專利名稱：工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種通信技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集裝置與方法，具體是一種工程機 械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置與方法。
背景技術(shù)：
隨著無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的蓬勃發(fā)展，基于移動通信網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)控技術(shù)也得 到越來越多的應(yīng)用，工程機械遠程監(jiān)控系統(tǒng)可以遠離現(xiàn)場對分布在全國(全球) 的工程機械，在監(jiān)控中心集中遠程監(jiān)控、故障預(yù)測預(yù)測預(yù)警、故障診斷、遠程管 理等，成為了研究與應(yīng)用的熱點。工程機械遠程監(jiān)控系統(tǒng)需要實時監(jiān)控工程機械 設(shè)備的工作性能狀況信息與工作GPS (全球定位系統(tǒng))地理位置信息，以便了解 工程機械設(shè)備的工作位置分布情況，以及預(yù)測診斷設(shè)備故障，需要一個實現(xiàn)遠程 數(shù)據(jù)采集的機載裝置，采集設(shè)備工作狀態(tài)參數(shù)以及GPS位置參數(shù)，并能實時遠程 無線的傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。隨著基于CAN總線的控制系統(tǒng)在工程機械中的逐漸廣泛 應(yīng)用，通過采集CAN總線數(shù)據(jù)對工程機械的柴油機、液壓系統(tǒng)、力矩限制器及其 它工作狀況進行實時監(jiān)控，是一個非常有效可行的方法。
工程機械的工作狀況參數(shù)如壓力、流量、溫度、負(fù)荷率、振動、噪聲、風(fēng)速、 故障代碼、GPS經(jīng)緯度等，這些參數(shù)特性各異，有的變化快，有的變化慢，有的 時而有時而無，針對不同信號特點，需要采用不同的數(shù)據(jù)采集周期；現(xiàn)有的工程 監(jiān)控系統(tǒng)通常采用同一采集周期的方式，對所有監(jiān)控數(shù)據(jù)每個發(fā)送周期采集一 次，這將導(dǎo)致變化快的信號有效特征數(shù)據(jù)缺失，而變化慢的數(shù)據(jù)卻傳輸冗余；狀 態(tài)數(shù)據(jù)通常是基于時間變化的，為了準(zhǔn)確分析設(shè)備狀態(tài)，還需要知道每條數(shù)據(jù)的 采用時間，因此，機載數(shù)據(jù)采集裝置應(yīng)當(dāng)有計時模塊，為實時監(jiān)控數(shù)據(jù)提供時間 標(biāo)簽，有的機載數(shù)據(jù)采集裝置直接采用GPS模塊提供的時間作為時間標(biāo)簽，GPS 模塊的接收到的日期與時鐘是很精確的標(biāo)準(zhǔn)時間，但是GPS模塊有時會出現(xiàn)接收 不到衛(wèi)星信號的情況，這就使得采用GPS模塊授時時鐘作為時間標(biāo)簽，不可靠，當(dāng)接收不到有效GPS數(shù)據(jù)時，無法提供時間標(biāo)簽；工程機械停機過程中的運行狀 態(tài)數(shù)據(jù)，尤其是突然事故或故障導(dǎo)致停機的停機前運行狀態(tài)數(shù)據(jù)非常重要，對事 故鑒定對故障診斷分析都有很多參考價值，而現(xiàn)有的工程機械遠程監(jiān)控系統(tǒng)機載 數(shù)據(jù)采集裝置通常是隨工程機械停機同時斷電停機的，由于移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳 輸?shù)难舆t，這將導(dǎo)致上述停機過程的部分重要參數(shù)被中止傳輸而丟失，機載數(shù)據(jù) 采集裝置具有延時自斷電功能是很有必要的。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利"具有多種數(shù)據(jù)采集方式的車載工程機械衛(wèi)星定位通信終端"，申請?zhí)?00610038337. 7，該專利公開了一種具 有多種數(shù)據(jù)采集方式的車載工程機械衛(wèi)星定位通信終端以微控制器51單片機 為中心，針對不同工程機械設(shè)備采用CAN (控制器局域網(wǎng))總線接口或RS232總 線接口或開關(guān)量和模擬量輸入接口獲取工程機械的工作狀態(tài)信息，通過GPS模塊 獲取衛(wèi)星定位信息，通過GSM (全球移動通信系統(tǒng))模塊與遠程上位機進行數(shù)據(jù) 通信。該技術(shù)存在以下不足[l]只有l(wèi)路CAN總線接口，無法滿足很多工程機 械雙路CAN總線數(shù)據(jù)采集的需要；[2]有實時時鐘芯片，卻沒有電池與充電電路， 斷電時，無法記錄時間，重上電后，將會提供錯誤的時間標(biāo)簽；[3]采用單片機 作為中央處理器，片上資源不夠用，如串口不能滿足需要，需要增加串口切換電 路，內(nèi)存不能滿足需要，需要擴展了片外存儲器，沒有片內(nèi)CAN總線控制器，需 要外部擴展等，并且運行速度慢，無法實現(xiàn)多通道快速實時數(shù)據(jù)采集與分析；[4] 采用上位機的控制命令控制其斷電，而不是延時自斷電，如果上位機未運行，將 使其處于失控狀態(tài)，浪費車載蓄電池的能量；[5]沒有遠程參數(shù)設(shè)置功能，可擴 展性通用性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采 集裝置與方法，使其滿足對工程機械工作狀況和地理坐標(biāo)信息遠程無線實時監(jiān)控 的需要，并解決上述背景技術(shù)中的不足。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明所涉及一種工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置，包括中央信號處理控 制器、遠程通訊模塊、身份識別模塊、GPS位置信息采集模塊、兩個CAN總線通 信模塊、實時時鐘模塊、電池與充電模塊、靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊、電源選擇與自斷電模塊、電源管理與復(fù)位模塊、編程調(diào)試模塊、GPS天線、遠程通訊天線；
