CN202075615U - 工程机械远程监控系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种工程机械远程监控系统，涉及工程机械监控技术领域。该系统包括：服务器，接收监控终端发送的监控信息及GPS定位信息，解析、处理、存储并显示所述监控信息及GPS定位信息，以及向所述监控终端发送被监控的工程机械设备的设置信息；监控终端，置于被监控的工程机械设备上，通过CAN总线与所述被监控的工程机械设备的各仪表相连，采集所述被监控的工程机械设备的监控信息及GPS定位信息，并通过短信或GPRS将所述监控信息及GPS定位信息发送至所述服务器。本实用新型的系统在GSM信号盲区GPS监控终端信息不会丢失、定位精度高、安全性高，且检测速度快、实时性强、节约成本，方便工程人员操作，提高了设备的监控技术水平。

Description

工程机械远程监控系统
技术领域
本实用新型涉及工程机械设备监控技术领域，尤其涉及一种工程机械远程监控系统。
背景技术
随着我国经济的发展，机械制造业和公路交通运输业发展迅猛，对机械设备控制技术和设备的需求与日俱增，机械设备的远程监控技术也随之得到快速发展。
目前，对工程机械工作状态的监控已成为国内外控制领域研究的热点课题。施工车辆的不合理组合、售后服务缺少客观数据以及维修不及时等都给施工用户带来了不少的麻烦。在工程机械制造厂推行银行按揭销售、工程机械租赁公司租赁车辆等过程中，不同程度地遇到市场的欺诈行为，为了降低金融危险，具备工程机械车辆的远程监控能力已成为工程机械制造厂、租赁公司和银行的迫切需要。
现有的工程机械监控系统一般都是基于全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)卫星定位、以及全球移动通信系统(GlobalSystem of Mobile Communication，GSM)/通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，GPRS)无线通信技术的监控系统。远程GPS监控终端通过GSM/GPRS网络，将被监控工程机械设备的经纬度、速度、卫星时间、工作状态等数据发送至中心监控服务器，再由服务器对数据进行处理，便可得到被监控工程机械所在的精确位置、工作状态等各种参数信息。
但是，传统设备监控数据的传输容易受到外界无线电信号的干扰，成本高，可靠性差。单一的GPRS通信方式导致在信号质量不好的区域，GPS监控终端将丢失信息；且普通的定位模块定位精度不够高，在GPS信号不好的情况下被监控工程机械的地理位置会出现严重的漂移；另外，防拆性能不够稳定，在进行远程锁车后，人为拆卸GPS之后，该机械仍可以继续正常工作。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种在GSM信号盲区GPS监控终端信息不会丢失、定位精度高、安全性高的工程机械远程监控系统。
(二)技术方案
为解决上述问题，本实用新型提供了一种工程机械远程监控系统，该系统包括：服务器，接收监控终端发送的监控信息及GPS定位信息，解析、处理、存储并显示所述监控信息及GPS定位信息，以及向所述监控终端发送被监控的工程机械设备的设置信息；监控终端，置于被监控的工程机械设备上，通过CAN总线与所述被监控的工程机械设备的各仪表相连，采集所述被监控的工程机械设备的监控信息及GPS定位信息，并通过短信或GPRS将所述监控信息及GPS定位信息发送至所述服务器。
其中，所述监控终端进一步包括：处理器，用于将来自各模块的监控信息发送至所述服务器，以及根据所述服务器发送的设置信息控制所述被监控的工程机械设备；GPS模块，与所述处理器相连，用于实时定位监控终端，并将监控终端的GPS方位坐标以及GPS卫星时间发送至所述处理器；CAN采集模块，与所述处理器相连，且通过CAN总线与被监控的工程机械设备的各仪表相连，用于采集所述被监控的工程机械设备的工作状态信息及各仪表的设置参数，并将采集到的信息发送至所述处理器；GSM/GPRS模块，与所述处理器相连，用于通过短信或GPRS的方式实现所述处理器与所述服务器之间的通信。
