CN115167375A - 一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，包括车载车联网在线检测系统和地面数据中心平台，所述车载车联网在线检测系统对故障信息进行处理分析后进行展示，同时传输给地面数据中心平台进行车辆监控；所述车载车联网在线检测系统包括：处理器、多个采集模块、人机交互界面、智慧环卫通讯处理模块；所述地面数据中心平台包括：通信模块；防火墙；服务器；展示模块。本发明实现了城市道路养护装备具有自诊断功能，提高清洁车辆故障检测的智能化程度、检测速度以及准确性，根据车辆型号选取不同的适用系统，提高了车辆故障检测的效率，具有可靠性高、使用方便、数据密度大的优点，同时能控制车队、降低成本、增加收入、提高人车安全。

Description

一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统

技术领域

本发明属于智能环卫机械技术领域，具体涉及一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统。

背景技术

随着环卫装备技术的不断发展，环卫机械的智能化程度越来越高，特别在控制器技术及CAN总线技术被引入环卫机械控制领域后，彻底改变了环卫机械控制领域的面貌，给环卫机械的发展带来了划时代的变化，为环卫车辆设备的智慧化管理奠定智能化技术基础；提高了系统的可靠性。通过充分满足人机交互界面的人性化要求，总线控制系控制统势必会逐步取代原有的PLC或继电器控制系统，以适应环卫车辆设备智慧化管理需求，提高环卫装备的高科技含量，引领环卫装备企业的技术创新，随着环卫机械的不断发展、其谱系的不断完善，因底盘、副发动机、扫盘结构等不同，可组合成多种型号的洗扫车，根据不同洗扫车独立设计的控制系统在用户使用过程中，洗扫控制系统主要存在以下缺陷：洗扫控制系统的人机操作不太理想，对于故障诊断和处理人机交互方式显示的信息极少且简单，市面上清洁控制系统设计主要侧重于“傻瓜式”使用设计，清洁车辆驾驶员在人机交互界面按步骤操作，操作屏幕上设计有副发动机启动、停止，智能清扫等功能按钮。对附属设备及相关的传感器的健康状态、全寿命周期管理、实时运行状态(动作频次、工作时长、状态感知等)没有一个系统的设计考虑，控制系统采用CAN总线控制故障点难找，维保人员在处理故障时不能精准快速判断故障，从而导致维修困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，可靠性高、使用方便、数据密度大，实现清洁车辆故障的快速检测。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，包括车载车联网在线检测系统和地面数据中心平台，所述车载车联网在线检测系统对故障信息进行处理分析后进行展示，同时传输给地面数据中心平台进行车辆监控；

所述车载车联网在线检测系统包括：

带有智能分析算法的处理器、与处理器通过CAN总线连接的多个采集模块、与处理器通过CAN总线连接的人机交互界面、与处理器通过CAN总线连接的智慧环卫通讯处理模块，所述采集模块将采集到的信息通过CAN总线传输给处理器，通过处理器综合处理分析后将故障信息通过人机交互界面显示，同时将数据上传至地面数据中心平台，所述人机交互界面设置在车辆的司机室；

所述地面数据中心平台包括：

通信模块，通过网络与车载车联网在线检测系统的处理器通信连接；

防火墙，对接收的数据进行安全监管、筛选；

服务器，通过智能算法建立健康状态分析预警和故障诊断评估模型，综合分析研判各关键部件影响程度、各类故障影响程度，对各设备状态进行状态量化，评估状态特征值进行长时间趋势分析，预测设备可能发生的故障及潜在影响，推断设备剩余有效使用寿命，指导科学分析维护成本和维修成本合理；

展示模块，根据请求实时监控车辆运行状态并展示结果。

优选的，所述车载车联网在线检测系统对故障信息进行处理分析的步骤包括：

进行数据采集和存储，基于内置处理器的智能分析算法库，针对采集到的数据进行特征提取、性能检测、状态识别、智能故障处理的实时智能分析处理，识别车辆各设备的运行异常并生成故障预警，对车载诊断设备产生的故障告警进行融合分析，识别虚警，合并关联故障，将故障信息展示和发送至地面数据中心平台。