所述的身份識別模塊和遠程通訊天線分別與遠程通訊模塊連接，遠程通訊模 塊與中央信號處理控制器通過串口連接；身份識別模塊為移動通信SIM卡，用于 移動通訊的身份識別；
所述的中央信號處理控制器通過兩個CAN總線接口分別與兩個CAN總線通信 模塊連接，用于與工程機械設(shè)備的CAN總線通信；
所述的GPS天線與GPS位置信息采集模塊連接，GPS位置信息采集模塊與中 央信號處理控制器通過串口連接；
所述的電池與充電模塊由可充電電池與充電電路組成，可充電電池與實時時 鐘模塊連接，在所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置斷電關(guān)機時，由可充電電 池給實時時鐘模塊供電，保證其準(zhǔn)確的計時，所述裝置上電后，充電電路可給可 充電電池充電，使可充電電池長期保持足夠的電壓。
所述的實時時鐘模塊，可以自動計時，并能提供包括年、月、日、小時、分 鐘、秒、星期等時間信息，該模塊與中央信號處理控制器通過I2C總線連接，用 于給實時采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)提供時間標(biāo)簽；
所述的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊，為掉電數(shù)據(jù)不丟失的數(shù)據(jù)存儲芯片，與中央信號 處理控制器通過I2C總線連接，用于存儲等服務(wù)器IP地址、模塊號、CANID號、 采集周期、發(fā)送周期等可配置的靜態(tài)參數(shù)；
所述的電源選擇與自斷電模塊，用于選擇所監(jiān)控的工程機械的車載蓄電池電 或系統(tǒng)電作為供電方式，實現(xiàn)當(dāng)所監(jiān)控的工程機械的系統(tǒng)開機時，裝置隨系統(tǒng)電 同時得電運行，當(dāng)系統(tǒng)停機時，裝置切換到車載蓄電池供電繼續(xù)正常工作，延時 一定時間后，再自動控制斷電；
所述的電源選擇與自斷電模塊，包括電源輸入接口、穩(wěn)壓電容、電源選擇繼 電器、快速回流二級管、繼電器控制三極管、系統(tǒng)電監(jiān)測光偶等；電源輸入接口 包括三個端子，分別接所監(jiān)控的工程機械的系統(tǒng)電、蓄電池電、地；系統(tǒng)電連接 到電源選擇繼電器的常閉觸點，蓄電池電連接到電源選擇繼電器的常開觸點，使 得默認(rèn)情況下，所述裝置的電源與蓄電池電斷開，所監(jiān)控的工程機械停機系統(tǒng)不 上電時，所述的裝置也是關(guān)機的，不會消耗蓄電池電；快速回流二級管與電源選 擇繼電器的線圈并聯(lián)，用于線圈放電，保護電路；繼電器控制三極管的基極由中央信號處理控制器控制，集電極與電源選擇繼電器的線圈一端連接，用于放大中 央信號處理控制器輸出的控制信號，中央信號處理控制器經(jīng)過繼電器控制三極管 控制電源選擇繼電器的線圈電壓，進而可以控制選擇常閉觸點或常開觸點，即自 由選擇系統(tǒng)電或蓄電池電給所述的裝置供電；系統(tǒng)電監(jiān)測光偶分別連接到中央信 號處理控制器與系統(tǒng)電輸入端子，中央信號處理控制器通過系統(tǒng)電監(jiān)測光偶實時 監(jiān)測系統(tǒng)電是否有電，進而監(jiān)控所監(jiān)控的工程機械的開機與停機狀態(tài)；穩(wěn)壓電容 正極接電源選擇繼電器的輸出端，負(fù)極接地，用于從系統(tǒng)電到蓄電池電切換時的 電壓緩沖，使電源選擇切換過程平滑，不影響所述裝置的內(nèi)部電路的正常工作。
所述的電源管理與復(fù)位模塊，與其它各模塊均有連接，用于從電源選擇與自 斷電模塊獲取電源，并轉(zhuǎn)化為其它各模塊所需要的工作電壓，以及給中央信號處 理控制器提供上電復(fù)位信號與看門狗復(fù)位信號。
所述的編程調(diào)試模塊與中央信號處理控制器連接,用于上位機對所述裝置的 編程與調(diào)試；編程調(diào)試模塊包括JTAG接口與串口， JTAG接口一端與中央信號處 理控制器的JTAG 口連接，另一端與上位機的仿真器連接，串口一端經(jīng)過 TTL/RS232電平轉(zhuǎn)換芯片與中央信號處理器的一個串口連接，另一端與上位機的 RS232串口連接；
所述的中央信號處理控制器可以是DSP (數(shù)字信號處理器)、ARM、單片機、 FPGA等微控制芯片；
所述的遠程通訊模塊可以是GSM-GPRS模塊或CDMA模塊或其它基于移動通信 網(wǎng)絡(luò)通訊的工業(yè)模塊。
所述遠程通訊天線為所述遠程通訊模塊對應(yīng)配套的天線。
電源選擇與自斷電模塊從所監(jiān)控的工程機械車載電源獲得電源，并把電傳給 電源管理與復(fù)位模塊，電源管理與復(fù)位模塊將電源轉(zhuǎn)化為其它各模塊需要的電平 給其它各模塊供電。所監(jiān)控的工程機械系統(tǒng)上電開機時，電源管理與復(fù)位模塊給 中央信號處理控制器提供上電復(fù)位信號，隨即中央信號處理控制器內(nèi)部程序自動 運行；按照事先編寫的數(shù)據(jù)采集程序，中央信號處理控制器通過I2C總線讀取靜 態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)的靜態(tài)參數(shù)，通過CAN總線接口由兩個CAN總線通訊模塊采集 所監(jiān)控工程機械的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過I2C總線讀取實時時鐘模塊的時間；GPS位置 信息采集模塊通過GPS天線，接收GPS定位衛(wèi)星的GPS定位數(shù)據(jù)與授時信號，并通過串口發(fā)送給中央信號處理控制器；中央信號處理控制器對采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù) 和GPS定位數(shù)據(jù)，以及時間數(shù)據(jù)，進行解析、壓縮、打包等預(yù)處理，再通過串口 將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程通訊模塊，遠程通訊模塊通過身份識別模塊和遠程 通訊天線與遠程監(jiān)控中心建立無線數(shù)據(jù)通信連接，并把從中央信號處理控制器接 收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控中心，實現(xiàn)實時遠程數(shù)據(jù)采集；此外，遠程通訊模塊 可以通過身份識別模塊與遠程通訊天線接收遠程監(jiān)控中心的控制命令，并通過串 口發(fā)送給中央信號處理控制器，中央信號處理控制器對控制命令解析，修改靜態(tài) 數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)的靜態(tài)參數(shù)，或經(jīng)過CAN總線通訊模塊發(fā)送控制數(shù)據(jù)到所監(jiān)控工 程機械的CAN總線，實現(xiàn)遠程控制。
