基于GSM_GPS网络的挖掘机远程监控系统

将成熟的互联网与机械设备远程监控技术结合 在一起, 开发成熟的、高可靠性的、使用经济的工程 机械 GSM /GPS远程监控 管理系统, 就成为一个非 常实用的想 法。通过 Internet或 是通信网 络, 远程 监控系统为挖掘机用户安全、经济、满意地使用挖掘 机, 提供了最可靠的技术保证。
1 系统总体设计
从图 1可见, 整个挖掘机远程监控系统有两个 数据传递方向: 一是从挖掘机到客户端, 这是工作状 态参数传递流程; 二是从客户端到挖掘机, 这是控制 命令传递流程。这两个方向相反的数据传递过程, 挖掘机和客户端之间就可以很好的进行交互式数据 传递, 从而达到挖掘机工作状态远程监控的目的。
可以监控的挖掘机工作状 态参数有: ( 1) 挖掘 机所在的地理位置信息, 经纬度; ( 2) 发动机转速; ( 3) 空气滤清、机油压力报警; ( 4) 水温; ( 5) 燃油液 位; ( 6) 液压油 温; ( 7) 电瓶电 压; ( 8) 挖掘 机姿态 角等。
文献标识码: A 文章编号: 1001- 4551( 2005) 07- 0007- 04
R em ote Excavator M onitoring and Con trol System Based on GSM /GPS N etwork CHENG Ch-i yu, FENG H a-i long, PAN Shuang-x ia
坐标 m _ ctrMl apX. SetC enterY ( 34 ); / /设 定 中 央 Y
坐标 m _ ctrMl apX. SetZoom ( 3700) ; / /设定 地图放大
倍数 ,,
} 系统采用定时器来侦听 GPS信息, 当 GPS传输 过来经纬度数值后, 立即在地图 上定位, 代 码片断 如下: OnT im er( U INT nIDEven t) { CM apXL ayer layer; if( F indL ayer( / gps0, layer) ) { CM apXP oint po in;t po in.t CreateD ispatch ( po in.t GetC lsid( ) poin.t Set( theApp- > m _M apY, theApp> m _M apX ); } }
2 系统软件设计
挖掘机远程监控系统的开发环境采用 VC6. 0, 语言采用 C+ + 和 MFC4. 2版本。采用 C+ + , 可以 很容易的实现程序与串口、数据库等 模块的连接。 采用 M FC 结构, 可以很容易的 搭建程序 的总体框 架。系 统 的总 体模 块 框架 和 主界 面 如图 2、图 3 所示。
m _Comm. SetPortOpen( FAL SE ); th is- > m _Comm. SetRThreshold( 125) ; m _Comm. SetPortOpen( TRUE );
} } 从上面的串口代码片断可以看出, 当前一次的 数据包到达时, 先处理数据包里面的数据, 然后判断
基于 GSM /GPS网 络的挖掘 机远程监 控系统,
如图 1所示。从图中可以看出, 整个系统分为三子 模块: 挖掘机参数采集和传递模块、上位机数据采集 接收模块。
1. 1 挖掘机参数采集和传递模块 主要包括安装在挖掘机上的各种传感器、数据
采集卡和 GSM /GPS数据格式转换器。该模块主要 负责挖掘机实际工作时工 作状态参数的采 集和发 送。位于挖掘机机身上各个部位的传感器把相应的
(L aboratory of M echanical D esign, Zhejiang University, H angzhou 310027, China ) Abstrac t: W ith the deve lopm ent o f construc tion m ach inery, users 'ability o f rem ote m onitor ing and con tro l is dem anded mo re and mo re. R em ote Ex cavato rM onito ring and Control Sy stem Based on GSM /G PS N etwork, includ ing the comb-i nation of statusm on itor ing and know ledge digg ing, are introduced g enerally. W ith G SM platform, a ll k inds o f param eters o f excavator s' w ork ing status can be transferred and expe rience