阻RH2。该第一参考电路包括第一参考电阻Rf1及第二参考电阻Rf2。该第一参考电阻Rf1的一端连接至供电电源Vcc。第一参考电阻Rf1的另一端与第二参考电阻Rf2连接，第二参考电阻Rf2接地。该第一参考电阻Rf1与第二参考电阻Rf2之间作为该第一参考电路的输出端连接至第一比较器A1的反相输入端，为该第一比较器A1提供第一参考电压，该第二参考电路包括第三参考电阻Rf3及第四参考电阻Rf4，该第三参考电阻Rf3的一端连接至供电电压Vcc，该第三参考电阻Rf3的另一端与第四参考电阻Rf4连接，第四参考电阻Rf4接地，该第三参考电阻Rf3及第四参考电阻Rf4之间为第二参考电路的输出端连接至第二比较器A2的同相输入端，为第二比较器A2提供第二参考电压，第一比较器A1的同相输入端和第二比较器A2的反相输入端均连接至温度监测单元的输出端，即分压电阻R0与热敏电阻RT之间。

第一晶体管Q1与第二晶体管Q2均为N沟道场效应管，第一晶体管Q1的栅极连接至第一比较器A1的输出端，第一晶体管Q1的漏极通过上拉电阻RH1连接至供电电源Vcc，第一晶体管Q1的源极接地，第二晶体管Q2的栅极连接至第二比较器A2的输出端，第二晶体管Q2的漏极通过上拉电阻RH2连接至供电电压Vcc，第二晶体管Q2的源极接地，第一晶体管Q1的漏极连接至加热电路，用于作为信号处理电路的第一输出端，以输出一相应的加热信号或停止加热信号给加热电路，进而控制加热电路的开启或关闭，使加热电路对应处于加热状态或停止加热。另外，第二晶体管Q2的漏极连接至散热电路，用于作为信号处理电路的第二输出端，以输出一相应的散热信号或停止散热信号给散热电路，进而控制散热电路的开启和关闭，使散热电路对应处于散热状态或停止状态。

加热电路包括第三晶体管Q3和加热器，第三晶体管Q3为P沟道增强型的场效应管，第三晶体管Q3的栅极连接至第一输出端，即第一晶体管Q1的漏极，第三晶体管Q3的源极连接至供电电源Vcc，第三晶体管Q3的漏极接加热器后接地。

散热电路包括第四晶体管Q4及散热器，第四晶体管Q4为P沟道增强型场效应管。第四晶体管Q4的栅极连接至第二输出端，即第二晶体管Q2的漏极，第四晶体管Q4的源极连接至供电电源Vcc，第四晶体管Q4的漏极接散热器后接地。

当温度监测单元监测到叉车机箱内的温度低于第一预设温度时，该温度监测单元输出一对应的监测电压，该监测电压大于第一参考电压。该第一比较器A1输出一高电平信号，如此，第一晶体管Q1导通，第一输出端借由导通的第一晶体管Q1接地而输出一低电平信号，即加热信号，该加热信号控制该第三晶体管Q3导通，使得该加热器开始加热，以调节叉车机箱内的环境温度。同时，由于温度监测单元输出的监测电压大于第二参考电压，该第二比较器A2输出一低电平信号，第二晶体管Q2截止，第二输出端借由第二上拉电阻RH2连接至供电电源Vcc而输出一高电平信号，即停止散热信号。该停止散热信号控制第四晶体管Q4截止，使得散热器S停止散热。

当温度监测单元监测到叉车机箱内的温度高于第二预设温度时，该温度监测单元输出一对应的监测电压，该监测电压小于第一参考电压，该第一比较器A1输出一低电平信号，如此，该第一晶体管Q1截止，第一输出端借由第一上拉电阻RH1连接至供电电源Vcc而输出一高电平信号，即停止加热信号，该停止加热信号控制该第三晶体管Q3截止，是的加热器停止加热，同时，温度监测单元输出的监测电压大于第二参考电压，第二比较器A2输出一高电平信号，如此，第二晶体管Q2导通，该第二输出端借由导通的第二晶体管Q2接地而输出一低电平信号，即散热信号，该散热信号控制该第四晶体管Q4导通，使得散热器开始散热。