所述裝置斷電關(guān)機后，電池與充電模塊的電池給實時時鐘模塊繼續(xù)供電，使 實時時鐘模塊的計時不中斷。
本發(fā)明涉及的一種工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集方法，包括如下步驟
第一步，設(shè)置一個發(fā)送周期；
第二步，為兩路CAN總線的狀態(tài)參數(shù)分別設(shè)置快速、中速、慢速三種數(shù)據(jù)采
集周期，每個狀態(tài)參數(shù)可以選擇其中一種采集周期；
第三步，為GPS定位數(shù)據(jù)采集設(shè)置一個GPS采集周期；
第四步，對每個狀態(tài)參數(shù)在其對應(yīng)的采集周期內(nèi)采集一條數(shù)據(jù)；
第五步，每個GPS采集周期通過GPS位置信息采集模塊采集一條GPS定位數(shù)
據(jù)與授時數(shù)據(jù)，同時授時數(shù)據(jù)對實時時鐘模塊的實時時鐘校正；
第六步，每個發(fā)送周期到了，從實時時鐘模塊讀取實時時鐘，作為時間標(biāo)簽；
然后，將第四步采集到的狀態(tài)參數(shù)與第五步采集到的GPS定位數(shù)據(jù)，以及時間標(biāo)
簽打成數(shù)據(jù)包，通過遠程通訊模塊，以移動通訊數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方式發(fā)送到遠程監(jiān)控中
心；
第七步，重復(fù)第四步到第六步，如果所監(jiān)控的工程機械系統(tǒng)停機，觸發(fā)中斷， 轉(zhuǎn)到第八步；
第八步，控制電源選擇與自斷電模塊，將供電電源從系統(tǒng)電切換到車載蓄電 池電；
第九步，延時2個發(fā)送周期；
第十步，控制電源選擇與自斷電模塊，將供電電源從車載蓄電池電切換到系統(tǒng)電；
第十一步，斷電關(guān)機，數(shù)據(jù)采集結(jié)束。
第二步所述的中速采集周期與第一步中所述的發(fā)送周期相同，中速采集周期 是快速采集周期的倍數(shù)，慢速采集周期為中速采集周期的倍數(shù)；兩路CAN總線的 三種采集周期分開獨立設(shè)置，這樣總共有6種可配置的數(shù)據(jù)采集周期，對不同狀 態(tài)參數(shù)，可以根據(jù)其信號特點配置為其中的一種采集周期；
第三步所述的GPS采集周期，為第一步所述的發(fā)送周期的倍數(shù)，可以根據(jù)工 程機械工作時移動很少的特點，將GPS采集周期設(shè)置為發(fā)送周期的10到100倍， 以減少數(shù)據(jù)傳輸量；
第四步，可以進一步包括，對采集到的CAN總線狀態(tài)數(shù)據(jù)的解析與編碼壓縮 等預(yù)處理；
第五步，還進一步包括判斷采集到的GPS數(shù)據(jù)與授時數(shù)據(jù)的有效性，如果 數(shù)據(jù)無效，則不發(fā)送也不對實時時鐘校正；
第六步所述的時間標(biāo)簽由實時時鐘模塊提供，每個發(fā)送周期讀取一次實時時 鐘模塊的時間作為數(shù)據(jù)包的時間標(biāo)簽，如果某個參數(shù)每個發(fā)送周期包含多個采集 周期采集到的數(shù)，則監(jiān)控中心服務(wù)器解析時，通過相應(yīng)采集周期計算出每個發(fā)送 周期中的多個數(shù)據(jù)的真實采集時間，而不需要給每一個數(shù)據(jù)加上一個時間標(biāo)簽。
第六步所述的移動通訊數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方式可以是GPRS或CDMA或3G等；
第八步到第十一步為延時自斷電過程，所述的延時自斷電，指所監(jiān)控的工程 機械系統(tǒng)停機時，所述的裝置并不馬上隨之關(guān)機，而是延時兩個發(fā)送周期，把最 后停機過程的數(shù)據(jù)都發(fā)送成功后，再自動控制斷電。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明所述裝置，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，可靠性高， 成本低，總硬件成本約600元，具有很高的兼容性與可擴展性；采用與所述裝置 配套使用的方法，可以適用對不同特征的信號的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸成本低且實 時性高，時間標(biāo)簽準(zhǔn)確且無遺漏，經(jīng)過GPS授時時鐘校正的實時時鐘誤差小于1 秒，具有很好的普適性、兼容性與易擴展性，能滿足基于CAN總線的各種工程機 械遠程監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)與GPS經(jīng)緯度數(shù)據(jù)采集的需要，為遠程實時監(jiān)控，故障 預(yù)測預(yù)防，故障診斷奠定了基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的電源選擇與自斷電模塊的組成原理圖3為本發(fā)明的一個實施例的電源管理與復(fù)位模塊的示意圖4為本發(fā)明所述方法的主程序流程圖
圖5為本發(fā)明所述方法的系統(tǒng)停機中斷程序流程圖
圖中標(biāo)號說明如下
電源選擇與自斷電模塊l、電源管理與復(fù)位模塊2、中央信號處理控制器3、CAN總線通信模塊4、 CAN總線通信模塊5、編程調(diào)試模塊6、靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊7、 實時時鐘模塊8、電池與充電模塊9、 GPS位置信息采集模塊IO、 GPS天線ll、遠程 通訊模塊12、遠程通訊天線13、身份識別模塊14;車載蓄電池20、系統(tǒng)電源開關(guān) 21、電源輸入接口22、電源選擇繼電器23、系統(tǒng)電監(jiān)測光偶24、穩(wěn)壓電容25、繼 電器控制三極管26、快速回流二級管27;LM2596-5 30、TPS767D318 31、SPX1117-33 32、 1N4148 33。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和應(yīng)用于一臺撫挖公司生產(chǎn)的QUY250A液壓履帶式起重機的遠 程監(jiān)控數(shù)據(jù)采集的具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù) 方案為前提下進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不 限于下述的實施例。