o f design can be prov ided to production updating. W ith G PS netwo rk, the latitude and long itude of excavator can be transferred and excavator can be lo ca ted easily. A lso, the sam e rem ote mon ito ring and con tro l system can be im plem en ted into any othe r construction m ach inery. K ey word s: G SM; GPS; D ig italM ap; R em ote Contro l and M on itoring; Excavator
机电工程 2005 年 第 22 卷 第 7期
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基于 GSM /GPS网络的挖掘机远程监控系统
程驰宇, 冯海隆, 潘双夏
(浙江大学 机械设计研究所, 浙江 杭州 310027)
收稿日期: 2004 - 12- 21
修订日期: 2005-- ) , 男, 四川隆昌人, 硕士研究生, 研究方向: 从事挖掘机远程监控方向的研究。
数多项式, 还有形如隐函数的数学表达式的求解问 题; 有更多拐点的平面曲线的识别与检测; 单像素图 像像素点的坐标获取 方法和精度的关 系等等。总 之, 通过不断的完善, 一定能得到更好更实用的处理 方法。
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这为串口通信处理增加了一定的难度。在该系 统中, 串口通信模块采用的是微软提供的 MSComm 控件, 各种串口的参数都有统一的设置界面, 这可以 大大的缩短串口通信开发周期, 不过统一的参数设 置界面也为处理不定长的 数据包带来了较 大的困 难。为了解决这个问题, 采用了动态串口触发技术。 具体的代码片断如下:
工业测量 中 的应 用 [ J], 振 动、测 试 与诊 断, 2000, 20 (增刊 ) . [ 4] 易大义, 沈云宝, 李有法. 计算 方法 [M ] , 杭州: 浙江大 学出版社, 1989.
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图 3 系统主界面
在该远程监控系统中, 串口起到了连接挖掘机 和上位机软件的作用。为了提 高 GPS 传送效率和 单片机内存的资源使用率, 系统采用的是变长的通 信模式, 每次过来的数据包含有不同长度的数据量。 当程序初始化时, 安装在挖掘机上的数据采集模块 会自动发给上位机一个长度为 15 的挖掘机的初始 状态参数包。当远程监控系统正常启动以后, 每 1h 会自动回送一次长度为 125的挖掘机工作状态参数 包。如果上位机发送工作状态参数请求命令给下位 机, 下位机也会回送一个长度为 15的挖掘机工作状 态参数包。
实际值传送给数据采集卡, 数据采集卡接收到传感 器送来的数据后, 统一送给 GSM /GPS 数据格式转 换器。 GSM /GPS数据格式转换器把接收到的数据 进行 GPS格式压缩后送给 GSM /GPS网络。
GPS 传输 网络 模块 通过租 用已 有的 卫星 频 道实 现信号传输。
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OnM SC omm ( ) {
/ /串口数据处理过程, 此处略 / /开始动态改变串口触发条件
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if( m _C omm. GetPortOpen( ) ) {
串口是否正常打开。如果正常打开, 则先关闭该串 口, 用 M SComm 控件自带的 SetRT hresho ld( int i) 函 数来进行串口触发字节数的设定。设定完毕之后, 再开启该串口。通过这样的方法, 可以很方便的在 M SComm 串口通信控件上动态的改变串口的触发字 节数。图 4为远程监控系统串口通信动态 UML 时 序图, 反映了串口数据出现的时候监控系统内部的 处理流程。
摘 要: 提出了一个集状态监控和知识挖掘相结合的挖掘机远程监控系统。该系统通过 GSM
短信平台, 能对挖掘机的工作状态进行即时监控, 并对产品的更新设计提供经验知识; 通过 GPS网
络, 也能对挖掘机的地理位置进行精确的跟踪。
关键词: GSM; GPS; 电子地图; 远程监控; 串口通信; 挖掘机
中图分类号: TP274+ . 2; S222. 5+ 5;