另外，当温度监测单元监测到叉车机箱内的温度介于第一预设温度与第二预设温度之间，即大于第一预设温度而小于第二预设温度，根据上述原理，温度监测单元输出的监测电压小于第一参考电压，第一比较器A1输出一低电平信号，如此，第一晶体管Q1截止，第一输出端借由第一上拉电阻RH2连接至供电电压Vcc而输出一高电平信号，即停止加热信号，该停止加热信号控制第三晶体管Q3截止，是的加热器停止加热，同时，第二比较器A2输出低电平信号，第二晶体管Q2截止，第二输出端借由第二上拉电阻RH2连接至供电电压Vcc而输出一高电平信号，即停止散热信号，停止散热信号控制第四晶体管Q4截止，使得散热器停止散热。

于本发明的具体实施方式中，第一预设温度为0℃，第二预设温度为50℃，由于热敏电阻RT于0℃的时候，其阻值为30KΩ，于50℃时为4KΩ，因此，当第一预设温度为0℃，第二预设温度为50℃时，可将分压电阻R0、第一参考电阻Rf1、第三参考电阻Rf3的阻值设置为同阻值电阻，即R0= Rf1= Rf3，而将第二参考电阻Rf2的阻值设置为30KΩ，第四参考电阻Rf4的阻值设置为4KΩ。

于本发明的具体实施方式中，温度控制器还包括一辅助电路，辅助电路连接至加热电路或散热电路，用于当加热电路及散热电路均停止工作，即叉车机箱内温度处于第一预设温度和第二预设温度之间时，根据用户需求启动或关闭加热电路或散热电路，辅助电路包括控制端IN、第五晶体管Q5、电阻R1及输出端OUT，第五晶体管Q5而定栅极连接至控制端IN，第五晶体管Q5的源极接地，并借由电阻R1连接至第五晶体管Q5的栅极，第五晶体管Q5的漏极连接至输出端OUT，如此，将辅助电路的输出端OUT连接至第三晶体管Q3的栅极或第四晶体管Q4的栅极，以借控制端IN控制加热电路或散热电路的开启或关闭，例如，将辅助电路的输出端OUT连接至第三晶体管Q3的栅极为例说明，如此，当控制端IN输出一高电平信号时，第五晶体管Q5导通，使得第三晶体管Q3的栅极借由导通的第五晶体管Q5接地而导通，是的加热器开始加热，而当控制端IN输出一低电平信号时，第五晶体管Q5截止，进而拉高第五晶体管Q5的漏极的电压，第三晶体管Q3截止，是的加热器停止工作。

本发明提供的温度控制器使用加热电路和散热电路，以当叉车机箱内温度低于第一预设温度时，仅开启加热电路，当叉车机箱内温度超过第二预设温度时，仅开始散热电路，以调节叉车机箱内的温度，是的叉车机箱内的电瓶和电子设备于外部环境在任何情况下都能正常工作，有效提高了叉车机箱内的电瓶和电子设备的稳定性和使用寿命，提示叉车运行的稳定性，且本发明提供的温度控制器由简单的电阻、晶体管及比较器构成，电路结构简单，整体成本较低。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其特征在于，所述基于嵌入式的叉车运行状态分析系统包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、速度传感器、振动传感器、信号调理模块、电源模块、无线传输模块、嵌入式芯片、温度控制器、报警警示器；

