[发明专利]工程机械机载远程数据采集装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种通信技术领域的数据采集装置与方法，具体是一种工程机械机载远程数据采集装置与方法。

背景技术

随着无线移动通信网络的蓬勃发展，基于移动通信网络的远程监控技术也得到越来越多的应用，工程机械远程监控系统可以远离现场对分布在全国(全球)的工程机械，在监控中心集中远程监控、故障预测预测预警、故障诊断、远程管理等，成为了研究与应用的热点。工程机械远程监控系统需要实时监控工程机械设备的工作性能状况信息与工作GPS(全球定位系统)地理位置信息，以便了解工程机械设备的工作位置分布情况，以及预测诊断设备故障，需要一个实现远程数据采集的机载装置，采集设备工作状态参数以及GPS位置参数，并能实时远程无线的传输到监控中心。随着基于CAN总线的控制系统在工程机械中的逐渐广泛应用，通过采集CAN总线数据对工程机械的柴油机、液压系统、力矩限制器及其它工作状况进行实时监控，是一个非常有效可行的方法。

工程机械的工作状况参数如压力、流量、温度、负荷率、振动、噪声、风速、故障代码、GPS经纬度等，这些参数特性各异，有的变化快，有的变化慢，有的时而有时而无，针对不同信号特点，需要采用不同的数据采集周期；现有的工程监控系统通常采用同一采集周期的方式，对所有监控数据每个发送周期采集一次，这将导致变化快的信号有效特征数据缺失，而变化慢的数据却传输冗余；状态数据通常是基于时间变化的，为了准确分析设备状态，还需要知道每条数据的采用时间，因此，机载数据采集装置应当有计时模块，为实时监控数据提供时间标签，有的机载数据采集装置直接采用GPS模块提供的时间作为时间标签，GPS模块的接收到的日期与时钟是很精确的标准时间，但是GPS模块有时会出现接收不到卫星信号的情况，这就使得采用GPS模块授时时钟作为时间标签，不可靠，当接收不到有效GPS数据时，无法提供时间标签；工程机械停机过程中的运行状态数据，尤其是突然事故或故障导致停机的停机前运行状态数据非常重要，对事故鉴定对故障诊断分析都有很多参考价值，而现有的工程机械远程监控系统机载数据采集装置通常是随工程机械停机同时断电停机的，由于移动通信网络数据传输的延迟，这将导致上述停机过程的部分重要参数被中止传输而丢失，机载数据采集装置具有延时自断电功能是很有必要的。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利“具有多种数据采集方式的车载工程机械卫星定位通信终端”，申请号200610038337.7，该专利公开了一种具有多种数据采集方式的车载工程机械卫星定位通信终端：以微控制器51单片机为中心，针对不同工程机械设备采用CAN(控制器局域网)总线接口或RS232总线接口或开关量和模拟量输入接口获取工程机械的工作状态信息，通过GPS模块获取卫星定位信息，通过GSM(全球移动通信系统)模块与远程上位机进行数据通信。该技术存在以下不足：[1]只有1路CAN总线接口，无法满足很多工程机械双路CAN总线数据采集的需要；[2]有实时时钟芯片，却没有电池与充电电路，断电时，无法记录时间，重上电后，将会提供错误的时间标签；[3]采用单片机作为中央处理器，片上资源不够用，如串口不能满足需要，需要增加串口切换电路，内存不能满足需要，需要扩展了片外存储器，没有片内CAN总线控制器，需要外部扩展等，并且运行速度慢，无法实现多通道快速实时数据采集与分析；[4]采用上位机的控制命令控制其断电，而不是延时自断电，如果上位机未运行，将使其处于失控状态，浪费车载蓄电池的能量；[5]没有远程参数设置功能，可扩展性通用性差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种工程机械机载远程数据采集装置与方法，使其满足对工程机械工作状况和地理坐标信息远程无线实时监控的需要，并解决上述背景技术中的不足。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所涉及一种工程机械机载远程数据采集装置，包括：中央信号处理控制器、远程通讯模块、身份识别模块、GPS位置信息采集模块、两个CAN总线通信模块、实时时钟模块、电池与充电模块、静态数据存储模块、电源选择与自断电模块、电源管理与复位模块、编程调试模块、GPS天线、远程通讯天线；

所述的身份识别模块和远程通讯天线分别与远程通讯模块连接，远程通讯模块与中央信号处理控制器通过串口连接；身份识别模块为移动通信SIM卡，用于移动通讯的身份识别；

所述的中央信号处理控制器通过两个CAN总线接口分别与两个CAN总线通信模块连接，用于与工程机械设备的CAN总线通信；