礦山和工程機械設備遠程監(jiān)控終端探討

1、礦山和工程機械設備遠程監(jiān)控終端探討 遠程監(jiān)控終端是遠端設備采集運行參數的關鍵器件，直接與設備舉行數據的交互。隨著遠程監(jiān)控技術的成熟和設備信息化、智能化的進展要求，開辟適用于工業(yè)設備的遠程監(jiān)控終端來對設備舉行數據交互、定位與傳感具有重要意義?；诘V山和工程機械設備的遠程監(jiān)控終端應支持多種通信接口、兼容設備各類控制器協議，終端可智能切換工作模式，支持遠程固件升級、數據保存等各種功能，具有較好防拆性，牢靠性高，功耗低。終端還可與對應信息系統(tǒng)結合后實時對設備動態(tài)信息舉行監(jiān)控和分析，進一步支撐設備的產、儲、銷和售后服務管理。 隨著智能化和信息化的不斷進展，遠程監(jiān)控的技術日益成熟，其在醫(yī)療、城市服務等許多

2、行業(yè)體系中已得到廣泛應用，但在工業(yè)領域中尚處于不斷進展壯大的過程。為對工業(yè)設備數據舉行遠程采集和監(jiān)控，我們以礦山和工程機械設備為依托，開辟設計了一款遠程監(jiān)控終端，為兩個專業(yè)設備的遠程監(jiān)控供應服務，實現礦山、工程機械設備的定位、傳感與通信。該終端不僅可以采集壓力、溫度、速度、負載、報警信息、電氣參數、位置等設備的關鍵數據，而且可以按照采集的數據對礦山和工程機械設備舉行遠程診斷和運維服務，同時兼顧考慮到這兩個專業(yè)設備地域分布廣、平安性要求高等特點，并可進一步推廣應用于起重、軋鋼等其他行業(yè)，為工業(yè)設備的遠程監(jiān)控供應牢靠服務。 遠程監(jiān)控終端設計 設計遠程監(jiān)控終端，首先要考慮的是按照終端要解決的采集、監(jiān)

3、控、診斷、服務等問題，計劃設計其主要硬件、工作模式、數據協議和軟件功能。因此我們不僅要按照工程機械和礦山專業(yè)的需求特點來設計終端的主要硬件結構模塊，而且需要設計終端的工作模式以適應終端的各類使用狀態(tài)，在以上硬件和工作模式基礎上還需要為礦山和工程機械專業(yè)分離計劃設計數據傳輸協議來實現數據的穩(wěn)定傳輸，最后通過精煉高效的軟件代碼，來實現硬件的工作模式驅動和基于數據通信協議的遠程監(jiān)控和數據采集。 硬件結構模塊設計 通過對礦山和工程機械專業(yè)的需求分析，決定了終端的基本功能結構，設計了包含電源模塊、通信模塊、定位模塊、信號檢測模塊、主模塊、通信模塊、調試模塊、充電模塊和輔助模塊等九個硬件模塊。電源模塊用于

4、終端舉行過壓庇護、欠壓庇護和及的斷電庇護，為終端的供電平安供應支持。通信接口模塊通過標準串口通信協議和等舉行數據的傳送和接收，實現終端和設備的數據傳輸。定位模塊用于對設備的定位，準時采集和反饋設備位置數據，為機械設備的管理和使用供應位置支持。信號檢測模塊用于對少量外接開關量和模擬量舉行數據采集。 主模塊用于供應終端所需的數據讀寫、定位、卡、總線傳輸等各種服務的控制功能，其內部寫入工作模式程序、數據采集程序、通信程序等程序代碼功能來實現終端的數據采集。通信模塊用于有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡。調試接口模塊用于對終端舉行故障診斷和遠程調試升級，也可在近端銜接調試模塊對終端舉行現場調試

5、。充電模塊用于在車載電源斷電后維持終端休眠所需電量，主要用于終端的休眠工作模式。輔助模塊等功能模塊用于在主休眠后監(jiān)控主機，保證終端基本的時鐘功能、專用、核心數據等信息不受影響。遠程監(jiān)控終端的硬件結構模塊如圖所示。 工作模式設計 在決定了終端的硬件組成后，我們需要對終端的工作模式舉行合理的計劃和設計。無論是礦山設備還是工程機械設備，都會有正常運行、檢修、停機等多種狀態(tài)，因此我們計劃設計了標準工作模式和休眠工作模式用于終端的工作過程。在正常運行過程中，設備正常工作，需要終端持續(xù)在線供應數據采集和傳輸服務，由于我們計劃設計了終端的標準工作模式。標準工作模式主要用于數據采集和服務，設備使用頻率高，設備