其中，所述温度传感器设置于叉车操作室内，用于监测叉车操作室内的温度信号，并将温度信号通过所述信号调理模块传输至所述嵌入式芯片；所述电流传感器和电压传感器用于监测叉车在作业时叉车电瓶的电流值和电压值，并将电流值和电压值通过信号调理模块传输至所述嵌入式芯片；所述速度传感器用于监测叉车运行时的速度信号，并将速度信号通过所述信号调理模块传输至所述嵌入式芯片；所述振动传感器用于监测叉车在运送货物时的振动信号，并将振动信号通过所述信号调理模块传输至所述嵌入式芯片，所述电源模块向所述嵌入式芯片、所述温度传感器、所述电流传感器、所述电压传感器、所述速度传感器以及所述振动传感器提供电力支持，所述嵌入式芯片还包括一内部存储器，所述内部存储器内存储有温度阈值范围、电流阈值范围、电压阈值范围、速度阈值范围以及振动阈值范围，若所述嵌入式芯片接收到的温度信号不在上述温度阈值范围内，则所述嵌入式芯片通过所述无线传输模块传输温度报警信号至所述报警警示器，所述报警警示器发出第一报警信息；若所述嵌入式芯片接收到的电流信号不在上述电流阈值范围内，则所述嵌入式芯片通过所述无线传输模块传输电流报警信号至所述报警警示器，所述报警警示器发出第二报警信息；若所述嵌入式芯片接收到的电压信号不在上述电压阈值范围内，则所述嵌入式芯片通过所述无线传输模块传输电压报警信号至所述报警警示器，所述报警警示器发出第三报警信息；若所述嵌入式芯片接收到的速度信号不在上述速度阈值范围内，则所述嵌入式芯片通过所述无线传输模块传输速度报警信号至所述报警警示器，所述报警警示器发出第四报警信息；若所述嵌入式芯片接收到的振动信号不在上述振动阈值范围内，则所述嵌入式芯片通过所述无线传输模块传输振动报警信号至所述报警警示器，所述报警警示器发出第五报警信息；若所述报警警示器产生报警信息，则所述嵌入式芯片通过所述无线传输模块控制所述温度控制器开始作业，所述温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，所述温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其特征在于，所述报警警示器根据产生的第一报警信息、第二报警信息、第三报警信息、第四报警信息、第五报警信息发出不同的报警信息：

若所述报警警示器产生第一报警信息，则所述报警警示器发出温度预警信息；若所述报警警示器产生第二报警信息以及第三报警信息，则所述报警警示器发出电瓶异常的报警信息；若所述报警警示器产生第四报警信息和第五报警信息，则所述报警警示器发出叉车运行不稳定的报警信息。

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其特征在于，所述基于嵌入式的叉车运行状态分析系统还包括一图像采集装置和一图像处理装置，所述图像处理装置和所述图像处理装置连接，所述图像处理装置与所述嵌入式芯片连接，所述图像采集装置用于采集叉车所载货物的图像信息，所述图像采集装置在叉车装载货物完毕后，且所述振动传感器采集的振动信号为0时采集所载货物图像信息，并将采集到的图像信息传输至所述图像处理装置进行图像处理，所述图像处理装置对接收到的图像进行图像处理后传输至所述嵌入式芯片中，所述嵌入式芯片将接收到的图像信息存储为参考图像信息，叉车在运行时，所述图像采集装置和所述振动传感器在同一第N预设周期内对叉车所载货物的图像信息和叉车的振动信号进行采集，所述嵌入式芯片根据接收到的振动信号调整同时接收到的图像信息，记为第N图像信息，所述嵌入式芯片将第N图像信息与参考图像信息进行比对，若不一致，则所述嵌入式芯片通过所述无线传输模块控制所述报警警示器进行报警。

4.根据权利要求3所述的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其特征在于，所述图像采集装置和所述振动传感器在同一第N预设周期内对叉车所载货物的图像信息和振动信号进行采集，所述嵌入式芯片将接收到的振动信号分解为水平振动位移信号和竖直振动位移信号，其中，竖直振动位移信号为与地面垂直的振动位移信号，水平振动位移信号为与竖直振动位移信号垂直的振动位移信号，所述嵌入式芯片根据水平振动位移信号和竖直振动位移信号调整同时接收到的图像信息。