如圖1所示，本實施例所述的一種工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置，包括 電源選擇與自斷電模塊l、電源管理與復(fù)位模塊2、中央信號處理控制器3、 CAN 總線通信模塊4、 CAN總線通信模塊5、編程調(diào)試模塊6、靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊7、實 時時鐘模塊8、電池與充電模塊9、 GPS位置信息采集模塊IO、 GPS天線ll、遠程通 訊模塊12、遠程通訊天線13、身份識別模塊14;
電源選擇與自斷電模塊1與電源管理與復(fù)位模塊2連接，電源管理與復(fù)位模塊 2與其它各模塊連接，為其它各模塊提供所需的電源；中央信號處理控制器3通過 CAN總線接口分別與CAN總線通信模塊4和C緒總線通信模塊5連接；通過JTAG接口 及串口與編程調(diào)試模塊6連接；通過I2C總線分別與靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊7和實時時 鐘模塊8連接；通過串口分別與GPS位置信息采集模塊10和遠程通訊模塊12連接； 電池與充電模塊9與實時時鐘模塊8連接；GPS天線ll與GPS位置信息采集模塊lO
連接；遠程通訊天線13、身份識別模塊14分別與遠程通訊模塊12連接。
所述電源選擇與自斷電模塊l ，用于選擇所監(jiān)控的工程機械的車載蓄電池電 或系統(tǒng)電作為供電方式，默認(rèn)情況下選擇系統(tǒng)電，當(dāng)系統(tǒng)停機時，選擇車載蓄電 池供電，延時一定時間后，再切斷車載電池電，選擇系統(tǒng)電，實現(xiàn)延時自動控制 斷電；電源選擇與自斷電模塊l將電傳輸給電源管理與復(fù)位模塊2 ;
所述電源管理與復(fù)位模塊2，將來自電源選擇與自斷電模塊l的電源轉(zhuǎn)化為其 它各模塊需要的電平給其它各模塊供電；
所述編程調(diào)試模塊6，用于上位機對所述裝置的編程與調(diào)試；編程調(diào)試模塊 包括JTAG接口與串口， JTAG接口一端與中央信號處理控制器的JTAG口連接，另一 端與上位機的仿真器連接，串口一端經(jīng)過TTL/RS232電平轉(zhuǎn)換芯片與中央信號處 理器的一個串口連接，另一端與上位機的RS232串口連接；
所述CAN總線通信模塊4，與所述CAN總線通信模塊5，分別采集所監(jiān)控的工程 機械的兩路CAN總線上的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給中央信號處理控制器3;
所述靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊7，用于存儲等服務(wù)器IP地址、模塊號、CANID號、采 集周期、發(fā)送周期等可配置的靜態(tài)參數(shù)，中央信號處理控制器3可以通過I2C總線 對靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊7讀或?qū)懖僮鳎?br> 所述實時時鐘模塊8，可以自動計時，并能提供包括年、月、日、小時、分 鐘、秒、星期等時間信息，用于給實時采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)提供時間標(biāo)簽；
所述電池與充電模塊9，由可充電電池與充電電路組成，可充電電池與實時 時鐘模塊8連接，在所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置斷電關(guān)機時，由可充 電電池給實時時鐘模塊供電，保證其準(zhǔn)確的計時，所述裝置上電后，充電電路可 給可充電電池充電，使可充電電池長期保持足夠的電壓；
所述GPS位置信息采集模塊IO，通過所述GPS天線ll，接收來自GPS衛(wèi)星的GPS 定位數(shù)據(jù)和授時數(shù)據(jù)；在通過串口將數(shù)據(jù)傳輸給中央信號處理控制器3;
所述中央信號處理控制器3，按一定采集周期從CAN總線通信模塊4及CAN總線 通信模塊5接收狀態(tài)數(shù)據(jù)，從實時時鐘模塊8接收實時時鐘數(shù)據(jù)，以及從GPS位置 信息采集模塊10接收GPS定位數(shù)據(jù)和授時數(shù)據(jù)；
所述遠程通訊模塊12，通過所述遠程通訊天線13及所述身份識別模塊14，與 遠程監(jiān)控中心建立無線數(shù)據(jù)通信連接，并把從中央信號處理控制器3接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控中心，實現(xiàn)實時遠程數(shù)據(jù)采集；中央信號處理控制器3對采集 到的狀態(tài)數(shù)據(jù)和GPS定位數(shù)據(jù)，以及時間數(shù)據(jù)，進行解析、壓縮、打包等預(yù)處理， 再通過串口將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程通訊模塊12;
此外，遠程通訊模塊12可以通過身份識別模塊14與遠程通訊天線13接收 遠程監(jiān)控中心的控制命令，并通過串口發(fā)送給中央信號處理控制器3，中央信號 處理控制器3對控制命令解析，修改靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊7內(nèi)的靜態(tài)參數(shù)，或經(jīng)過 CAN總線通信模塊4或CAN總線通信模塊5發(fā)送控制數(shù)據(jù)到所監(jiān)控工程機械的CAN 總線，實現(xiàn)遠程控制。
