挖掘机远程监控系统设计

论文摘要

随着我国经济的快速发展,基础建设的工程量日益增加,因此对工程机械的市场需求量越来越大,然而工程机械的单台售价昂贵,目前的销售方式多以融资租赁为主,并且有许多租赁公司展开了工程机械租赁业务,由此带来了一系列的问题,比如：购买者不按时向厂商还款、有意损坏租赁的机械,工程机械数量多维护不方便以及“偷油”事件的发生等。因此,将传统的工程机械与远程监控技术相结合就成为了工程机械发展的一种必然趋势。本文以单斗液压挖掘机为研究对象,设计了一套挖掘机远程监控系统。主要完成了以下工作：监控终端通过主控MCU采集液压油油温、进油口油压、流量、油箱液位、工作时间等挖掘机运行状态参数；使用GPS定位模块获取挖掘机当前所处位置、速度等信息；采用GPRS模块以点对点短消息的形式经公众无线通信网络向监控中心管理系统定时发送挖掘机位置及状态参数。监控中心管理软件通过监控中心GPRS通讯模块接收车载终端上传的短消息,将接收到的信息按约定的通信协议自动解析；监控管理软件采用可视化的开发语言VB作为开发工具,使用Microsoft MSComm控件接收通过短消息上传的挖掘机状态信息,按照约定的通信协议解析并直观显示在监控管理界面上。当挖掘机运行参数异常时,监控管理软件可及时向监控终端发送提示信息,确保及时对设备进行检修；监控管理软件可在需要时发送查询指令以获得指定挖掘机运行参数的最新数据；此外,监控管理软件通过油耗分析能有效杜绝普遍存在的“偷油”事件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 设备维护不便
• 1.1.2 "偷油"事件的发生
• 1.1.3 工程机械销售模式的转变
• 1.1.4 工程机械租赁市场的兴起
• 1.2 工程机械远程监控系统国内外发展现状
• 1.3 课题涉及的关键技术
• 1.3.1 GSM数字移动通讯技术
• 1.3.2 GPS全球定位系统技术
• 1.4 论文组织结构
• 2 挖掘机远程监控系统总体结构和功能
• 2.1 挖掘机概述
• 2.1.1 单斗液压挖掘机的发展概况
• 2.1.2 液压挖掘机的工作方式
• 2.1.3 单斗液压挖掘机构造
• 2.1.4 液压控制系统
• 2.2 挖掘机远程监控系统功能要求
• 2.3 系统方案设计
• 2.3.1 监控终端
• 2.3.2 通讯平台
• 2.3.3 监控中心
• 3 挖掘机远程监控系统硬件设计
• 3.1 主控MCU（单片机）模块设计
• 3.2 GPRS无线通信模块及接口电路设计
• 3.3 GPS定位模块及接口电路设计
• 3.4 液位测量模块设计
• 3.4.1 液位传感器外围电路及其与单片机的连接
• 3.4.2 液位传感器校验步骤
• 3.5 温度测量模块设计
• 3.5.1 温度传感器外围接线及其与单片机的连接
• 3.5.2 热电阻温度变送器校验步骤
• 3.6 压力测量模块设计
• 3.6.1 压力传感器和单片机的连接图
• 3.6.2 压力传感器校验步骤
• 3.7 流量测量模块设计
• 3.7.1 流量传感器外围接线及其与单片机的连接
• 3.7.2 流量传感器校验步骤
• 3.8 RTC模块
• 3.9 人机接口模块设计
• 3.9.1 LCD显示模块设计
• 3.9.2 报警电路设计
• 3.10 系统电源和复位电路的设计
• 3.10.1 系统电源设计
• 3.10.2 复位电路设计
• 4 挖掘机远程监控终端软件设计
• 4.1 软件开发语言和开发环境的选择
• 4.2 主程序设计和系统初始化
• 4.2.1 挖掘机远程监控终端运行状态分析
• 4.2.2 主程序设计
• 4.2.3 系统初始化
• 4.3 GPS信息接收子程序
• 4.3.1 NMEA-0183协议解析
• 4.3.2 GPS数据接收与解析
• 4.4 GSM短消息
• 4.4.1 SMS短消息的发送与接收
• 4.4.2 自动接收数据
• 4.4.3 请求数据
• 4.4.4 AT指令介绍
• 4.4.5 数据通信协议
• 4.5 采集挖掘机运行参数
• 4.5.1 液位标度变换
• 4.5.2 温度标度变换
• 4.5.3 压力标度变换
• 4.5.4 流量标度变换
• 5 监控中心管理系统设计与实现
• 5.1 监控中心硬件配置及软件开发平台
• 5.2 挖掘机远程监控中心功能描述
• 5.3 监控中心管理软件设计
• 5.3.1 软件系统结构设计
• 5.3.2 用户管理模块设计
• 5.3.3 通信模块设计
• 5.3.4 监控模块设计
• 5.4 监控中心远程故障诊断系统的设计
• 5.4.1 故障诊断概述
• 5.4.2 故障诊断技术与方法
• 5.4.3 挖掘机液压系统故障诊断
• 6 系统测试与运行结果分析
• 6.1 系统测试环境
• 6.2 运行结果分析
• 7 总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录Ⅰ 作者在攻读硕士学位期间发表的论文