其中，所述监控终端还包括：供电电源，与被监控的工程机械设备的电瓶相连，将所述电瓶的电供给监控终端的各组成部分；备用电源，在被监控的工程机械设备的电瓶关闭时，为监控终端各组成部分供电。
其中，所述监控终端还包括：模拟量采集器，与所述处理器相连，用于采集所述被监控的工程机械设备的电瓶电压、中心点电压以及所述备用电源电压，并将采集到的信息发送至所述处理器。
其中，所述监控终端还包括：开关量采集器，与所述处理器相连，采集监控终端各组成部分的状态信息，根据所述状态信息判断相应部分是否异常，并将判断结果发送至所述处理器。
其中，所述处理器包括：锁车单元，用于根据所述服务器发送的设置信息中的锁定级别、以及锁定条件对所述被监控的工程机械设备进行锁车；电子围栏单元，用于根据所述服务器发送的设置信息中的移动范围监控所述被监控的工程机械设备的移动范围，并在超出所述移动范围时向所述服务器发送报警信息。
其中，所述处理器为LPC2387处理器。
(三)有益效果
本实用新型的系统具有强适应性、多功能和高稳定性特点，极大满足了工程机械行业对工程机械车辆远程监控的需求。采用短信与GPRS两种通讯方式，在GSM信号盲区GPS监控终端信息不会丢失、定位精度高、安全性高，且检测速度快、实时性强、节约成本，方便工程人员操作，提高了设备的监控技术水平。
本实用新型的系统具有以下优点：
1、便于部署和使用：监测方式采用B/S架构，只需在一台服务器上部署，便于维护；无论在任何地点，任何时间上网，均可使用该远程监控系统系统。
2、监控设备状态详细：重要参数基本全部纳入监测范围，可随时查询所监控设备是否是开机状态，以及燃油量、水温、工作模式、发动机转速、液压油温、电池电压、工作小时等。
3、可醒目地提示报警信息：如开盒、线束断开、电瓶断开、越界、液压油低位、液压油污、瞬时增力等，方便在出现异常情况下，快速处理。
4、控制灵活：不仅可以锁车，还可以进行位置锁车。锁车分三个等级：立刻关机、正常关机后无法开机、减缓运行效率。
5、显示直观：采用电子地图方式，查看位置，可查看所监控设备在某一段时间的运行轨迹。
6、监控终端采用CAN总线与工程机械内部各种仪表通信，传输速率高，可靠性。
7、高环境适应性：通过42项环境适应性实验。
8、远程监控终端上装有备用电池，在被监控的工程机械设备的电瓶关闭时，为监控终端各组成部分提供备用电源，终端仍然可以采集设备的各种工作参数并上传到服务器上，以便相关的操作人员管理，并可在工程机械停止工作期间内，对工程机械进行维修，保养。
9、采用B/S架构设计，先由终端设备检测数据的采集，再通过GPRS网络进行数据交换。后台管理系统软件采用Microsoft SQLServer 2005和C#开发完成，实现了对被监控工程机械设备检测数据的存储、查询和管理。
附图说明
图1为依照本实用新型一种实施方式的工程机械远程监控系统的结构框图。
具体实施方式
本实用新型提出的工程机械远程监控系统，结合附图及实施例详细说明如下。
鉴于国内外工程机械对远程监控系统的功能需求，本实用新型提供了一种集GPS卫星定位技术、短信/GPRS无线通信技术、CAN总线控制技术、模拟量信息采集技术、防拆防盗锁车报警技术于一身的工程机械远程监控系统。
如图1所示，依照本实用新型一种实施方式的工程机械远程监控系统包括：
服务器，接收监控终端发送的监控信息及GPS定位信息，解析、处理、存储并显示监控信息及GPS定位信息，以及向监控终端发送被监控的工程机械设备的设置信息。
监控终端，置于被监控的工程机械设备上，通过CAN总线与被监控的工程机械设备的各仪表相连，采集被监控的工程机械设备的监控信息，并通过GPRS或短信将监控信息发送至服务器。
该监控终端进一步包括：
处理器，用于将来自各模块的监控信息(包括报警信息)发送至服务器，以及根据服务器发送的设置信息控制被监控的工程机械设备。优选地，本实施方式的处理器采用LPC2387处理器，该处理器具备处理数据速度快，整体功耗低，抗干扰能力强的特点。