本實施例中，中央信號處理控制器3為德州儀器公司的DSP微控制器，型號為 TMS320F2808; CAN總線通信模塊4和CAN總線通信模塊5為兩個周立功公司的高速 CAN隔離收發(fā)器CTM1050;靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊7、實時時鐘模塊8、電池與充電模塊 9為集成了三個模塊的深圳市興威帆電子技術(shù)有限公司生產(chǎn)的時鐘芯片 SD2201CLPI; GPS位置信息采集模塊10為美國Trimble公司的GPS導(dǎo)航和授時接收 器Copernicus GPS、遠程通訊模塊12為華為公司的GSM模塊GTM900、遠程通訊天 線13為GSM天線、身份識別模塊14為移動通信的SIM卡。
如圖2所示，電源選擇與自斷電模塊包括電源輸入接口22、電源選擇繼電器 23、系統(tǒng)電監(jiān)測光偶24、穩(wěn)壓電容25、繼電器控制三極管26、快速回流二級管27 等；電源輸入接口22包括三個端子，分別接所監(jiān)控的工程機械的系統(tǒng)電S+(100)、 蓄電池電B+(101)、地G-(102);系統(tǒng)電S+(100)為車載蓄電池20的正極(+)經(jīng)過系 統(tǒng)電源開關(guān)21后得到，當(dāng)系統(tǒng)電源開關(guān)21斷開時，系統(tǒng)電S+隨即斷電，蓄電池電 B+直接與車載蓄電池20的正極(+)連接，地G-與車載蓄電池20的負(fù)極(-)連接；系 統(tǒng)電S+連接到電源選擇繼電器23的常閉觸點104，蓄電池電B+連接到電源選擇繼 電器23的常開觸點103，使得默認(rèn)情況下，所述裝置的電源與蓄電池電B+斷開， 所監(jiān)控的工程機械停機系統(tǒng)不上電時，所述的裝置也是關(guān)機的，不會消耗車載蓄 電池20的電；快速回流二級管27與電源選擇繼電器23的線圈并聯(lián)，用于線圈放電， 保護電路；繼電器控制三極管26的基極111由中央信號處理控制器3控制，集電極 110與電源選擇繼電器23的線圈一端106連接，用于放大中央信號處理控制器3輸 出的控制信號，中央信號處理控制器3經(jīng)過繼電器控制三極管26控制電源選擇繼 電器23的線圈電壓，進而可以控制選擇常閉觸點104或常開觸點103，即自由選擇系統(tǒng)電S+或蓄電池電B+給所述的裝置供電；系統(tǒng)電監(jiān)測光偶24分別連接到中央信 號處理控制器3與系統(tǒng)電S+輸入端子，中央信號處理控制器3通過系統(tǒng)電監(jiān)測光偶 24實時監(jiān)測系統(tǒng)電是否有電，進而監(jiān)控工程機械設(shè)備的開機與停機狀態(tài)；穩(wěn)壓電容25正極(+)接電源選擇繼電器23的輸出端105，負(fù)極(-)接地，用于從系統(tǒng)電到 蓄電池電切換時的電壓緩沖，使電源選擇切換過程平滑，不影響所述裝置的內(nèi)部 電路的正常工作。本實施例中，所述的電源選擇繼電器23為西門子公司的 G6B-2114P-US，系統(tǒng)電監(jiān)測光偶24為TLP521-1，穩(wěn)壓電容25為35V1000uF的電解 電容，繼電器控制三極管26為NPN型三級管2N5551，快速回流二級管27為FR07。
如圖3所示，本實施例的電源管理與復(fù)位模塊包括LM2596-5(30)、 TPS767D318(31)、 SPX1117-33(32) 、 1N4148(33)等;整個裝置的內(nèi)部電路共地， 地線圖中未標(biāo)出；LM2596-5的輸入端201接電源選擇與自斷電模塊l的電源選擇繼 電器23的輸出端105; 24V的輸入直流電壓經(jīng)過LM2596-5壓降并穩(wěn)壓到5V; LM2596-5的5V輸出端203分別連接到TPS767D318的輸入端204、SPX1117-33的輸入 端205、 1N4148的輸入端206; TPS767D318有3個輸出端207輸出3. 3V用于提供中 央信號處理控制器3的DSPI0電，208輸出1.8V用于提供中央信號處理控制器3的 DSP核電，209輸出RST復(fù)位信號接到中央信號處理控制器3的RST復(fù)位引腳，用于 對系統(tǒng)上電復(fù)位與看門狗復(fù)位；SPX1117-33的輸出端210輸出3. 3V用于給GPS位置 信息采集模塊10提供工作電平；1N4148是硅二極管，導(dǎo)通時具有0.6-0.8V的正向 壓降，利用這個特性，5V正向通過1N4148輸出211約為4. 2V，用于給GSM模塊GTM900 供電；此外，LM2596-5輸出的5V電平還用于給時鐘芯片SD2201CLP (7、 8、 9)、 高速CAN隔離收發(fā)器CTM1050 (4、 5)供電。
所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置通過編程調(diào)試模塊6與上位機電腦連 接，軟件程序通過編程調(diào)試模塊6下載燒寫到中央信號處理控制器3 (TMS320F2808)中，并可以在線調(diào)試。
撫挖公司生產(chǎn)的QUY250A液壓履帶式起重機電控部分具有兩路獨立的CAN總 線，分別為柴油機與PLC主控制器間的CAN總線，記為CANA，以及力矩限制器的 CAN總線，記為CANB;上述的下載了軟件程序的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)釆集裝置 安裝在控制柜內(nèi)，CAN總線通信模塊4接到CANA， CAN總線通信模塊5接到CANB， GPS 天線由其磁鐵吸盤固定在駕駛室頂上，朝天放置，GSM天線吸在駕駛室內(nèi)壁上，
電源輸入接口22的系統(tǒng)電S+與接車載蓄電池20的正極(+)經(jīng)過系統(tǒng)電源開關(guān)21后 的系統(tǒng)電，地G-與任意電控系統(tǒng)的地線連接；如上安裝后，即可正常工作了。
下面以上述安裝的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置的遠程數(shù)據(jù)采集過程為實施例，進一步說明本發(fā)明的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集方法
采集的參數(shù)包括來自CANA的ID與對應(yīng)參數(shù)ID1 (柴油機總工作時間、柴 油機總工作轉(zhuǎn)數(shù))、ID2 (柴油機轉(zhuǎn)速)、ID3 (冷卻水溫、機油溫度)、ID4 (冷卻 水液位、機油壓力、機油液位)、ID5 (燃油液位、液壓油溫)、ID6 (伺服壓力、 主泵壓力)，ID7 (柴油機故障代碼)；來自CANB的參數(shù)ID8 (額定起重量、實際 起重量、負(fù)載率)、ID9 (主臂長度、主臂角度、工作半徑、起升高度)、ID10 (塔 臂長度、塔臂角度)、ID11 (風(fēng)速)、ID12 (力矩限制器故障代碼)；以及GPS經(jīng)緯 度數(shù)據(jù)；
