CN201852593U - 一种工程机械智能仪表盘 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种工程机械智能仪表盘，包括主处理器，所述主处理器分别连接工作通信接口、LCD显示部分、LED显示和继电器控制部分、ADC处理电路；所述ADC处理电路连接机械传感器，用于将机械传感器探测的信号转换为数字信号输入主处理器；所述LED显示和继电器控制部分中，LED显示用于灯光报警，所述继电器控制用于控制接入仪表盘的设备的开闭；所述LCD显示部分用于显示所述主处理器输出的信息；所述工作通信接口用于连接外接设备。本实用新型是对现在的一些数字化仪表盘的改进，参数信息显示更加全面，仪表参数准确度较高，高可靠性和系统稳定性，运用北斗卫星通信可实现动态管控与系统互联。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程机械装备使用的数字化和信息化装置，特别是一种数字化智能仪表盘。
背景技术
传统的工程机械装备上仪表盘大多是机械式的仪表盘，传感器检测到参数后以指针的方式进行显示，没有数字显示，参数测试精度不够精确，在工程机械行进或是作业中指标抖动比较厉害，用户无法正确读取参数；另外还有些关键性参数无法进行仪表盘显示，如：液压油油量、液压油压力和发动机机油温度等参数，工程机械装备在参数不正确时，也没有故障报警功能，用户操作容易发生危险；
数字化仪表盘是在传统仪表盘上实现的仪表盘数字化，但也存在传感器参数检测不够稳定、虚拟仪表盘显示界面比较粗糙和系统抗干扰能力差、容易出故障等问题，另外也没有提供工程机械装备的定位、记录和用户识别等功能，不便于工程机械的集中管理。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种数字化智能仪表盘，用于对工程机械装备的发动机性能参数、底盘性能参数进行检测和显示并报警，记录装备各种操作信息并进行显示。
为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种工程机械智能仪表盘，包括主处理器，所述主处理器分别连接工作通信接口、LCD显示部分、LED显示和继电器控制部分、ADC处理电路；所述ADC处理电路连接机械传感器，用于将机械传感器探测的信号转换为数字信号输入主处理器；所述LED显示和继电器控制部分中，LED显示用于灯光报警，所述继电器控制用于控制接入仪表盘的设备的开闭；所述LCD显示部分用于显示所述主处理器输出的信息；所述工作通信接口用于连接外接设备。
本实用新型中，所述工作通信接口包括USB接口电路以及RS-232驱动电路，所述USB接口电路连接USB接口设备，所述RS-232驱动电路连接北斗模块。
本实用新型中，所述LCD显示部分主要由10.4寸LCD显示模块组成，所述LCD显示模块通过RS232通信接口连接主处理器单元。
本实用新型中，所述LED显示和继电器控制部分包括通过I/O线连接主处理器的LED驱动部分以及继电器驱动部分，所述LED驱动部分连接LED显示阵列，所述继电器驱动部分连接电流继电器。
本实用新型中，所述ADC处理电路包括8路ADC转换电路、8路ADC运放接口电路以及精密运算放大电路；
所述机械传感器分为两路，一路通过8路ADC运放接口电路以及8路ADC转换电路传输到主处理器，另一路通过精密运算放大电路传输到主处理器。
本实用新型中，包括用于连接上位机的通信扩展部分，所述通信扩展部分包括UART驱动电路和CAN驱动电路，以及分别与UART驱动电路和CAN驱动电路连接的通信扩展接口。
本实用新型中，包括与主处理器连接的JTAG接口电路。
本实用新型中分别用于显示、报警、电气控制、ADC转换、接口扩展和工作模块连接等功能；装备传感器则是指安装于工程机械上的各类传感器，它负责检测各种参数，以电压、电阻或是脉冲等信号方式传递给智能数字化仪表盘；USB智能卡主要是对操作手身份进行认证和管理，记录和存储工程机械作业的参数、油料和摩托小时消耗消息，主要是由USB移动存储器和专用格式的存储信息组成；嵌入式北斗模块则是成熟产品，主要进行定位和数据传输，并以串口的形式与智能数字化仪表盘进行通信。
有益效果：本实用新型完全可以替代传统的机械式仪表盘，也是对现在的一些数字化仪表盘的改进，参数信息显示更加全面，仪表参数准确度较高，高可靠性和系统稳定性，运用北斗卫星通信可实现动态管控与系统互联；另外智能仪表盘可以实现对工程机械操作手身份进行认证和管理，记录和存储工程机械作业的参数、燃油和摩托小时消耗信息；采用卫星定位技术来获取机械作业时的位置、速度等信息。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图示为本实用新型结构示意图。
具体实施方式：
如图所示，本实用新型包括如下组成部分：
(1)主处理器单元
主处理器单元负责进行数据交换和处理，控制显示和继电器，检测各个传感器参数以及自动报警等功能，是整个系统的核心。本实用新型采用荷兰NXP(恩智浦半导体)公司LPC2478处理芯片。
(2)LCD显示部分
LCD显示模块是智能仪表盘的主要显示部分，采用10.4寸LCD显示屏，它采用32位RSIC-CPU设计开发的一款高性能、低功耗、易使用的真彩色显示器，可以直接和具有串行接口的CPU(如51单片机、AVR、PIC、DSP、ARM、工控机等)连接，1024x768、64K色的TFT真彩显示屏，支持画线、画波形、画矩形、画圆、画椭圆等图形操作，内置实时时钟。用户只需要简单的串行接口，便可以用命令方式，完成上述各种操作。
主处理器单元主要用RS232接口通过显示屏的专用指令集进行显示屏显示控制，通信波特率控制在115200BPS，N81协议。
3)LED显示和继电器控制
LED驱动和电磁继电器驱动电路主要是由UL2803等驱动芯片组成，主要用于主处理器驱动LED和电磁继电器；