优选的，所述地面数据中心平台进行车辆监控的步骤包括：将预警/故障事件及处理结果推送至展示模块，数据中心人员可为随车司乘人员进行处理提供支持，对车辆进行全程监控和管理，全程监控包括车辆实时位置定位和车辆轨迹回放；管理包括停车地点、停车时间及运行速度、加油、加水数据管理、车辆调度管理和人员管理。

优选的，所述采集模块包括多个副发动机采集信息模块、洗扫系统采集模块，每个所述采集模块包括传感器采集、视频采集和接口采集。

优选的，所述副发动机采集信息模块包括第一温度传感器、第一压力传感器、第一转速传感器、第一计时器，所述第一温度传感器监测副发动机工作时的水温，所述第一压力传感器监测副发动机工作时的油压，所述第一转速传感器监测副发动机工作时的转速，所述第一计时器监测副发动机工作的时间。

优选的，所述洗扫系统采集模块包括第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第二转速传感器、第二计时器、水位传感器、第一水流量传感器和第二水流量传感器，所述第二压力传感器监测洗扫系统中吸盘的压力，所述第三压力传感器监测洗扫系统中液压系统的压力，所述第四压力传感器监测洗扫系统中气压系统的压力，所述第二转速传感器监测洗扫系统中扫盘的转速，所述水位传感器监测洗扫系统中水箱存水量，第一水流量传感器监测洗扫系统中的喷水量，所述第二水流量传感器监测洗扫系统中的污水量。

优选的，所述智慧环卫通讯处理模块包括作业时间、作业地址、作业公里的监测、作业现场的视频录像。

优选的，所述人机交互界面与处理器通过CAN总线进行数据交互，所述人机交互界面上设有洗扫功能选择单元、语音提示单元、存储信息读取单元、个性化设置单元、用户账户记忆单元，根据选择可查看故障日志、设备实时运行状态和设备运行记录。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过车载车联网在线检测系统实现车辆数据的采集分析以及故障预警和报警，运行数据的存储查看，实现运行车辆的集中监控，再通过地面数据中心平台进行远程协助，实现车辆管理调度、人员管理，实现了城市道路养护装备具有自诊断功能，大大提高清洁车辆故障检测的智能化程度、检测速度以及准确性，根据车辆型号选取不同的适用系统，提高了车辆故障检测的效率，具有可靠性高、使用方便、数据密度大的优点。

附图说明

图1为本发明的原理结构示意图；

图2为本发明的系统原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

如图1-2所示，一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，由车载车联网在线检测系统和地面数据中心平台两部分组成：车载车联网在线检测系统根据车辆类型、型号选取不同的适配检测传感器，主要完成数据采集、存储、分析、报警、诊断、数据远程上传、车辆定位、其他外部系统联接等功能，基于内置处理器的智能分析算法库，针对采集到的数据进行特征提取、性能检测、状态识别、智能故障处理等实时智能分析处理，识别车辆各设备的运行异常并生成故障预警，对车载诊断设备产生的故障告警进行融合分析，识别虚警，合并关联故障，实现对轨道车辆健康状态的智能感知；地面数据中心平台支持远程车地通信，车载数据实时将分析处理结果发送至地面系统处理，将预警/故障事件及处理结果推送至地面显示屏及便携移动终端，数据中心人员可为随车司乘人员进行处理提供支持。同时对车辆进行全程监控，可实时显示车辆所在的位置，并可以对车辆进行轨迹回放，停车地点、停车时间及运行速度、加油、加水等，数据中心可对车辆进行调度管理、人员管理。

车载车联网在线检测系统包括带有智能分析算法的处理器1、与处理器1通过CAN总线连接的多个采集模块、与处理器1通过CAN总线连接的人机交互界面4、与处理器1通过CAN总线连接的智慧环卫通讯处理模块3，所述采集模块将采集到的信息通过CAN总线传输给处理器1，通过处理器1综合处理分析后将故障信息通过人机交互界面4显示，同时将数据上传至地面数据中心平台，所述人机交互界面4设置在车辆的司机室，

