CN202870589U

CN202870589U - 一种工程机械远程监控系统

Info

Publication number: CN202870589U
Application number: CN2012205182021U
Authority: CN
Inventors: 蔡运文; 陈从华; 姚亮; 吴振达; 黄运峰
Original assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Current assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-10-11

Abstract

本实用新型涉及工程机械设备监控技术领域。一种工程机械远程监控系统，包括：服务器和工程机械专用GPS终端，终端包括电源模块、基础平台电路和隔离平台电路，电源模块与基础平台电路电气连接，基础平台电路和隔离平台电路相连，基础平台电路包括移动通讯模块，与其连接的监测管理模块、开关信号检测模块、定位模块、防拆模块和输出控制模块，隔离平台电路包括辅助MCU最小系统电路、与其连接的通信接口模块、故障显示模块和模拟信号检测模块，隔离平台电路还包括电源隔离模块和串口信号隔离模块，电源隔离模块与串口信号隔离模块分别与移动通讯模块和辅助MCU最小系统电路电气连接。本实用新型安全、可靠、产品竞争力大大提高。

Description

一种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

随着中国社会主义市场经济的不断发展，工程机械配置市场化已成必然趋势，然而对工程机械的使用者来说，租赁使用比自己拥有产权实际上更加具有效率，而中国的工程机械租赁业尚处于起步阶段，租赁企业数量少且绝大部分为小型企业，尚无归口管理的部门，没有相应的行业准则和市场法规，多数处于无序竞争状态，企业的装备水平、管理水平、服务水平与发达国家的租赁企业相比有较大的差距。对于这种刚刚起步阶段的中国的工程机械租赁业来说，无论从设备制作商、代理商到融资机构，都希望能有一种有效的途径来管理租赁市场，从根本上解决这块市场的规范化问题。因此，工程机械远程智能监控GPS终端应运而生。

目前工程机械设备上增加远程智能监控设备的应用主要有两种方式，其一是由设备制造商安装，远程智能监控设备在其设备上属于标配件，该方式的优点是设备制造商参与运作，同时开放出相应的工况数据信息，加强了对工程机械设备的管控手段，当然，由于目前国内大部分工程机械制造商的核心器件，如市场上控制器的关键技术都属于购买的，控制器厂商考虑到控制的安全性，其通讯协议都不对外开放，因此导致了GPS厂商大都无法跟其控制器直接通讯，大部分是通过采集仪表的数据来获得；其缺点是标配产生的成本在转移到客户手上时产生了一些盈利空间，这些空间让很多代理商或者直接客户都无法接受，影响了该模式的推广。其二是代理商直接找GPS厂家安装设备，其优点是其叠加的成本大部分客户都能接受，而且代理商还有后期服务盈利的空间，适合代理商推广，其缺点是代理商后期接入，无法接入工程机械设备的控制器，在于后期的管控方面只适合于做一些简单的控制，往往在管控方面达不到预期效果。

早期的工程机械GPS终端大多采用现有市面上的GPS车载终端接入车上仪表实现部分仪表数据的采集，实现工程车数据采集，很少会有控制器厂家开放协议，实现对工程机械设备真正的控制，同时早起的工程机械GPS终端在防水，系统稳定性，防拆防盗，对外控制等工程机械应用特性上一直没有很好的解决。无法真正的满足工程机械市场的管控功能。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种工程机械远程监控系统,该系统包括服务器和工程机械专用的GPS终端，在管控上：该终端与工程机械控制器厂家合作，采集并上传工程机械设备的工况信息，提高产品竞争力；在防拆手段上:配备了GPS天线被拔出、电源线拔出、SIM卡拆除，外壳拆除或者通讯接口等防拆手段；在结构上：设备防护等级高达IP65，有效的解决了工程机械环境恶劣导致的水尘问题；在信号隔离上：对于与其他电器设备的连接处，增加了电源和串口信号隔离，避免工程机械上的电器设备互相串扰，提高系统稳定性。

通过该系统厂商可实时了解所售工程机械的工作状态和工作地点；厂商售后服务部门通过该系统可实现远程故障诊断、远程保养；厂家生产技术部门可通过该系统直接获取工程机械设备最原始的工作数据。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种工程机械远程监控系统，该系统包括：

服务器，接收工程机械专用GPS终端发送的监控信息及定位信息，解析、处理、存储并显示所述监控信息及定位信息，以及向所述工程机械专用GPS终端发送被监控的工程机械设备的设置信息；