本實施例設(shè)定發(fā)送周期為20秒，CANA與CANB采集周期設(shè)置為相同，中速采 集周期均為20秒，快速采集周期為5秒，慢速采集周期為60秒，GPS采集周期600 秒(即IO分鐘，發(fā)送周期的30倍)；
具體參數(shù)與對應(yīng)采集周期分配如下
CANA快速ID2 (柴油機轉(zhuǎn)速)；
CANA中速ID4 (冷卻水液位、機油壓力、機油液位)、ID5 (燃油液位、液 壓油溫)、ID6 (伺服壓力、主泵壓力)，ID7 (柴油機故障代碼)；
CANA慢速ID1 (柴油機總工作時間、柴油機總工作轉(zhuǎn)數(shù))、ID3 (冷卻水溫、 機油溫度)、
CANB快速ID8 (額定起重量、實際起重量、負(fù)載率)； CANB中速:ID11 (風(fēng)速)、ID12 (力矩限制器故障代碼); CANB慢速ID9 (主臂長度、主臂角度、工作半徑、起升高度)、ID10 (塔臂 長度、塔臂角度)；
上述ID號與周期以及對應(yīng)關(guān)系，都保存在時鐘芯片SD2201CLPI的靜態(tài)數(shù)據(jù)存 儲器7中。
上述的QUY250A液壓履帶式起重機開機，系統(tǒng)上電后，上述工程機械機載遠 程數(shù)據(jù)采集裝置也隨即上電開機，數(shù)據(jù)采集與遠程數(shù)據(jù)傳輸過程，如圖4所示， 包括以下步驟
1000. 起重機開機，系統(tǒng)電S+上電；
1001. 系統(tǒng)電S+通過電源選擇繼電器23的常閉觸點104，使裝置上電， TPS767D318的209輸出RST復(fù)位信號到中央信號處理控制器(DSP) 3的RST復(fù)位引 腳，使DSP上電復(fù)位，程序開始自動運行；
1002. 程序初始化與自檢；
1003. 讀靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器7的預(yù)設(shè)配置，并根據(jù)配置初始化CANA與CANB的郵 箱，以及中斷及設(shè)置發(fā)送周期、采集周期，以及GPS采集周期等；
1004. 讀靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器7中的遠程監(jiān)控中心服務(wù)器的IP地址與端口號，并 根據(jù)此IP地址與端口號，通過移動通訊模塊GTM900及GSM天線，經(jīng)過移動通訊網(wǎng) 絡(luò)與遠程監(jiān)控中心服務(wù)器建立數(shù)據(jù)通訊連接；
1005. 按上述設(shè)定的采集周期，每個ID號，每個對應(yīng)采集周期采集一條數(shù)據(jù)， 并保存到緩沖區(qū)，每個GPS周期采集一條GPS定位數(shù)據(jù)與授時數(shù)據(jù)，將GPS定位數(shù) 據(jù)保存到緩沖區(qū)，同時授時數(shù)據(jù)對時鐘芯片SD2201CLPI的實時時鐘模塊8的時間 進行重新設(shè)置與校正；
1006. 每秒判斷一次，發(fā)送周期是否到了？如果未到，轉(zhuǎn)到1005繼續(xù)采集； 如果發(fā)送周期到了，轉(zhuǎn)1007;
1007. 從時鐘芯片SD2201CLPI的實時時鐘模塊8讀取當(dāng)前實時時間；
1008. 將實時時間與本周期采集到的緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)打成一個數(shù)據(jù)包，通過 GPRS方式，發(fā)送到遠程監(jiān)控中心服務(wù)器；
1009. 清空緩沖區(qū)，復(fù)位發(fā)送周期，重新計時；
1010. 判斷系統(tǒng)是否停機標(biāo)記，如果沒有停機，轉(zhuǎn)到1005，繼續(xù)重復(fù)下一個 發(fā)送周期的數(shù)據(jù)采集，如果系統(tǒng)已經(jīng)停機，轉(zhuǎn)到1011;
1011. 控制電源選擇繼電器23的線圈，將觸點由常開端103切換到常閉端104， 即切斷蓄電池的供電，將供電電源從車載蓄電池電切換到系統(tǒng)電；
1012. 裝置斷電關(guān)機。
所述的步驟1005，還進一步包括判斷采集到的GPS數(shù)據(jù)與授時數(shù)據(jù)的有效 性，如果數(shù)據(jù)無效，則不發(fā)送也不對實時時鐘校正；
如圖5與圖4所示，當(dāng)起重機停機，上述裝置的延時自斷電過程，還進一步包 括如下步驟
2000. 起重機系統(tǒng)停機；
2001. 系統(tǒng)電S+斷開，系統(tǒng)電監(jiān)測光偶24監(jiān)測到系統(tǒng)電從高電平降為低電平， 觸發(fā)外部中斷程序；
2002. 中斷程序中，立即控制電源選擇繼電器23的線圈，將觸點由常閉端104 切換到常開端103，將供電電源從系統(tǒng)電切換到車載蓄電池電，由于穩(wěn)壓電容25 的緩沖作用，電源選擇切換過程不會影響中央信號處理控制器3的程序連續(xù)運行；
2003. 將系統(tǒng)停機的標(biāo)志標(biāo)記為已經(jīng)停機；
2004. 退出中斷程序；
3000.延時，DSP的主程序繼續(xù)正常運行；當(dāng)執(zhí)行完步驟1009，即發(fā)送完最 后采集到的數(shù)據(jù)到遠程監(jiān)控中心服務(wù)器，轉(zhuǎn)到步驟1010;
1010. 判斷系統(tǒng)停機的標(biāo)志位，這時，判斷結(jié)果為已經(jīng)停機，所以轉(zhuǎn)到步驟
1011;
1011. 控制電源選擇繼電器23的線圈，將觸點由常開端103切換到常閉端104， 即切斷蓄電池的供電，將供電電源從車載蓄電池電切換到系統(tǒng)電；
1012. 裝置斷電關(guān)機。
上述步驟即為延時自斷電的過程，保證了對起重機從開機到停機的整個運行 過程的狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)的完全采集。
當(dāng)所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置接收到短信或GPRS方式發(fā)來的遠 程控制命令,包含CAN總線號、ID號、命令數(shù)據(jù)等信息，按照協(xié)議解析，以此ID 號，向CAN總線發(fā)送命令數(shù)據(jù)，如"ftRMS;RC;A;lFE:AFFFFlllllllllll*"，即向 CANA總線以ID號為1FE發(fā)送數(shù)據(jù)AFFFF11111111111;實現(xiàn)對CAN總線的遠程控制。