6、上電即可激活，為終端最常用的工作模式。倘若設備處于檢修或者停機狀態(tài)，設備就處于無有效數據產生的狀態(tài)，此時，我們設計出休眠模式，用于設備無工作時終端對設備的監(jiān)控，終端在設置允許休眠狀況下，推斷達到休眠條件后，將自動關閉模塊等非務必的用電器元件，并斷開通信網絡的鏈接，進入休眠狀態(tài)，此時只傳輸設備位置和是否有故障等關鍵信息。 通信數據協議設計 在硬件設計和工作模式設計完成后，通過與工程機械專業(yè)的工程師舉行溝通探討，研究設計傳輸數據協議，以實現對等設備控制器數據的正確采集。基于礦山機械設備的數據結構，決定了基于協議的數據傳輸采用哀求應答模式，遠端向終端發(fā)送獵取如圖所示的數據表哀求，終端對采集的數據舉行

7、打包加密返回。終端采集包含功能代碼、報文長度、報文序號、設備、數據類型、數據長度、變量表數據等信息的數據幀，舉行終端和平臺間的數據交互。基于工程機械的數據結構，決定了基于總線的設備和終端間的傳輸協議，以設備的機構為基礎舉行數據包分類，為一個數據包，一個機構包含若干包數據，數據包不僅包含設備所需要的傳輸數據，而且每個包也包含數據幀類別和數據幀序號等內容?；诠こ虣C械設備計劃的數據協議如圖所示。 軟件設計 完成了硬件結構、工作模式和傳輸協議的計劃和設計后，我們進入了最重要的程序實現部分，程序不僅要驅動底層硬件，而且要按照設備工作情況和系統(tǒng)指令確定終端的工作模式，還要對礦山和工程機械的數據協議以及采

8、集需求舉行代碼化設計來實現遠程監(jiān)控功能。按照礦山和工程機械設備的高速采集和定位等需求特點，選用了嵌入式系列微處理器，它具備集成度高、結構容易、內核精巧、功耗低、多寄存器和流水線處理等特點。采用支持等內核處理器的具備內核初始化、任務處理、時光處理、任務同步與通信、移植等個核心任務功能的操作系統(tǒng)舉行程序的開辟。在操作系統(tǒng)下開辟的主函數主要舉行了系統(tǒng)硬件的初始化、操作系統(tǒng)初始化、初始任務的創(chuàng)建以及多任務處理的開啟。在封裝的功能模塊代碼中編寫通信、定位、數據包處理、數據協議等函數功能，在主程序開啟多任務處理模式后按照需求舉行任務調度，實現終端的遠程采集、通信、監(jiān)控等。遠程監(jiān)控終端軟件流程如圖所示。 終

9、端應用 終端產品 通過上述計劃設計、硬件開辟、功能程序編寫，以及反復的測試以及的修改等，設計出了如圖所示的終端。該終端可以在工程機械、礦山機械的專業(yè)設備上舉行安裝使用，舉行工程車輛以及礦山設備的數據采集和監(jiān)控。 終端的基本功能 開辟設計的終端具備如下基本功能：（）數據交互功能：采集設備的工作數據、經度、緯度、海拔高度、速度、方向角、時光；監(jiān)測天線故障、定位狀態(tài)；接收服務器下發(fā)控制、修改、轉發(fā)等指令，指定時光上報和遠程參數的查詢與設置等。（）人機交互功能：用紅、黃、藍、綠、白五種色彩指示燈表示設備的供電、定位、通信、卡以及調試等狀態(tài)。（）平安庇護功能：用于保障終端在兩個專業(yè)設備上正常運行的欠壓報

10、警、掉線報警、通信異樣報警、卡拔掉報警以及主電源切斷報警等。 （）對特定時光和特定數據的查詢、追溯以及支持指定數據上傳和檢索等的歷史數據追溯功能：此功能通過用外置內存卡以及程序中對應的相關功能模塊實現大容量數據的存儲，為用戶或者工程師查詢故障和統(tǒng)計數據供應支持和服務。數據遵循自動掩蓋和先進先出的原則，其數據采集和更新的時光達到了最快。（）支持總線協議，協議以及西門子、三菱、歐姆龍、等主流工業(yè)控制的數據協議的通信功能，便利推廣應用于其他各類設備的遠程監(jiān)控。 終端的應用 開辟的終端已在多臺工程機械和礦山設備上安裝并投入使用。實際應用表明，該終端不僅實現了設備的遠程監(jiān)控，而且協作專業(yè)的數據云平臺，實現了數據的歸類、存儲和分析，提升了設備的管理和運行水平，實現了遠程技術指導、遠程技術售后，可節(jié)省時光，節(jié)省成本，提升了設備用戶的滿足度。