GPS模块，与处理器相连，用于实时定位监控终端，并将监控终端的GPS方位坐标(经度、维度、方向、以及速度)以及GPS卫星时间发送至处理器，为处理器提供准确的时间信息，用于校正实时时钟RTC的时间，以保证唤醒时间间隔的正确性。同时，还将GPS模块的天线、信号情况及时反馈至处理器。
CAN采集模块，与处理器相连，且通过CAN总线与被监控的工程机械设备的各仪表相连，用于采集被监控的工程机械设备的工作状态信息及各仪表的设置参数，并将采集到的信息发送至处理器。
GSM/GPRS模块，与处理器相连，用于通过短信或GPRS的方式实现处理器与服务器之间的通信。监控终端向服务器发送数据采用GPRS以及短信两种方式，首选GPRS方式，当GPRS信号不好时，使用短信方式；服务器向终端发送数据优选地只采用短信方式。采用短信与GPRS两种通讯方式，使得在GSM信号盲区GPS监控终端信息不会丢失、定位精度高、且安全性高。信号盲区GPS监控终端信息不会丢失：对于GPS终端在信号盲区的情况，本系统自动判断通信模块的信号强度，在网络信号强度较弱或无信号时通过GSM网络用短信形式发送，信号强时通过GPRS网络传输信息。定位精度高：对于GPS地理位置漂移的情况，监控终端通过多次数据采集，利用特定的算法对错误数据进行删选，选择出误差最小的数据，作为本次地理位置信息。安全性高：为加强GPS终端的可靠性和增强防拆性能，远程锁车为多级别锁车模式，可实现GPS直接锁车，并实现GPS终端和机器控制器联合控制锁车，可通过机器显示屏方便的显示锁车信息、锁定的转速等一系列通过CAN采集模块采集到的数据
供电电源，与被监控的工程机械设备的电瓶相连，将电瓶的电供给监控终端的各组成部分。
备用电源，在被监控的工程机械设备的电瓶关闭时，为监控终端各组成部分提供备用电源，在被监控的工程机械设备的电瓶关闭时，为监控终端各组成部分供电，终端仍然可以采集工程机械设备的各种参数、工作状态、时间、位置等信息，方便操作人员管理信息，可以在工程机械停止工作的时候，对工程机械进行维修，保养。
模拟量采集器，与处理器相连，用于采集被监控的工程机械设备的电瓶电压、中心点电压以及监控终端的备用电源电压，通过高精度A/D芯片，将采集到的信息发送至处理器。
开关量采集器，与处理器相连，采集监控终端各组成部分的状态信息，包括终端的安装情况、线束与工程机械设备的连接情况、发电机等等一系列信息，根据该状态信息判断相应部分是否异常，并将判断结果发送至处理器，由处理器发送至服务器。
监控终端还可完成以下功能：
工作量统计：将工程机械设备每天的工作时间，进行实时累加，形成日工作时间，每天的工作时间累加，形成月工作时间，准确的统计出工程机械设备的工作时间。
唤醒功能：在工程机械处于关机的情况下，仍然对设备内的各种参数进行采集，并且每隔设定时间发送唤醒信息，能让监控人员在机械不工作的情况下也能监控到机械的各种状态。利用后备电源在设备电瓶完全断开的情况下，终端可以工作10个小时。
监控终端还包括：
锁车单元，用于根据服务器发送的设置信息中的锁定级别、以及锁定条件对被监控的工程机械设备进行锁车。
服务器所设置的锁定级别以及锁定条件如下：
三个锁定级别：一级锁车，二级锁车，三级锁车。一级锁车：当设备停机后，无法再次启动。二级锁车：当设备停机后，再次可以启动，每间隔2-5分钟，会自动熄火。三级锁车：设备立刻熄火停车。锁车级别下，还可以设置条件锁车，包括累计工时锁车，指定年月日锁车，开防护盖锁车等条件锁车。条件锁车具体包括：立刻锁车，或者解锁。当达到累计工作小时数时锁车。当到达某个设定日期时锁车。开防护盖，拆GSM/GPRS天线，拆GPS天线时锁车。
电子围栏单元，用于根据服务器发送的设置信息中的移动范围监控所述被监控的工程机械设备的移动范围，并在超出该移动范围时向服务器发送报警信息，以提醒管理人员工程机械设备越界报警。
