工程机械租赁业发展和监控系统解决方案

1、工程机械监控系统解决方案一、工程机械开展趋势随着世界人口的增长，土地利用率的要求进一步提高，开展中国家 包括亚洲、拉美和 非洲大规模公路及其他公共设施的基建的规模也进一步扩大， 工程机械面临着前所未有的 开展机遇。在兴旺国家中，美国 80%以上的设备靠租赁得以流通使用，租赁总额高达2600亿美元，占全球租赁总额的 45%，市场渗透率高达 31.7%，而中国租赁的渗透率只有万分之三。我国施工工程机械的租赁业务是在 20 世纪 90 年代才出现的新生事物， 由于近年来国内 根底设施建设的蓬勃开展和工程机械市场的变化， 工程机械租赁业务得到了迅速的开展， 虽 尚处初级阶段，但其巨大的市场潜力，已深深

2、吸引了众多工程机械生产商和租赁业主。随着西电东送、 南水北调、 西部大开发、 城镇化建设的实施和推进，国内工程机械租赁 业开展良机正在到来。 国家建设急需的重大技术装备， 国内制造企业的新产品， 在未完善技 术之前先租出去试用， 在试用中进行考核和改良， 待技术完善之后再正式进入市场。 这样既 赢得了改善产品性能的时间，又赢得了占领市场的空间。业内人士认为， 工程机械租赁之所以能得到长足的开展， 是由于它有着充分的合理性和 必然性。 然而， 目前国内工程机械租赁市场还存在一些问题， 最大的问题是租赁机械进入现 场以后的责任问题， 现场如何管理， 现场的平安协议，租赁合同怎么搞，政府部门的协调以

3、 及行业协会的管理都尚不标准。对于施工工程车辆的管理， 确实是一个令租赁公司感到头 疼的问题。另一方面， 如果在监控技术上能有所突破， 使租赁公司能够随时监控到租借出去工程车 辆的状态， 就可以帮助租赁企业做好设备的管理工作。 出租后的车辆能否被合理使用？是否 按规定及时科学保养？车辆工作的时间段和累计工作时间是多少？完全了解这些类似信息 在没有工程机械远程监控系统前对于租赁公司是件非常困难的事情， 我们正是根据租赁公司 的这一市场需求，设计了新型智能化工程机械机群通讯与定位系统，该系统以基于 32 位嵌 入式微处理器的智能监控器为核心，通过扩展GPRS6线通讯模块和 GPS全球定位系统，实现

4、租赁车辆的远程监控功能。、系统解决方案智能化机群通讯与定位系统主要由各单机监控器以及中心控制台组成，如图1所示。图中每台车辆为一个移动终端， 配备有智能监控器。 监控器除了具有采集及显示本机状态信息， 还连接有GPS接收机图中用天线表示用以确定本机位置，同时配备GPRS无线调制解调器图中用 表示，根据系统的时钟定时向控制中心发送本机的地理和状态信息。GPRS模块还可以接收控制中心的加速、停车等命令。S1机群磁结构控制中心接入In ternet网络，通过TCP/IP协议接收各终端的信息，经数据处理，在电子地图上显示终端位置和运行情况。同时调用数据库进行优化计算，对移动车辆发送调度指示。三、系统结

5、构设计基于ARM勺工程机械控制器目前针对专门的装载机，考虑到装载机本身的输入输出参量比拟简单，所以设计中只在主系统的根底上，扩充了各种通讯接口和AD以及输入输出10。具体结构图2所示：E：控制器SB件结构系统主要由两大局部组成，其中ARM主系统配备16MFLASH储器，8M内存，直接扩充了 A/D、液晶屏、CAN总线、串行和 USB口。其中A/D和I/O可以直接采集系统外部的传感 器参量， I/O输出还可以控制简单的外部开关量。软件结构采用当今流行的免费实时操作系统mc/os-ll。该操作系统具有内核小、实时性强、稳定可靠等突出优点，非常适合在工程机械的现场恶劣条件下运行。四、系统功能监控器通

6、过实时采集系统的信息，在液晶屏上显示各种参数。应用程序还能针对信息进行故障诊断，当输入的参量处于非正常状态时，系统将会自动报警。为了进行机群控制，需 要了解各终端位置，因此系统连接了GPS全球定位系统模块，每秒接收地理位置信息,并定时通过GPRSI讯向控制中心发送本机信息，接受中心指令。 工程机械智能监控器具有以下功能：界面显示监控器的界面显示是其功能最重要的组成局部之一。 系统的各种参数必须通过显示界面 传递给操作人员。监控器界面共分为6大局部：标题栏、A/D状态栏，开关状态栏、错误代码栏、时间栏和保存栏。 其中标题局部显示当前机种和公司图标， A/D 状态栏以两种方式 进 度条和数值 显示