上述的CAN總線數(shù)據(jù)采集的ID號與相應(yīng)采集周期，以及GPS采集周期、發(fā)送周 期、遠程監(jiān)控中心服務(wù)器的IP地址與端口號等保存在時鐘芯片SD2201CLPI的靜態(tài) 數(shù)據(jù)存儲器7中，可以通過短信或GPRS方式遠程修改設(shè)置，滿足不同信號，不同 工程機械設(shè)備不同特征參數(shù)監(jiān)控的要求，使之具有很高的兼容性與易擴展性。
以上參照本發(fā)明的具體實施方式
的實施例描述了本發(fā)明，但并不是對本發(fā)明 的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員按照本發(fā)明的精神而所作的等同變化與修飾，都 屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置，包括中央信號處理控制器、遠程通訊模塊、身份識別模塊、GPS位置信息采集模塊、兩個CAN總線通信模塊、實時時鐘模塊、電池與充電模塊、靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊、電源選擇與自斷電模塊、電源管理與復(fù)位模塊、編程調(diào)試模塊、GPS天線、遠程通訊天線，其特征在于，所述的身份識別模塊和遠程通訊天線分別與遠程通訊模塊連接，遠程通訊模塊與中央信號處理控制器通過串口連接；所述的中央信號處理控制器通過兩個CAN總線接口分別與兩個CAN總線通信模塊連接，用于與工程機械設(shè)備的CAN總線通信；所述的GPS天線與GPS位置信息采集模塊連接，GPS位置信息采集模塊與中央信號處理控制器通過串口連接；所述的電池與充電模塊由可充電電池與充電電路組成，可充電電池與實時時鐘模塊連接，在所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置斷電關(guān)機時，由可充電電池給實時時鐘模塊供電，保證其準(zhǔn)確的計時，整個裝置上電后，充電電路給可充電電池充電，使可充電電池長期保持足夠的電壓；所述的實時時鐘模塊，能自動計時，并能提供包括年、月、日、小時、分鐘、秒、星期這些時間信息，該模塊與中央信號處理控制器通過I2C總線連接，用于給實時采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)提供時間標(biāo)簽；所述的靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊，為掉電數(shù)據(jù)不丟失的數(shù)據(jù)存儲芯片，與中央信號處理控制器通過I2C總線連接，用于存儲服務(wù)器IP地址、模塊號、CANID號、采集周期、發(fā)送周期這些可配置的靜態(tài)參數(shù)；所述的電源選擇與自斷電模塊，用于選擇所監(jiān)控的工程機械的車載蓄電池電或系統(tǒng)電作為供電方式，實現(xiàn)當(dāng)所監(jiān)控的工程機械的系統(tǒng)開機時，裝置隨系統(tǒng)電同時得電運行，當(dāng)系統(tǒng)停機時，裝置切換到車載蓄電池供電繼續(xù)正常工作，延時設(shè)定時間后，再自動控制斷電；所述的電源管理與復(fù)位模塊，與其它各模塊均有連接，用于從電源選擇與自斷電模塊獲取電源，并轉(zhuǎn)化為各模塊所需要的工作電壓，以及給中央信號處理控制器提供上電復(fù)位信號與看門狗復(fù)位信號；所述的編程調(diào)試模塊與中央信號處理控制器連接，用于上位機對整個裝置的編程與調(diào)試；上述電源選擇與自斷電模塊從所監(jiān)控的工程機械車載電源獲得電源，并把電傳給電源管理與復(fù)位模塊，電源管理與復(fù)位模塊將電源轉(zhuǎn)化為電平給各模塊供電，所監(jiān)控的工程機械系統(tǒng)上電開機時，電源管理與復(fù)位模塊給中央信號處理控制器提供上電復(fù)位信號，隨即中央信號處理控制器內(nèi)部程序自動運行，按照事先編寫的數(shù)據(jù)采集程序，中央信號處理控制器通過I2C總線讀取靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)的靜態(tài)參數(shù)，通過CAN總線接口由兩個CAN總線通訊模塊采集所監(jiān)控工程機械的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過I2C總線讀取實時時鐘模塊的時間，GPS位置信息采集模塊通過GPS天線，接收GPS定位衛(wèi)星的GPS定位數(shù)據(jù)與授時信號，并通過串口發(fā)送給中央信號處理控制器，中央信號處理控制器對采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)和GPS定位數(shù)據(jù)，以及時間數(shù)據(jù)，進行解析、壓縮、打包預(yù)處理，再通過串口將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程通訊模塊，遠程通訊模塊通過身份識別模塊和遠程通訊天線與遠程監(jiān)控中心建立無線數(shù)據(jù)通信連接，并把從中央信號處理控制器接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)控中心，實現(xiàn)實時遠程數(shù)據(jù)采集，遠程通訊模塊通過身份識別模塊與遠程通訊天線接收遠程監(jiān)控中心的控制命令，并通過串口發(fā)送給中央信號處理控制器，中央信號處理控制器對控制命令解析，修改靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)的靜態(tài)參數(shù)，或經(jīng)過CAN總線通訊模塊發(fā)送控制數(shù)據(jù)到所監(jiān)控工程機械的CAN總線，實現(xiàn)遠程控制，整個裝置斷電關(guān)機后，電池與充電模塊的電池給實時時鐘模塊繼續(xù)供電，使實時時鐘模塊的計時不中斷。