5.根据权利要求4所述的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其特征在于，所述图像采集装置用于采集叉车所载货物的图像信息，并将采集到的图像信息传输至所述图像处理装置，所述图像处理装置对接收到的图像进行处理后传输至所述嵌入式芯片，其中，所述图像处理装置的处理方法如下，将图像定义为二维函数f(x,y)，其中x、y是空间坐标，首先选取图像的目标点f(i,j)，其中，i，j为x、y是空间坐标的一像素点，然后使用目标点f(i,j)附近的像素点对目标点f(i,j)进行图像亮化处理，具体算法如下：

；

；

；

；

其中，g(i,j)为第一亮化函数；h(i,j)为第二亮化函数；s(i,j)为第三亮化函数；k(i,j)为经过所述图像处理装置处理后的图像；*为卷积符号。

6.根据权利要求1所述的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其特征在于，若所述报警警示器产生报警信息，则所述嵌入式芯片通过所述无线传输模块控制所述温度控制器开始作业，所述温度控制器用于调节叉车机箱内温度，叉车电瓶及电路设备设置于叉车机箱内，所述温度控制器用于调节叉车机箱内的环境温度，以为叉车机箱内电瓶和电路设备提供合适的工作温度以使各个部件正常运行，所述温度控制器包括温度监测单元、信号处理电路、加热电路以及散热电路；

其中，所述温度监测单元、所述信号处理电路、所述加热电路依次连接，所述散热电路与所述信号处理电路连接。

7.根据权利要求6所述的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其特征在于，所述温度控制器还包括一辅助电路，所述辅助电路连接至所述加热电路或所述散热电路，用于当所述加热电路及所述散热电路均停止工作时，根据用户需求启动或关闭所述加热电路或所述散热电路。

8.根据权利要求1所述的基于嵌入式的叉车运行状态分析系统，其特征在于，所述温度控制器包括电阻R0、RT、Rf1、Rf2、Rf3、Rf4、R1、RH1、RH2、晶体管Q1-Q5、比较器A1-A2；

其中，电阻RT为热敏电阻，电阻RT的一端接地，电阻RT的另一端与电阻R0的一端连接，电阻R0的另一端与供电电压Vcc连接，电阻R0的一端与比较器A1的同相输入端连接，电阻RT的另一端还与比较器A2的反相输入端连接，电阻Rf2一端接地，电阻Rf2的另一端与电阻Rf1的一端连接，电阻Rf2的另一端与比较器A1的反相输入端连接，电阻Rf1的另一端与供电电压Vcc连接，比较器A1的输出端与晶体管Q1的栅极连接，晶体管Q1的源极接地，晶体管Q1的漏极与电阻RH1的一端连接，电阻RH1的另一端与供电电压Vcc连接，晶体管Q1的漏极与晶体管Q3的栅极连接，晶体管Q1的漏极与晶体管Q5的漏极连接，晶体管Q5的栅极与控制端IN连接，晶体管Q5的源极接地，电阻R1的一端接地，电阻R1的另一端与晶体管Q5的栅极连接，晶体管Q3的漏极与供电电压Vcc连接，晶体管Q3的源极与加热器连接，加热器一端接地，电阻Rf4的一端接地，电阻Rf4的另一端与比较器A2的同相输入端连接，电阻Rf3的一端与电阻Rf4的另一端连接，电阻Rf3与供电电压Vcc连接，比较器A2的输出端与晶体管Q2的栅极连接，晶体管Q2的源极接地，晶体管Q2的漏极与电阻RH2的一端连接，电阻RH2的另一端与供电电压Vcc的连接，晶体管Q2的漏极与晶体管Q4的栅极连接，晶体管Q4的漏极与供电电压Vcc连接，晶体管Q4的源极与散热器连接，散热器一端接地。

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