服务器对被监控的工程机械设备的经纬度、速度、卫星时间、工作状态等数据进行处理，便可获得监控终端的精确位置信息、工作状态等各种参数信息，将所有信息存储在数据库中，用户可以随时查看，并将用于控制的设置信息发送给监控终端。还提供被监控的工程机械设备状态的实时查询，采用电子地图方式查看位置(可以查看监控在某一段时间的运行轨迹)，还包括显示是否处于开机状态、燃油量、水温、工作模式、发动机转速、液压油温、电池电压、工作小时等重要参数的现实查询。提示报警信息，如开盒、线束断开、电瓶断开、越界、液压油低位、液压油污、瞬时增力等，方便在出现异常情况下，快速处理。服务器还具有回叫功能，通过向监控终端发送回叫设置信息，查看来自监控终端最新的被监控工程机械设备的锁车信息，通过向监控终端发送回叫参数信息，查看来自监控终端最新的被监控工程机械设备的设备参数信息。
本实用新型的上述系统采用浏览器/服务器(Browser/Server，B/S)模式设计，先由监控终端进行数据的采集，再通过GPRS/GSM网络进行数据交换。服务器后台管理系统软件优选地采用Microsoft SQLServer 2005和C#开发完成，实现了对工程机械设备检测数据的存储、查询和管理。该系统具有检测速度快、实时性强、成本低等优点，，方便工程人员的操作，提高了工程机械设备的监控技术水平。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种工程机械远程监控系统，其特征在于，该系统包括：
服务器，接收监控终端发送的监控信息及GPS定位信息，解析、处理、存储并显示所述监控信息及GPS定位信息，以及向所述监控终端发送被监控的工程机械设备的设置信息；
监控终端，置于被监控的工程机械设备上，通过CAN总线与所述被监控的工程机械设备的各仪表相连，采集所述被监控的工程机械设备的监控信息及GPS定位信息，并通过短信或GPRS将所述监控信息及GPS定位信息发送至所述服务器。
2.如权利要求1所述的工程机械远程监控系统，其特征在于，所述监控终端进一步包括：
处理器，用于将来自各模块的监控信息发送至所述服务器，以及根据所述服务器发送的设置信息控制所述被监控的工程机械设备；
GPS模块，与所述处理器相连，用于实时定位监控终端，并将监控终端的GPS方位坐标以及GPS卫星时间发送至所述处理器；
CAN采集模块，与所述处理器相连，且通过CAN总线与被监控的工程机械设备的各仪表相连，用于采集所述被监控的工程机械设备的工作状态信息及各仪表的设置参数，并将采集到的信息发送至所述处理器；
GSM/GPRS模块，与所述处理器相连，用于通过短信或GPRS的方式实现所述处理器与所述服务器之间的通信。
3.如权利要求2所述的工程机械远程监控系统，其特征在于，所述监控终端还包括：
供电电源，与被监控的工程机械设备的电瓶相连，将所述电瓶的电供给监控终端的各组成部分；
备用电源，在被监控的工程机械设备的电瓶关闭时，为监控终端各组成部分供电。
4.如权利要求3所述的工程机械远程监控系统，其特征在于，所述监控终端还包括：
模拟量采集器，与所述处理器相连，用于采集所述被监控的工程机械设备的电瓶电压、中心点电压以及所述备用电源电压，并将采集到的信息发送至所述处理器。
5.如权利要求4所述的工程机械远程监控系统，其特征在于，所述监控终端还包括：
开关量采集器，与所述处理器相连，采集监控终端各组成部分的状态信息，根据所述状态信息判断相应部分是否异常，并将判断结果发送至所述处理器。
6.如权利要求2所述的工程机械远程监控系统，其特征在于，所述处理器包括：
锁车单元，用于根据所述服务器发送的设置信息中的锁定级别、以及锁定条件对所述被监控的工程机械设备进行锁车；
电子围栏单元，用于根据所述服务器发送的设置信息中的移动范围监控所述被监控的工程机械设备的移动范围，并在超出所述移动范围时向所述服务器发送报警信息。
7.如权利要求2-6任一项所述的工程机械远程监控系统，其特征在于，所述处理器为LPC2387处理器。
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