7、各传感器当前参数， 开关状态栏那么显示当前各种开关状态， 时间栏显示当 前时间。 当有错误或者参数超过规定限度时， 对应的图标会有闪动， 错误代码栏显示当前错 误类型。在GPS地理信息栏，系统会显示当前地理坐标，同时GPRS成功连接之后，也会在此位置有图标显示。-AD采集目前系统获得的参数主要为两类，即A/D采集和I/O采集量。其中8路模拟采集量通过系统的 8 路 A/D 通道进入系统。系统启动时，首先对 A/D 控制器进行初始化。初始化之后， 可以随时调用采集函数获得当前 A/D 通道的参量。通过时钟任务每隔一秒循环采集一次 8 路信号，每路信号连续采样 50 次后取平均值，根据相应的算法计

8、算出实际参数。IO 采集I/O 参量，将其写入一个 8I/O 采集同样根据时钟任务，每隔一秒循环采集一次所有的 位 2 进制数，它的每一位代表一路 I/O 通道。系统时钟任务在本系统中，操作系统的时钟任务起着非常重要的作用，主要在两方面：1 显示当前时间2 定时启动任务，各 I/O 、 A/D 采集均依赖该时钟，系统工作计时和脉冲测量同样依赖 于系统时钟。脉冲检测功能在本系统中， 车速传感器的输入信号是脉冲输入， 为了采集这一参量， 系统通过每秒采 集脉冲的个数， 得出脉冲的频率， 根据公式计算出当前车速。 所以脉冲检测需要根据时钟任 务记录每秒钟的脉冲数目。数据处理数据处理主要是将采集的 A

9、/D 和 I/O 参量通过简单计算与其上下限进行比照， 如果发生 错误那么在相应位置报警，同时送到存储函数入口，储存错误信息。串行口扫描任务因为控制器外围设备比拟多， 其中主要是串行口设备。 并且这些设备与控制器的通讯多 数是双向通讯， 也就是说不但需要监控器向这些设备发送控制信息， 还要实时的接收设备上 传的信息。 所以为了更好的进行通讯，需要专门开设任务，对各个串行口进行扫描，并且设 立专门的栈存储数据。 目前系统的串行口采用的是中断方式， 每当串行口有数据进入， 就会 产生一个系统中断。 在这个中断中， 系统会自动的将串行口的数据发送到串口缓冲区中。 串 行口扫描的主要任务就是将这些数据

10、从串口缓冲区中读出， 并且根据不同的设备执行相应的 任务。在本系统中，串行口0连接的是GPS莫块，串行口 1连接的是GPRS设备。 GPS定位功能利用系统中的GPS模块，可以实时的获取移动终端的地理位置信息。GPS模块与系统的串行口 1 连接，每秒钟向控制器发送信息。信息采用美国的 NMEA0183ASCII 码协议，该协 议为 NAEA 0183 20 版，内容包括终端的经纬度、速度以及当前星历等信息，信息是ASCII码，每秒钟向控制器发送字符串。 由于系统的串行口扫描程序不停的扫描串口， 所以当串行 口 1每次收到一个字符，都会调用 GPS数据处理程序。协议举例： $GPRMC,22544

11、6,A,4916.45,N,12311.12,W,000.5,054.7,191194,020.3,E*68根据此协议，我们可以提取串行口 0的GPS数据，其中主要是经度和纬度，并且储存到一个数组里，之后由 GPRS处理程序提取，经由GPRS模块发送出去。串口采用查询方式， 每 接收一个字符提取一次。 GPRS功能通过使用GPRS模块，我们可以和远程的控制中心通信。系统的GPRS模块在启动时自动连接固定 IP 地址的效劳器，连接上以后根据实时时钟每秒传送机体的数据。五、系统性能测试监控器从设计完成之后， 分别在几个工程机械大型公司进行了实际装机测试运行，最 终系统完整实现了 CAN总线接收、数据显示、GPS接收、GSM发送、接收和故障诊断等功能， 在摊铺机、压路机和装载机上稳定运行，成为智能化工程机械的重要组成局部。目前国内每台工程车辆终端可以