工程机械专用GPS终端，包括电源模块、基础平台电路和隔离平台电路，所述电源模块与所述基础平台电路电气连接，所述基础平台电路和隔离平台电路电气连接，所述基础平台电路包括移动通讯模块，以及和移动通讯模块相连接的监测管理模块、开关信号检测模块、定位模块、防拆模块和输出控制模块，所述隔离平台电路包括辅助MCU最小系统电路、以及与辅助MCU最小系统电路相连接的通信接口模块、故障显示模块和模拟信号检测模块，所述隔离平台电路还包括电源隔离模块和串口信号隔离模块，所述电源隔离模块分别与移动通讯模块和辅助MCU最小系统电路电气连接，所述串口信号隔离模块分别与移动通讯模块和辅助MCU最小系统电路电气连接。

进一步的，所述电源模块用于为终端各个模块提供所需电源，该电源模块直接为基础平台电路中的各模块供电，该电源模块通过基础平台电路的控制实现对隔离平台电路中的各模块供电。

进一步的，所述移动通讯模块为GSM/GPRS双模式移动通讯模块、GSM/cdma2000双模式移动通讯模块、GSM/WCDMA双模式移动通讯模块或GSM/TD-SCDMA双模式移动通讯模块，该移动通讯模块采集开关信号检测模块、定位模块、防拆模块的各种状态信息数据，接收辅助MCU最小系统电路采集到的工程机械设备各种状态信息数据，将上述各种状态信息数据发送到服务器，实现GPS终端和外部连接的服务器的无线通讯。

进一步的，所述的监测管理模块用于监测和管理移动通信模块的工作状态。

进一步的，所述开关信号检测模块用于检测车钥匙等开关信号。

进一步的，所述定位模块包括GPS模块和北斗模块，所述定位模块用于实时获取工程机械设备地理位置信息。

进一步的，所述防拆模块包括中央处理器CPU，以及与所述中央处理器CPU相连接的天线检测电路、备用电源检测电路、SIM卡座防拆引脚状态检测电路、红外检测电路和通信接口拆除检测电路，所述中央处理器CPU还与所述移动通讯模块相连。

进一步的，所述的输出控制模块为一继电器装置，用于控制工程机械设备上的执行部件。

进一步的，所述的电源隔离模块是型号为B0505S系列的电源隔离芯片，该模块用于实现基础平台电路对隔离平台电路的电源管理，实现电源隔离功能。

进一步的，所述的串口信号隔离模块是型号为6N136芯片的串口信号隔离芯片，该模块用于实现基础平台电路与隔离平台电路的通信隔离和管理功能。

进一步的，所述辅助MCU最小系统电路用于接收来自各模块的监控信息，并控制所述被监控的工程机械设备。优选的，所述辅助MCU最小系统电路中的MCU采用STM32F2X型号处理器，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。

进一步的，所述故障显示模块包括LCD显示器、LED指示灯、或LED指示灯和数码显示管的组合，用于指示工程机械设备的故障信息。

进一步的，所述通信接口模块包括RS232接口、RS485接口、CAN总线接口，他们分别和工程机械设备上RS232/RS485/CAN总线控制器连接，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辅助MCU最小系统电路。

进一步的，所述模拟信号检测模块包括多个A/D采集接口，所述多个A/D采集接口分别和工程机械设备的各类传感器连接，用于采集如行驶状态、压力、排量、温度、电压、转速、油耗、熄火等模拟量，并将采集到的模拟量发送至所述辅助MCU最小系统电路。

进一步的，所述工程机械专用GPS终端还包括铝合金壳体，所述壳体包括终端本体和天线保护罩，所述天线保护罩固定于所述终端本体的后面板上，所述电源模块、移动通讯模块、监测管理模块、开关信号检测模块、定位模块、防拆模块、输出控制模块、辅助MCU最小系统电路、电源隔离模块、串口信号隔离模块和模拟信号检测模块均安装在终端本体内部，所述故障显示模块安装在终端本体前面板，所述故障显示模块与终端本体前面板的连接处设有玻璃胶，所述通信接口模块安装在终端本体后面板，所述通信接口模块与所述终端本体后面板上的连接接口处设有密封圈。

本实用新型的有益效果是：

1、本系统中的GPS终端能够实时采集并上传工程机械设备的工况信息，提高产品竞争力。GPS终端通过采集并上报工程机械设备的运行状态信息至控制服务器，工程机械设备厂商通过分析这些工程机械设备运行数据信息，可以帮助工程机械设备厂商改进产品性能，提高设备竞争力；