所述采集模块包括副发动机采集信息模块2、洗扫系统采集模块5，每个所述采集模块包括传感器采集、视频采集和接口采集，传感器采集获取环境数据、压力数据和动作数据，视频采集获取设备状态、内容分析和人员状态，接口采集获取停车、加水、油站、门禁和能耗信息。

所述副发动机采集信息模块2包括第一温度传感器、第一压力传感器、第一转速传感器、第一计时器，所述第一温度传感器监测副发动机工作时的水温，所述第一压力传感器监测副发动机工作时的油压，所述第一转速传感器监测副发动机工作时的转速，所述第一计时器监测副发动机工作的时间；

所述洗扫系统采集模块5包括第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第二转速传感器、第二计时器、水位传感器、第一水流量传感器和第二水流量传感器，所述第二压力传感器监测洗扫系统中吸盘的压力，所述第三压力传感器监测洗扫系统中液压系统的压力，所述第四压力传感器监测洗扫系统中气压系统的压力，所述第二转速传感器监测洗扫系统中扫盘的转速，所述水位传感器监测洗扫系统中水箱存水量，第一水流量传感器监测洗扫系统中的喷水量，所述第二水流量传感器监测洗扫系统中的污水量。

所述智慧环卫通讯处理模块3包括作业时间、作业地址、作业公里的监测、作业现场的视频录像。

所述人机交互界面4为15.6寸触摸屏，与处理通过CAN总线进行数据交互，人机交互界面4上设有洗扫功能选择单元、语音提示单元、存储信息读取单元、个性化设置单元、用户账户记忆单元，根据选择可查看故障日志、设备实时运行状态和设备运行记录。

故障日志，主要记录运营过程系统发现的、或预测的故障事件情况，故障记录可先后显示1000条记录，以滚动存储的方式保存故障记录(本着先进先出的原则)，当超过1000记录时将覆盖第1个记录，依次覆盖。通过智能分析判断将故障分为1、2、3个故障等级(严重故障、中等故障、轻微故障)，严重故障在触摸屏会弹出故障信息而且还有报警声提醒，中等故障在触摸屏会弹出故障信息提醒，轻微故障仅仅存储记录并不进行报警提醒。维护人员根据触摸屏上显示的提示到对应车辆的对应子设备本地进行检查，根据子设备的维修说明进行维修。

设备实时运行状态，界面显示风格简洁、直观、显示的信息生动，能看出所有通过CAN总线连接设备的运行状态，以及传感器检测设备的运行状态，以动图的方式实时显示各个检测模块的运行状态。

设备运行记录，相当于车辆运行“黑匣子”，通过设备运行记录也会通过4G网络上传到地面数据中心，数据存储周期为7天。记录周期：1条/100ms。记录容量：数据分若干个文件循环记录，每个文件记录一天的运行数据。用户可以以单曲线和表格形式查看运行数据。单曲线显示一页最多可以显示10条曲线，最多3页，共30条。累计数据记录在处理器内存中，可以通过电脑软件读出，从显示屏的累计数据显示页面中也可查看。

地面数据中心平台包括

通信模块，通过网络与车载车联网在线检测系统的处理器通信连接，接收运营车辆的设备运行记录数据；

防火墙，对接收的数据进行安全监管、筛选；

服务器，服务器为大容量设计，可支持10列车运行5年运行记录的存储，通过智能算法建立健康状态分析预警和故障诊断评估模型，综合分析研判各关键部件影响程度、各类故障影响程度，对各设备状态进行状态量化，评估状态特征值进行长时间趋势分析，预测设备可能发生的故障及潜在影响，推断设备剩余有效使用寿命，指导科学分析维护成本和维修成本合理；