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，所述的電源選擇與自斷電模塊包括電源輸入接口、穩(wěn)壓電容、電源選擇繼電器、快速回流二級管、繼電器控制三極管、系統(tǒng)電監(jiān)測光偶，其中所述電源輸入接口包括三個端子，分別接所監(jiān)控的工程機械的系統(tǒng)電、蓄電池電、地，系統(tǒng)電連接到電源選擇繼電器的常閉觸點，蓄電池電連接到電源選擇繼電器的常開觸點，使得默認(rèn)情況下，真?zhèn)€裝置的電源與蓄電池電斷開，所監(jiān)控的工程機械停機系統(tǒng)不上電時，整個裝置也是關(guān)機的；所述快速回流二級管與電源選擇繼電器的線圈并聯(lián)，用于線圈放電，保護電路；所述繼電器控制三極管的基極由中央信號處理控制器控制，集電極與電源選擇繼電器的線圈一端連接，用于放大中央信號處理控制器輸出的控制信號，中央 信號處理控制器經(jīng)過繼電器控制三極管控制電源選擇繼電器的線圈電壓，進而控 制選擇常閉觸點或常開觸點，即自由選擇系統(tǒng)電或蓄電池電給整個裝置供電；所述系統(tǒng)電監(jiān)測光偶分別連接到中央信號處理控制器與系統(tǒng)電輸入端子，中 央信號處理控制器通過系統(tǒng)電監(jiān)測光偶實時監(jiān)測系統(tǒng)電是否有電，進而監(jiān)控所監(jiān) 控的工程機械的開機與停機狀態(tài)；所述穩(wěn)壓電容正極接電源選擇繼電器的輸出端，負(fù)極接地，用于從系統(tǒng)電到 蓄電池電切換時的電壓緩沖，使電源選擇切換過程平滑，不影響整個裝置的內(nèi)部 電路的正常工作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置，其特征是，所 述編程調(diào)試模塊包括JTAG接口與串口 ， JTAG接口 一端與中央信號處理控制器的 JTAG 口連接，另一端與上位機的仿真器連接，串口一端經(jīng)過TTL/RS232電平轉(zhuǎn) 換芯片與中央信號處理器的一個串口連接，另一端與上位機的RS232串口連接。
4、 一種工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，包括如下步驟 第一步，設(shè)置一個發(fā)送周期；第二步，為兩路CAN總線的狀態(tài)參數(shù)分別設(shè)置快速、中速、慢速三種數(shù)據(jù)采集周期，每個狀態(tài)參數(shù)選擇其中一種采集周期；第三步，為GPS定位數(shù)據(jù)采集設(shè)置一個GPS采集周期；第四步，對每個狀態(tài)參數(shù)在其對應(yīng)的采集周期內(nèi)采集一條數(shù)據(jù)；第五步，每個GPS采集周期通過GPS位置信息采集模塊采集一條GPS定位數(shù)據(jù)與授時數(shù)據(jù)，同時授時數(shù)據(jù)對實時時鐘模塊的實時時鐘校正；第六步，每個發(fā)送周期到了，從實時時鐘模塊讀取實時時鐘，作為時間標(biāo)簽；然后，將第四步采集到的狀態(tài)參數(shù)與第五步采集到的GPS定位數(shù)據(jù)，以及時間標(biāo)簽打成數(shù)據(jù)包，通過遠程通訊模塊，以移動通訊數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方式發(fā)送到遠程監(jiān)控中心；第七步，重復(fù)第四步到第六步，如果所監(jiān)控的工程機械系統(tǒng)停機，觸發(fā)中斷， 轉(zhuǎn)到第八步；第八步，控制電源選擇與自斷電模塊，將供電電源從系統(tǒng)電切換到車載蓄電 池電；第九步，延時2個發(fā)送周期；第十步，控制電源選擇與自斷電模塊，將供電電源從車載蓄電池電切換到系 統(tǒng)電；第十一步，斷電關(guān)機，數(shù)據(jù)采集結(jié)束。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集方法，其特征是，第二 步中，所述的中速采集周期與第一步所述的發(fā)送周期相同，中速采集周期是快速 采集周期的倍數(shù)，慢速采集周期為中速采集周期的倍數(shù)，兩路CAN總線的三種采 集周期分開獨立設(shè)置，這樣總共有6種可配置的數(shù)據(jù)采集周期，根據(jù)其信號特點 配置為其中的一種采集周期。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集方法，其特征是，第 三步中，所述的GPS采集周期，為第一步所述的發(fā)送周期的倍數(shù)，將GPS采集周 期設(shè)置為發(fā)送周期的10到100倍。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集方法，其特征是，第 四步中，對采集到的CAN總線狀態(tài)數(shù)據(jù)的解析與編碼壓縮預(yù)處理。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集方法，其特征是，第六 步中，所述的時間標(biāo)簽由實時時鐘模塊提供，每個發(fā)送周期讀取一次實時時鐘模 塊的時間作為數(shù)據(jù)包的時間標(biāo)簽，如果某個參數(shù)每個發(fā)送周期包含多個采集周期 采集到的數(shù)，則監(jiān)控中心服務(wù)器解析時，通過相應(yīng)采集周期計算出每個發(fā)送周期 中的多個數(shù)據(jù)的真實采集時間。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集方法，其特征是，所述 第八步到第十一步為延時自斷電過程，所述的延時自斷電，指所監(jiān)控的工程機械 系統(tǒng)停機時，所述的裝置延時兩個發(fā)送周期，把最后停機過程的數(shù)據(jù)都發(fā)送成功 后，再自動控制斷電。
全文摘要
本發(fā)明公開一種工程機械機載遠程數(shù)據(jù)采集裝置與方法。所述裝置包括中央信號處理控制器、遠程通訊模塊、身份識別模塊、GPS位置信息采集模塊、兩個CAN總線通信模塊、實時時鐘模塊、電池與充電模塊、靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲模塊、電源選擇與自斷電模塊、電源管理與復(fù)位模塊、編程調(diào)試模塊等；所述方法包括具有一個發(fā)送周期與多種可配置且可選擇的采集周期，時間標(biāo)簽由實時時鐘模塊提供，實時時鐘模塊的實時時鐘由GPS授時時鐘校正，延時自斷電，GPS經(jīng)緯度信息采用獨立的較長的采集周期；本發(fā)明所述的裝置與方法具有很高的普適性、兼容性與易擴展性，能滿足基于CAN總線的各種工程機械遠程狀態(tài)數(shù)據(jù)采集的需要。
文檔編號G05B19/418GK101206478SQ200710172150
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者何創(chuàng)新, 劉成良, 李彥明, 楊海濱 申請人:上海交通大學(xué)