2、本系统中的GPS终端防拆手段更丰富，早期GPS终端防拆都是通过内部采用继电器常闭控制方式，或者车载设备某重要信号从GPS终端里走回路来实现防拆。本系统中的GPS终端通过与工程机械设备的仪表或者控制器的数据交互，丰富了设备防拆手段，目前有GPS天线被拔出、电源线拔出、SIM卡拆除，外壳拆除或者通讯接口等防拆手段；

3、本系统中的GPS终端隔离措施更完善。在GPS终端与工程机械设备接口设计方面，本GPS终端采用了完全隔离的设计方式，无论是通信接口、串口信号采集接口和继电器控制等方面，都加入了隔离措施；

4、本系统中的GPS终端防护等级更高。本GPS终端外壳材料采用铝合金，同时在各个结构件连接处都加入了防尘防水设计，设备防护等级达IP65；

5、本工程机械远程监控系统，其远程监控方式更丰富，更可靠。在远程控制业务上，用户一方面可以通过继电器直接控制工程机械的某执行部件；另一方面，用户也可以通过下发锁机指令的方式，通过与仪表或者控制器的指令交互，最终由控制器实现锁车功能；

6、厂商通过本工程机械远程监控系统可实时了解所售工程机械设备的工作状态和工作地点，对于恶意不还款的客户，可通过有效控制工程机械，保证按揭贷款或分期货款及时回收；厂商售后服务部门通过该系统可实现远程故障诊断、远程保养，提高售后服务效率，降低服务成本；厂商生产技术部门可通过该系统直接获取工程机械设备最原始的工作数据，有针对性进行技术改造，提升产品性能；

7.通过整合本工程机械远程监控系统和厂家其他内部管理系统，管理部门可实现对所售挖掘机的一体化管理。对于代理商而言，该系统保障了GPS终端的安全、缩短了服务相应时间、有利于代理商提升服务的水准。对于金融机构而言，该系统适应了银行贷款风险控制要求，为争取银行贷款支持提供了有利条件。对于最终购机者而言，可帮助购机者保护财产安全。

附图说明

图1为本实用新型一种工程机械远程监控系统的结构框图；

图2为本实用新型的工程机械专用GPS终端立体图；

图3为图2中的壳体的终端本体的主视图；

图4为图2中的壳体的终端本体的后视图；

图5为图2中的壳体的天线保护罩的立体图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参考图1所示,

一种工程机械远程监控系统，该系统包括：

一种工程机械专用GPS终端，包括电源模块、基础平台电路和隔离平台电路，所述电源模块与所述基础平台电路电气连接，所述基础平台电路和隔离平台电路电气连接，所述基础平台电路包括移动通讯模块，以及和移动通讯模块相连接的监测管理模块、开关信号检测模块、定位模块、防拆模块和输出控制模块，所述隔离平台电路包括辅助MCU最小系统电路、与辅助MCU最小系统电路相连接的通信接口模块、故障显示模块和模拟信号检测模块，所述隔离平台电路还包括电源隔离模块和串口信号隔离模块，所述电源隔离模块分别与移动通讯模块和辅助MCU最小系统电路电气连接，所述串口信号隔离模块分别与移动通讯模块和辅助MCU最小系统电路电气连接。

所述电源模块用于为终端各个模块提供所需电源，该电源模块直接为基础平台电路中的各模块供电，该电源模块通过基础平台电路的控制实现对隔离平台电路中的各模块供电管理。

所述移动通讯模块为GSM/GPRS双模式移动通讯模块、GSM/cdma2000双模式移动通讯模块、GSM/WCDMA双模式移动通讯模块或GSM/TD-SCDMA双模式移动通讯模块，该移动通讯模块采集开关信号检测模块、定位模块、防拆模块的各种状态信息数据，接收辅助MCU最小系统电路采集到的工程机械设备各种状态信息数据，将上述各种状态信息数据发送到服务器，实现GPS终端与外部连接的服务器的无线通讯。所述移动通讯模块首选GPRS或3G方式向服务器发送数据，当GPRS或3G信号不好时，使用GSM短信方式发送数据；服务器向移动通讯模块发送数据优选GSM短信方式。采用短信与GPRS或3G的通讯方式，使得在GSM信号盲区时GPS中的监控信息不会丢失，安全性高。所述移动通讯模块还用于将所述服务器发送的设置信息中的锁定指令传输至辅助MCU最小系统电路，再通过通信接口模块与被监控的工程机械设备上的仪表或控制器进行指令交互，实现对所述被监控的工程机械设备的远程锁车。

