如何实现工程机械远程监控系统的设计

如何实现工程机械远程监控系统的设计

发表时间：2012-06-08T15:58:03.403Z 来源：《赤子》2012年第3期（下)供稿作者：陈英林

[导读] 随着科技的不断进步，工程机械设备的性能也在不断提高，这对工程机械故障的诊断工作提出了更高的要求。

陈英林（广西梧州制药（集团）股份有限公司，广西梧州 543002）

摘要：针对工程机械行业的信息化需求，结合各种信息技术，工程机械远程监控应运而生，本文就远程机械远程监控系统的技术方案设计和有待解决的问题谈几点笔者的看法。

关键词：工程机械；远程监控；系统；问题

随着科技的不断进步，工程机械设备的性能也在不断提高，这对工程机械故障的诊断工作提出了更高的要求。大量的事实证明，传统的现场诊断故障的方法已经无法适应市场的要求，所以工程机械远程监控系统势必会成为新的宠儿。下面笔者将通过介绍工程机械远程监控系统设计的背景和设计中要解决的问题，来谈谈如何实现工程机械远程监控系统的设计。

1 问题提出

工程机械是集多种技术于一体的工程施工装备，广泛应用于我国的各个建设行业。但是长期以来，工程机械的安全问题一直是施工过程中的一个重大隐患，机毁人亡的重大安全事故时有发生，所以预测和预警工程机械故障就成了目前工程机械设计中亟待解决的问题。

目前，国内工程机械设备的维修普遍是采用的由企业在当地设置的维修网点派出的维修人员进行现场维修的方式。这一方式由于资源分散、成本高、反应不够及时，大大降低了企业的投资回报效果，影响了企业的核心竞争力。

工程机械行业实现信息化正是解决以上问题的一个有效途径。工程机械远程监控系统可以实现工程机械管理模式的自动化、智能化和集成化，它的应用正是工程机械行业信息化的关键。工程机械远程监控系统主要由四部分组成：工程机械设备的监控装置、GPS卫星定位的信号接收装置、无线数据通讯系统和具备调度功能的监控中心。

进行工程机械远程监控系统设计，第一步就是要了解工程机械远程监控系统具体的工作程序。首先系统通过利用卫星定位、通信和计算机技术，对正在工作的工程机械的位置、运行状态和施工进度进行实时监控。然后系统将相关数据通过通信网络传输给工程机械服务的供应商和工程机械的使用者。再由监控服务中心向工程机械的使用者及工程机械提供状态监测、故障诊断和维修等服务。

2 远程机械远程监控系统的技术方案设计

工程机械远程监控系统主要由车载计算机及机械工作状态检测系统、GPS卫星定位信号接收装置、无线数据通讯系统和监控（调度）中心四部分组成。

2.1载计算机及机械工作状态检测系统。在工程机械上安装必要的传感器传感器把机械工作参数通过模/数转换器传给计算机系统使用的车载计算机采用16位单片机，减小了整个检测系统的体积．系统配备有液晶屏，可把机械工作参数显示给驾驶员．液晶屏和几个按键相配台可实现人机交互．驾驶员可把施工中遇到的问题或发现的故障现象告诉监控中心，以便得到必要的指导和服务。

2.2 GPS卫星定位信号接收装置。工程机械上GPS定位信号接收装置收到卫星信号后，自动计算出机械所在处的经纬度，系统使用的12通道接收器的定位误差小于100m，基本可满足对工程机械位置的需要，高精度GPS系统定位精度可以达到厘米级，可满足控制工程机械工作装置的需要。

2.3无线数据通讯系统。由于监控对象在不停地移动中，车载计算机只能通过无线通讯系统，才能把检测数据和位置信息传输到监控中心，通信系统可采用三种方案：（1）卫星移动通信系统；（2）GSM（手机）移动通信系统；（3）短波通信方式。

2.4监控（调度）中心。监控中心是整个监控系统运行的管理中心其作用有如下几个：（1）根据需要向车载计算机发布指令；（2）接收车载计算机传回来的数据；（3）处理远程用户的监控申请。

3 工程机械远程监控系统设计中要解决的问题

目前，工程机械远程监控系统设计中使用的软硬件的关键技术有：GSM/GPRS通信应用服务，基于B/S、C/S的混合架构、GIS应用服务和基于CAN总线的嵌入式服务器的设计方法等。

但是不管使用哪种技术和设计语言，要实现工程机械远程监控系统的设计，就要在功能上解决好以下问题：

3.1远程定位监控的问题。远程定位监控要保证工程机械远程监控系统可通过监控中心随时确定工程机械设备当前所处的位置和工程机械设备行驶过的轨迹。工程机械远程监控系统可以准确地提供工程机械的行驶速度、轨迹距离、经纬度和时间等相关具体数值。

3.2安全报警的问题。安装在工程机械上的机械设备监控装置的输入端是与传感器相连的，它可以采集工程机械的各种工作信息并向监控中心发送各类报警信息。总控中心在接到报警信息后，将根据报警信息的具体内容如断电、越界等，将信息转发给厂家、经销商或者工程机械的机主。

3.3施工状况数据的采集与分析的问题。工程机械远程监控系统将机械设备监控装置发回的工程机械施工状况的相关数据存储在总控中心的数据库中。通过对大量原始的施工状况的相关数据进行分析，为工程机械设备的厂家提高产品质量，改进产品设计，经销商提高售后服务质量提供了真实可靠的依据。

3.4远程检测的问题。在掌握工程机械的各种工作状态的数据，比如液压油温度、小时表数的基础上，系统可以远程对工程机械进行检测。工程机械远程监控系统的这种功能可以在机械出现故障之前就向工程设备的用户提出相关的保养建议，使得工程设备的维修服务变得主动，维修的准备时间更充分，从而缩短排除故障的时间。

3.5远程控制的问题。机械设备监控装置上有多个继电器，它们都受到机载计算机系统的控制。一旦工程机械出现故障，监控中心会对机械设备监控装置发出控制命令，装置在接收到控制命令后会控制继电器的通断状态，从而实现对工程机械断油断电的操作。通过这种远程控制防止了事故的发生，大大增强了工程机械的安全性能。

3.6信息管理的问题。工程机械远程监控系统不仅要是一个智能的服务系统，还是一个具备信息管理能力的系统。系统中储存有工程机械的各类信息，如：销售资料、设备相关信息、机主资料和维修保养资料等。工程机械远程监控系统通过卫星、互联网、蜂窝通信和地面网组成了一个立体的通信网络，为信息的需求者提供获取信息的高速通道。厂家、经销商和工程机械的使用者通过登录相关网络服务平台可以查询到工程机械的档案盒位置信息。当然，工程机械远程监控系统的设计中还可根据信息不同的需求者设置相应的查询权限。

3.7接入功能的问题。工程机械远程监控系统还是一个开放式的系统，它与厂家的内部管理系统通过必要的接口实现连接。厂家在对相