展示模块，为地面显示屏或便携移动终端，根据请求实时监控车辆运行状态并展示结果，全程掌握车辆水量、油量、加油情况、加水情况、司机状态、停靠地点、运行路径、运行速度、运行时长、垃圾装卸情况、列车状态等信息，合理安排，组织调度，有效的控制车队、降低成本、增加收入、提高人车安全，使车辆及人员管理从“粗放型”迈向“精细化管理”

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，其特征在于，包括车载车联网在线检测系统和地面数据中心平台，所述车载车联网在线检测系统对故障信息进行处理分析后进行展示，同时传输给地面数据中心平台进行车辆监控；

所述车载车联网在线检测系统包括：

带有智能分析算法的处理器、与处理器通过CAN总线连接的多个采集模块、与处理器通过CAN总线连接的人机交互界面、与处理器通过CAN总线连接的智慧环卫通讯处理模块，所述采集模块将采集到的信息通过CAN总线传输给处理器，通过处理器综合处理分析后将故障信息通过人机交互界面显示，同时将数据上传至地面数据中心平台，所述人机交互界面设置在车辆的司机室；

所述地面数据中心平台包括：

通信模块，通过网络与车载车联网在线检测系统的处理器通信连接；

防火墙，对接收的数据进行安全监管、筛选；

服务器，通过智能算法建立健康状态分析预警和故障诊断评估模型，综合分析研判各关键部件影响程度、各类故障影响程度，对各设备状态进行状态量化，评估状态特征值进行长时间趋势分析，预测设备可能发生的故障及潜在影响，推断设备剩余有效使用寿命，指导科学分析维护成本和维修成本合理；

展示模块，根据请求实时监控车辆运行状态并展示结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，其特征在于，所述车载车联网在线检测系统对故障信息进行处理分析的步骤包括：

进行数据采集和存储，基于内置处理器的智能分析算法库，针对采集到的数据进行特征提取、性能检测、状态识别、智能故障处理的实时智能分析处理，识别车辆各设备的运行异常并生成故障预警，对车载诊断设备产生的故障告警进行融合分析，识别虚警，合并关联故障，将故障信息展示和发送至地面数据中心平台。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，其特征在于，所述地面数据中心平台进行车辆监控的步骤包括：将预警/故障事件及处理结果推送至展示模块，数据中心人员可为随车司乘人员进行处理提供支持，对车辆进行全程监控和管理，全程监控包括车辆实时位置定位和车辆轨迹回放；管理包括停车地点、停车时间及运行速度、加油、加水数据管理、车辆调度管理和人员管理。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，其特征在于，所述采集模块包括多个副发动机采集信息模块、洗扫系统采集模块，每个所述采集模块包括传感器采集、视频采集和接口采集。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，其特征在于，所述副发动机采集信息模块包括第一温度传感器、第一压力传感器、第一转速传感器、第一计时器，所述第一温度传感器监测副发动机工作时的水温，所述第一压力传感器监测副发动机工作时的油压，所述第一转速传感器监测副发动机工作时的转速，所述第一计时器监测副发动机工作的时间。

6.根据权利要求4所述的一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，其特征在于，所述洗扫系统采集模块包括第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第二转速传感器、第二计时器、水位传感器、第一水流量传感器和第二水流量传感器，所述第二压力传感器监测洗扫系统中吸盘的压力，所述第三压力传感器监测洗扫系统中液压系统的压力，所述第四压力传感器监测洗扫系统中气压系统的压力，所述第二转速传感器监测洗扫系统中扫盘的转速，所述水位传感器监测洗扫系统中水箱存水量，第一水流量传感器监测洗扫系统中的喷水量，所述第二水流量传感器监测洗扫系统中的污水量。

7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，其特征在于，所述智慧环卫通讯处理模块包括作业时间、作业地址、作业公里的监测、作业现场的视频录像。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的清洁车辆故障在线检测系统，其特征在于，所述人机交互界面与处理器通过CAN总线进行数据交互，所述人机交互界面上设有洗扫功能选择单元、语音提示单元、存储信息读取单元、个性化设置单元、用户账户记忆单元，根据选择可查看故障日志、设备实时运行状态和设备运行记录。

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