所述的监测管理模块用于监测和管理移动通信模块的工作状态。

所述开关信号检测模块用于采集工程机械设备的状态信息，包括终端线束与工程机械设备的连接情况、车钥匙等开关信号。

所述定位模块包括GPS模块和北斗模块，所述定位模块用于实时获取工程机械设备地理位置信息。对于GPS地理位置漂移的情况，通过多次数据采集，利用特定算法对错误数据进行筛选，选择出误差最小的数据，作为本次地理位置信息，定位精度高。

所述防拆模块包括中央处理器CPU，以及与所述中央处理器CPU相连接的天线检测电路、备用电源检测电路、SIM卡座防拆引脚状态检测电路、红外检测电路和通信接口拆除检测电路，所述中央处理器CPU还与所述移动通讯模块相连。防拆模块通过GPS天线检测电路实现GPS天线开路，短路检测，从而检测GPS天线被拔出信息；通过备用电池检测电路检测备用电池使用情况，从而检测电源线被非法拔出；通过SIM卡座防拆引脚状态检测电路检测SIM卡座上的防拆引脚状态，从而检测SIM卡拆除信息；通过红外检测电路检测外壳是否被拆除，从而实现外壳拆除信息检测，或者采用外壳防拆机械开关实现外壳防拆检测；通过接口拆除检测电路定义与终端通讯设备协议心跳实现通讯接口拆除检测，从而检测出通讯接口非法拆除信息。以上拆除信息均由防拆模块中央处理器CPU控制各检测电路进行实时检测，一旦防拆模块检测到任何非法拆除信息，则中央处理器CPU立刻将该报警信息通过移动通信模块向服务器上报。所述防拆模块加强了GPS终端的可靠性，安全性高。

所述的输出控制模块为一继电器装置，用于控制工程机械设备上的执行部件。例如终端用户可以直接通过该继电器装置实现直接锁车。

所述的电源隔离模块是型号为B0505S系列的电源隔离芯片，该电源隔离模块用于实现基础平台电路对隔离平台电路的电源管理，实现电源隔离功能。

所述的串口信号隔离模块是型号为6N136的串口信号隔离芯片，该串口信号隔离模块用于实现基础平台电路与隔离平台电路的通信管理，实现通信隔离功能。

所述辅助MCU最小系统电路用于接收来自各模块的监控信息，并控制所述被监控的工程机械设备。优选的，所述辅助MCU最小系统电路中的MCU采用STM32F2X型号处理器，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。

所述故障显示模块包括7段数码显示管和LED指示灯，用于指示工程机械设备的故障信息。

所述通信接口模块包括RS232接口、RS485接口和CAN总线接口，他们分别和工程机械设备上的RS232/RS485/CAN总线控制器连接，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辅助MCU最小系统电路。所述通信接口模块还包括移动通信模块的天线接口和定位模块的天线接口。

所述模拟信号检测模块包括至少多个A/D采集接口，所述多个A/D采集接口分别和工程机械设备的各类传感器连接，用于采集如行驶状态、压力、排量、温度、电压、转速、油耗、熄火等模拟量，并将采集到的模拟量发送至所述辅助MCU最小系统电路。

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，还包括显示是否处于开机状态、油燃量、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、越界、液压油地位、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GPS终端发送回叫设置信息，查看来自GPS最新的被监控工程机械设备的锁车信息，通过向GPS终端发送回叫参数信息，查看来自GPS终端最新的被监控工程机械设备的设备参数信息。

本实用新型采用浏览器/服务器（Browser/Server,B/S）模式设计，先由GPS终端进行数据的采集，再通过3G/GPRS/GSM网络进行数据交换。服务器后台管理系统专用监控终端软件实现了对工程机械设备检测数据的存储、查询和管理。

参考图2至图5所示，所述工程机械专用GPS终端还包括铝合金壳体，所述壳体包括终端本体1和天线保护罩2，所述天线保护罩2固定于所述终端本体1的后面板11上，所述电源模块、移动通讯模块、监测管理模块、开关信号检测模块、定位模块、防拆模块、输出控制模块、辅助MCU最小系统电路、电源隔离模块、串口信号隔离模块和模拟信号检测模块均安装在终端本体1内部，且所述定位模块和移动通讯模块的天线接口均设置在终端本体后面板11上，且定位模块与所述终端本体后面板11上的连接接口13处设有密封圈，所述移动通讯模块与所述终端本体后面板11上的连接接口14处设有密封圈。

