CN1677287A - 挖掘机远程实时监控与故障诊断系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用GPS技术通过GPRS网络将远程挖掘机的工作状态数据传送到服务中心进行处理分析的系统。它由车载数据采集及发送系统、无线网络传输系统、服务控制系统组成。具体执行如下步骤：1.在车辆上安装GPS设备及车载数据采集器，2.通过GPRS网络将采集到的数据传送到服务控制中心，3.利用服务控制中心处理分析采集的数据，4.诊断故障并落实维修。本发明利用GPS技术和GPRS网络传递车辆工作状态数据，通过对数据的分析在最短的时间内锁定故障原因，并及时维修，提高工作效率，节省费用，具有较大的社会效益和经济效益。

Description

挖掘机远程实时监控与故障诊断系统
                     技术领域
本发明涉及一种远程监控系统，尤其是一种挖掘机远程监控系统。
                     背景技术
挖掘机是机、电、液一体化控制的大型设备。其结构很复杂，控制系统的数据采集、监控主要由许多二次仪表来完成，其布线比较复杂，一般的操作人员对其了解很有限，这样当这些设备出现问题时，往往需要等待厂家的维护人员进行维修。同时由于工程机械的使用较为分散，维护人员到施工现场的路途要花费较多的时间，这样延长了维修时间，降低了设备的利用率，同时也增加了维护费用。
                    发明内容
本发明的目的是提供一种挖掘机远程监控与故障诊断系统，以克服现有挖掘机维修困难、维护费用高的问题，使生产厂家根据发送回来的运行情况的信息主动对机器进行分析、预防或减少设备故障的发生，提高设备的生产效率。
本发明是以如下技术方案实现的：
一种挖掘机远程实时监控及故障诊断系统，它包括安装在车辆上采集车辆工作状态的车载设备，服务控制中心，将车载设备采集的车辆工作状态数据信息通过无线传输方式发送给计算机服务控制中心的GPRS网络，其特征在于车载设备由车载数据采集器及传输设备组成，该设备由GPS车辆定位数据采集模块、车辆工作状态数据采集模块、逻辑控制模块、无线数据传输模块和短信息传输模块、扩展接口模块组成，其各模块之间利用UART连接，分别完成GPS数据采集、车辆工作状态数据采集、逻辑控制功能、GPRS数据传输功能，并留有扩展传感器的接口；车辆工作状态数据采集模块利用A/D芯片在逻辑控制模块的控制下，完成车辆工作状态数据的采集，逻辑控制模块连接无线数据传输模块和短信息传输模块，无线数据传输模块和短信息传输模块接收来自逻辑控制模块的信号并向计算机服务控制中心发送信息，并可接收服务控制中心发送的信息向逻辑控制模块发送相关指令；所述挖掘机定位数据采集模块、挖掘机工作状态采集模块连接逻辑控制模块、模块将挖掘机信息传输给逻辑控制模块；服务控制中心由网络通信模块、短信息通信模块及与之相连接的数据库模块组成，数据库模块包括GIS地理信息模块、Web查询模块、报表先成模块、报警模块、远程专家诊断模块；具体执行如下步骤：
(1)车载设备采集车辆信息，将信息通过无线通讯网络发送给服务控制中心；
(2)服务控制中心处理接收到的数据信息，诊断故障、落实维修，并将指令发送至车载设备。
所述无线数据传输模块是GPRS模块，也可以是CDMA模块，GSM模块、PHS模块，车辆定位模块可以为PHS模块。
所述无线通讯模块是带定位功能的无线通讯模块，或者是普通无线通讯模块中含GPS定位模块。
本发明的优点是：可以对挖掘机的运行状态进行远程监测，对机器的故障进行远程诊断并给予维护指导，解决了以往机器出现故障维修困难的问题。
                       附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进一步详述。
图1为本发明系统总体结构图；
图2为系统结构示意图；
图3为车载设备数据采集与传输系统组成图；
图4为服务控制中心系统组成图；
图5为挖掘机工作状态数据采集模块工作原理图；
图6为数据传输系统原理示意图；
图7为短消息传输原理图。
图中：1、逻辑控制模块，2、GPS数据采集模块，3、车辆工作状态采集模块，4、扩展接口模块，5、无线数据传输模块，6、短信息传输模块，7、TCP/IP网络通讯模块，8、短信息通信模块，9、数据库，10、GIS地理信息系统(电子地图)模块，11、查询模块，12、报表生成模块，13、预警模块，14、远程专家诊断模块
                  具体实施方式
本发明的系统总体结构如图1所示，由装在挖掘机上的车载设备，无线传输网络，服务控制系统组成。
如图3所示，安装在挖掘机车辆上的车载数据采集及传输设备，由GPS数据采集模块(2)、车辆工作状态采集模块(3)、逻辑控制模块(1)、GPRS数据传输模块(5)和GSM传输模块(6)组成，分别完成GPS数据采集、车辆工作状态数据采集、逻辑控制功能、GPRS数据传输功能，并留有扩展传感器的接口(4)；其各模块之间利用UART连接，车辆工作状态数据采集模块利用A/D芯片在逻辑控制模块的控制下，完成车辆工作状态数据的采集功能，如图5所示，采集的工作状态数据有：发动机水温、液压油油温、发动机机油压力、先导压力、汽油(柴油)油位、蓄电池电压、充电指示(开关量)、空滤报警(开关量)、吸油压力报警(开关量)、发动机周脉冲、发动机工作起停等数据。
如图6所示，通过GPRS网络将采集到的车辆工作状态数据传送到服务中心，同时将GPS定位的车辆经度纬度数据和时间一并打包传到后台服务控制中心。该数据也可以通过CDMA、GSM网络或者PHS网络传输落地通讯网络，然后通过通讯网络和服务控制中心的数据电路传输至服务控制中心。
如图4所示，服务控制中心系统由TCP/IP网络通讯模块(7)、数据库(9)、GIS地理信息系统(电子地图)模块(10)、查询模块(1)、报表生成模块(12)、预警模块(13)、远程专家诊断模块(14)组成。
TCP/IP网络通讯模块(7)完成服务控制中心和车载数据采集与传输系统之间GPRS通信；数据库(9)用来记录车辆远程实时监控与故障智能诊断系统所有的数据，为整个系统的运行提供数据服务；GIS地理信息系统(电子地图)模块(10)实现车辆所在地理位置在电子地图上显示功能和轨迹再现功能；查询模块(11)实现对所需要信息的查询功能，结合报表功能模块(12)可以生成客户所需要的报表；告警模块(13)实时跟踪分析车辆工作状态数据，通过对状态数据的分析发现异常，立即进行告警；远程专家诊断模块(14)根据车辆的现场数据和历史数据，结合专家经验，自动判断该车辆的故障原因和部位，并将意见通过天线传输方式发送给车载设备，为维修提供最准确的参考。
如图7所示，短信息模块运行在服务控制中心软件系统上，实现服务控制中心和挖掘机车载数据采集器之间的GSM短信息数据通信功能。