8个LED构成一个显示阵列，采用Φ2.5红色高亮LED，设备的表面再用磨砂后的半透明膜覆盖，这样指示LED即明亮也不会耀眼；
8个电磁继电器主要用来控制系统中的电气设备和电磁阀门等，如燃油阀的控制，这里需要分为两类，一类可能是启动马达，这类的瞬间电流非常大，需要专用大电流的继电器，且供电电压也不一样，本实用新型需要采用大电流的电磁继电器，大电流继电器就是为此设计，另一类则是一些常用的小电流继电器。
(4)ADC处理电路
ADC处理电路是系统设备检测各个参数的关键部分，它主要由两部分组成。
一路是由8路运放接口电路和8路ADC转换电路组成，这路的ADC转换精度较低，用来处理诸如系统的电瓶电压，系统的燃油油量等参数。
另一路则是由精密运算放大电路和主处理器自带的ADC模块组成，这路的ADC转换精度较高，用来处理诸如油压传感器的电压变化等参数。
(5)通信扩展
通信扩展部分主要是将系统能与上位机(PC)进行RS232通信，也能应用CAN和RS485总线进行功能扩展。该部分主要包括了UART驱动和CAN驱动，以及相应的通信扩展接口。
(6)工作通信接口
工作通信接口主要是指主处理单元与系统其它模块进行通信所必须的接口，主要是指与USB智能卡通信的USB接口电路和与北斗模块、LCD显示模块进行通信的RS232驱动电路。
本实用新型工作时，首先插入USB智能卡进行用户识别，识别成功后启动工程机械和仪表盘显示，运用装备传感器进行参数检测，检测后的信号交给智能数字化仪表盘进行采样、显示和报警，运用嵌入式北斗模块进行定位，并与监控中心进行数据通信，最后，将工程装备的操作信息存储在USB智能卡中。
本实用新型所述的智能仪表盘以数字化仪表盘为支撑，以微处理芯片为核心，高亮度冷光仪表板为显示模块，综合运用微电子技术、电子传感器、计算机和LCD数显等技术。其中采用大尺寸LCD进行纯数字化的虚拟仪表盘显示，动态指针或者进度条外加数字显示，可以自由设计虚拟仪表盘样式，解决了传统仪表盘的读数慢、显示样式单一等问题。其次智能仪表盘采用运算放大电路作为ADC前端处理，后端进行温度补偿和曲线修正，解决了传统仪表盘的参数显示不准确和一般数字仪表盘的参数跳跃性比较大等问题。
本实用新型的传感器检测信号输入采用通道切换器进行切换，再加外LCD纯数字显示自由设计和调用虚拟仪表盘背景，可以自由地检测各类参数，适应于不同机型的工程机械，这比传统仪表盘和一般数字仪表盘的应用要灵活。USB智能卡的应用，可以进行用户识别和操作记录，方便了工程机械的统一管理，这是其它仪表盘所不具有的技术。嵌入式北斗模块技术的应用则为工程机械的定位和数据传输提供了平台，可以实现动态监控，这也是其它仪表盘所没有的。
本实用新型提供了一种数字化智能仪表盘的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (7)
1.一种工程机械智能仪表盘，其特征在于，包括主处理器，所述主处理器分别连接工作通信接口、LCD显示部分、LED显示和继电器控制部分、ADC处理电路；
所述ADC处理电路连接机械传感器，用于将机械传感器探测的信号转换为数字信号输入主处理器；
所述LED显示和继电器控制部分中，LED显示用于灯光报警，所述继电器控制用于控制接入仪表盘的设备的开闭；
所述LCD显示部分用于显示所述主处理器输出的信息；
所述工作通信接口用于连接外接设备。
2.根据权利要求1所述的一种工程机械智能仪表盘，其特征在于，所述工作通信接口包括USB接口电路以及RS-232驱动电路，所述USB接口电路连接USB接口设备，所述RS-232驱动电路连接北斗模块。
3.根据权利要求1所述的一种工程机械智能仪表盘，其特征在于，所述LCD显示部分包括10.4寸LCD显示模块，通过所述工作通信接口与所述主处理器连接。
4.根据权利要求1所述的一种工程机械智能仪表盘，其特征在于，所述LED显示和继电器控制部分包括通过I/O线连接主处理器的LED驱动部分以及继电器驱动部分，所述LED驱动部分连接LED显示阵列，所述继电器驱动部分连接电流继电器。
5.根据权利要求1所述的一种工程机械智能仪表盘，其特征在于，所述ADC处理电路包括8路ADC转换电路、8路ADC运放接口电路以及精密运算放大电路；
所述机械传感器分为两路，一路通过8路ADC运放接口电路以及8路ADC转换电路传输到主处理器，另一路通过精密运算放大电路传输到主处理器。
6.根据权利要求1所述的一种工程机械智能仪表盘，其特征在于，包括用于连接上位机的通信扩展部分，所述通信扩展部分包括UART驱动电路和CAN驱动电路，以及分别与UART驱动电路和CAN驱动电路连接的通信扩展接口。
7.根据权利要求1所述的一种工程机械智能仪表盘，其特征在于，包括与主处理器连接的JTAG接口电路。
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| CN2010205829441U CN201852593U (zh) | 2010-10-29 | 2010-10-29 | 一种工程机械智能仪表盘 |
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| CN102722127A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-10-10 | 江苏三志电器有限公司 | 工程机械数字化组合仪表 |
| CN104698914A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-06-10 | 中外合资沃得重工（中国）有限公司 | 工程机械数字化图形仪表 |
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