[发明专利]基于GPS/GIS的工程机械电子控制器及控制方法

摘要

本发明为基于GPS/GIS的工程机械电子控制器，CAN总线连接主控制器和显示控制器，主控制器有各继电器开关量输出模块和油门电机控制模块实时接收运行信号，控制设备运行。显示控制器有GPS/GIS无线通讯模块及键盘显示屏。控制方法为主控制器接收各工况参数，显示控制器向管理中心发送GPS/GIS和工况信息。当定位通讯异常报警。宽限时间内设备仍可工作，通讯恢复即解除报警。超期后一级锁车，发动机怠速运行。锁车期限内，与管理中心联系得密码解锁后设备恢复正常。超锁车期限二级锁车，全车断电断油，用户和管理中心联系，确认正常后发送密码，设备解锁恢复工作。本发明管理中心时刻掌握设备位置和工况，有效防止偷盗、破坏。

主权项

基于GPS/GIS的工程机械电子控制器的控制方法，所述基于GPS/GIS的工程机械电子控制器包括主控制器和显示控制器，二者通过CAN总线连接，主控制器的中心处理器连接主电源模块和看门狗存储模块，中心处理器的输出端连接继电器开关量输出模块、油门控制电路步进电机控制模块以及恒流输出电路模块；中心处理器的输入端连接输入检测模块、发动机转速测试模块和电阻型传感器模块；所述显示控制器的主控芯片连接电源模块、键盘、显示屏、看门狗模块和定位通讯模块，定位通讯模块为GPS/GIS定位的无线通讯模块，显示控制器经定位通讯模块与远程的管理中心无线连接；所述主控制器的输入检测模块为20～26路输入检测模块，检测工程机械的所有的开关信号及模拟信号；所述主控制器的电阻型传感器模块为6～10路电阻型传感器模块，输入工程机械中通过电流和电阻型传感器输入的模拟信号；本控制方法的特征在于主要使用步骤如下：Ⅰ、开机初始化显示控制器和主控制器接通各自的电源，显示控制器首先检测定位通讯模块与管理中心的通讯是否正常，如果正常，完成初始化；如果不正常，则显示无法操作且报警，此时主控制器只能控制工程机械发动机怠速运行；Ⅱ、正常开机运行完成初始化后，主控制器接收各检测模块发送的工程机械的工况参数，发送到显示控制器；显示控制器接收主控制器发送的工程机械的当前工况参数并在显示屏显示，其主控芯片经定位通讯模块通过无线通讯网络定时向管理中心发送本台工程机械当前的GPS/GIS地理位置和工况信息，管理中心远程监测工程机械的运行状态及地理位置，工程机械驾驶人员通过驾驶室操作杆控制本台工程机械运行；Ⅲ、自我诊断和自我保护显示控制器的主控芯片存储本设备的模拟量工况参数正常值和异常报警值，主控芯片接收主控制器采集的本工程机械当前工况参数数据，进行对比，判别工程机械的工作状态，当其中有相关数据异常、达到报警值，主控芯片启动报警电路，声光报警；同时根据报警种类，显示屏自动显示相关的应急处理措施；报警信息同时通过无线通信模块，经无线通讯网络发送至远程的管理中心；Ⅳ、管理中心的远程控制Ⅳ‑1、管理中心监测工程机械的地理位置和工况状态一旦工程机械正常开机运行，工程机械的显示控制器的主控芯片就通过定位通讯模块定时向远程的管理中心发送本台设备当前位置GPS/GIS信息和主要工况信息，和/或按管理中心指令要求即时回传当前位置信息；管理中心实时接收各台工程机械的回传的信息，对各设备进行定位和追踪，并监测各台工程机械的工作状态；管理中心根据每台工程机械唯一的编号存储其位置信息和工况状态记录；Ⅳ‑2、定位通讯异常报警当某台工程机械显示控制器的定位通讯模块不能与显示控制器的主控芯片正常交换数据时，主控芯片判断定位通讯模块异常，主控芯片指令报警电路启动、声光报警，此时工程机械仍可以正常工作；如果是定位通讯模块断电，显示控制器主控芯片自动切换连接备用电源，当电源模块恢复供电，主控芯片自动切换连接电源模块；如果在30～500分钟的设定宽限时间内，显示控制器的主控芯片收到该工程机械的定位通讯模块GPS/GIS的正常信息，主控芯片指令报警电路停止报警，显示控制器和主控制器恢复正常工作、该台设备正常运行；Ⅳ‑3、管理中心的远程锁车控制如果超出30～500分钟的给定宽限时间，显示控制器的主控芯片仍未收到该工程机械的定位通讯模块的正常信息，主控制器的中心处理器启动预存的一级锁车程序，中心处理器发送指令到显示控制器的主控芯片，主控芯片锁定显示屏、只显示提示输入解锁密码，报警电路继续报警；且主控制器中心处理器指令油门控制电路步进电机控制模块控制发动机转速为1300rpm，即怠速运行，显示控制器的其它操作指令失效，即该工程机械只能行走，无法进行带负荷运行操作；一级锁车后，在管理中心与用户协商设定的1～15天的锁车期限内，用户与管理中心联系说明现场情况、通讯异常原因，管理中心根据用户情况，若发生异常的理由正当，且定位通讯模块恢复正常工作，即给用户预设的解锁密码，解锁后该设备恢复正常运行；如果超过1～15天的锁车期限，该台设备的用户仍未与管理中心联系，同时管理中心也无法联系该用户，该台设备的主控制器的中心处理器启动预存的二级锁车程序，即发送指令到各输出继电器，该台设备全车断电断油，该设备无法操作也无法移动，中心处理器同时发送指令到显示控制器，使其报警电路发出二级声光报警，显示屏仍锁定于提示输入解锁密码；各数字仪表不再显示测试值，即使强行接通各电路，工程机械也无法行走和带负荷运行；用户和管理中心电话联系，现场工作人员正确回复管理中心的各项查询问题，管理中心确认该台设备恢复正常后，发送预设解锁，解锁密码给用户，由现场工作人员重新启动电子控制器，再通过显示控制器的键盘输入解锁密码，设备才能恢复正常工作状态，否则该台设备持续为二级锁车状态；Ⅴ、管理中心的维护提醒管理中心由计算机或人工根据所接收的某台工程机械的工况信息记录与该设备的工况条件比对，当到了维护保养时间，向该设备的显示控制器发送维护保养的提示信息，在显示屏显示。