Claims (6)

1、一种挖掘机远程实时监控及故障诊断系统，它包括安装在车辆上采集车辆工作状态的车载设备，服务控制中心，将车载设备采集的车辆工作状态数据信息通过无线传输方式发送给计算机服务控制中心的GPRS网络，其特征在于车载设备由车载数据采集器及传输设备组成，该设备由GPS车辆定位数据采集模块(2)、车辆工作状态数据采集模块(3)、逻辑控制模块(1)、无线数据传输模块(5)和短信息传输模块(6)、扩展接口模块(4)组成，其各模块之间利用UART连接，分别完成GPS数据采集、车辆工作状态数据采集、逻辑控制功能、GPRS数据传输功能；车辆工作状态数据采集模块利用A/D芯片在逻辑控制模块的控制下，完成车辆工作状态数据的采集，逻辑控制模块(1)连接无线数据传输模块(5)和短信息传输模块(6)，无线数据传输模块(5)和短信息传输模块(6)接收来自逻辑控制模块(1)的信号并向计算机服务控制中心发送信息，并可接收服务控制中心发送的信息向逻辑控制模块(1)发送相关指令；所述挖掘机定位数据采集模块(2)、挖掘机工作状态采集模块(3)连接逻辑控制模块(1)、模块(2)、(3)将挖掘机信息传输给逻辑控制模块(1)；服务控制中心由网络通信模块(7)、短信息通信模块(8)及与之相连接的数据库模块(9)组成，数据库模块包括GIS地理信息模块(10)、Web查询模块(11)、报表先成模块(12)、报警模块(13)、远程专家诊断模块(14)；具体执行如下步骤：
(1)车载设备采集车辆信息，将信息通过无线通讯网络发送给服务控制中心；
(2)服务控制中心处理接收到的数据信息，诊断故障、落实维修，并将指令发送至车载设备。
2、根据权利要求1所述的一种挖掘机远程实时监控及故障诊断系统，其特征在于车载设备上还包括一个与逻辑控制模块(1)相连接的扩展接口模块(4)。
3、根据权利要求1所述的一种挖掘机远程实时监控及故障诊断系统，其特征在于所述无线数据传输模块(5)是GPRS模块，也可以是CDMA模块，GSM模块、PHS模块，车辆定位模块(6)可以为PHS模块。
4、根据权利要求1所述的一种挖掘机远程实时监控及故障诊断系统，其特征在于所述无线通讯模块(5)是带定位功能的无线通讯模块，或者是普通无线通讯模块中含GPS定位模块。
5、根据权利要求1所述的一种挖掘机远程实时监控及故障诊断系统，其特征在于车载数据采集包括发动机水温，液压油油温、发动机机油压力、先导压力、汽油或柴油位、蓄电池电压、充电指示、空滤报警、吸油压力报警、发动机转速、发动机工作时间数据。
6、根据权利要求1所述的一种挖掘机远程实时监控及故障诊断系统，其特征在于服务控制中心具有至少一个存储器，用于存储通过无线传输网络传来的数据。
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