所述故障显示模块3安装在终端本体前面板12，且该显示模块3与终端本体前面板12的连接处设有玻璃胶。

所述通信接口模块安装在终端本体后面板11，所述通信接口模块与所述终端本体后面板11上的连接接口15均处设有密封圈，所述终端本体1的上盖和下盖连接处也设置有密封圈。本工程机械专用GPS终端的防尘防水结构设计，使得设备防护等级高达IP65，有效的解决了工程机械环境恶劣导致的水尘问题。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims

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，接收工程机械专用GPS终端发送的监控信息及定位信息，解析、处理、存储并显示所述监控信息及定位信息，以及向所述工程机械专用GPS终端发送被监控的工程机械设备的设置信息；工程机械专用GPS终端，包括电源模块、基础平台电路和隔离平台电路，所述电源模块与所述基础平台电路电气连接，所述基础平台电路和隔离平台电路电气连接，所述基础平台电路包括移动通讯模块，以及和移动通讯模块相连接的监测管理模块、开关信号检测模块、定位模块、防拆模块和输出控制模块，所述隔离平台电路包括辅助MCU最小系统电路、以及与辅助MCU最小系统电路相连接的通信接口模块、故障显示模块和模拟信号检测模块，所述隔离平台电路还包括电源隔离模块和串口信号隔离模块，所述电源隔离模块分别与移动通讯模块和辅助MCU最小系统电路电气连接，所述串口信号隔离模块分别与移动通讯模块和辅助MCU最小系统电路电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种工程机械远程监控系统，其特征在于，所述移动通讯模块为GSM/GPRS双模式移动通讯模块、GSM/cdma2000双模式移动通讯模块、GSM/WCDMA双模式移动通讯模块或GSM/TD-SCDMA双模式移动通讯模块。

3.根据权利要求1所述的一种工程机械远程监控系统，其特征在于，所述定位模块包括GPS模块和北斗模块，所述定位模块用于实时获取工程机械设备地理位置信息。

4.根据权利要求1所述的一种工程机械远程监控系统，其特征在于，所述防拆模块包括中央处理器CPU，以及与所述中央处理器CPU相连接的天线检测电路、备用电源检测电路、SIM卡座防拆引脚状态检测电路、红外检测电路、通信接口拆除检测电路，所述中央处理器CPU还与所述移动通讯模块相连。

5.根据权利要求1所述的一种工程机械远程监控系统，其特征在于，所述的输出控制模块为一继电器装置，用于控制工程机械设备上的执行部件。

6.根据权利要求1所述的一种工程机械远程监控系统，其特征在于，所述辅助MCU最小系统电路用于接收来自各模块的监控信息，并控制所述被监控的工程机械设备。

7.根据权利要求1所述的一种工程机械远程监控系统，其特征在于，所述故障显示模块包括LCD显示器、LED指示灯、或LED指示灯和数码显示管的组合，用于指示工程机械设备的故障信息。

8.根据权利要求1所述的一种工程机械远程监控系统，其特征在于，所述通信接口模块包括RS232接口、RS485接口和CAN总线接口，他们分别和工程机械设备上的RS232/RS485/CAN总线控制器连接。

9.根据权利要求1所述的一种工程机械远程监控系统，其特征在于，所述模拟信号检测模块包括多个A/D采集接口，所述多个A/D采集接口分别和工程机械设备的各类传感器连接。

10.根据权利要求1所述的一种工程机械远程监控系统，其特征在于，所述工程机械专用GPS终端还包括铝合金壳体，所述壳体包括终端本体和天线保护罩，所述天线保护罩固定于所述终端本体的后面板上，所述电源模块、移动通讯模块、监测管理模块、开关信号检测模块、定位模块、防拆模块、输出控制模块、辅助MCU最小系统电路、电源隔离模块、串口信号隔离模块和模拟信号检测模块均安装在终端本体内部，所述故障显示模块安装在终端本体前面板，所述故障显示模块与终端本体前面板的连接处设有玻璃胶，所述通信接口模块安装在终端本体后面板，所述通信接口模块与所述终端本体后面板上的连接接口处设有密封圈。