浅析can总线与gprs的液压履带起重机远程状态信息采集系统研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com基于CAN总线与GPRS的液压履带起重机远程状态信息采集系统研究何创新，刘成良，李彦明，李楠(上海交通大学机械与动力工程学院)摘要：现场状态信息的远程实时采集是远程监控与远程故障诊断的基础。在研究分析液压履带起重机CAN总线电控系统的基础上，设计基于CAN总线与GPRS的分布式远程状态信息实时采集系统。提出分类数据采集方式与混合组态传输，以及参数化设计与远程设置方法；分析数据流的冗余特性，提出字符串相对编码的压缩算法。采用高性能数字信号处理器(DSP)实现上述技术，并在液压履带起重机远

2、程维护系统中成功应用。应用表明，具有良好的兼容性与可扩展性。关键词：远程监控；数据采集；CAN总线；GPRS；起重机长期以来工程机械安全生产形势十分严峻，机线控制『5l，CAN总线组网自由，扩展性强，其采用多毁人亡重大事故时有发生，其中大部分是起重机事主广播式数据通信的特点，便于扩展与共享数据，增故，目前，起重机事故仍呈高发态势_1I，如何从技术加一个数据采集节点，不影响也不改变原CAN总线上保证安全生产，成为目前亟待解决的问题。建立控制系统，且可以监听所有CAN总线的数据，这大和应用远程状态监控系统，对保障起重设备的安

3、全大降低了监控系统的在线数据采集的设计难度，因运行，避免巨额的经济损失和灾难性事故的发生具此基于CAN总线的现场状态数据采集成了主要研有重大意义。随着科技的迅猛发展，液压履带起重究应用趋势，但是对于现场复杂多变，特性不同机的构成装置以及控制系统的规模和复杂性日益增的状态参数的混合采集与数据压缩缺乏深入研究。加，对其系统全面监控与故障诊断非常复杂，对分布此外，针对不同型号的设备，以及同一设备全生命周式的大量监测点的状态信号的合理有效采集与传期的不同阶段，需要监测的状态参数及其采集方式输，是提高实时陛能监控、故障预测与诊断的

4、准确性可能是不同的，但对分布在各地随车流动作业的控与可靠性的数据基础与根本保证，也是技术难点与制器软件升级很不方便，这要求数据采集系统的软瓶颈。硬件具有良好的兼容性与可扩展性。随着互联网技术与移动通信技术的迅猛发展，本文以抚顺挖掘机有限公司生产的大型液压履为全国(全球)流动作业的工程机械远程监控提供了带起重机QUY250与QUY350为研究对象，在分析远程数据传输技术支持，近年来基于移动通信技术其CAN总线控制系统与现场监测信息特性的基础与互联网技术的工程机械远程无线监控成为目前研上，对其远程状态信息采集、数据传输、远程

5、设置、数究的一个热点。但是，从整体上而言，工程机械远据压缩等方法进行深入研究，提出了具有良好兼容程维护还处于一个起步阶段，现场状态数据采集方性与可扩展性的软硬件架构，并且阐述了基于高性法也缺乏深入研究，限制了远程监控系统作用的发能信号处理器(DSP)与嵌入式多任务操作系统挥。近年来，CAN总线在工程机械领域得到了推广DSP／BIOS的远程状态信息采集控制器软硬件设计。应用，新研发的大型起重机基本都开始采用CAN总}基金项目：国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目(007AA04Z410，2007AA04Z434，2

6、008AA042801)作者简介：何创新(1982一)，男，在读博士，研究方向：设备远程监控与智能故障诊断。学兔兔www.xuetutu.com作半径和风速等工况信息。可见，已有的起重机电控1系统架构系统已经具有一定的状态监控与故障自诊断能力。液压履带起重机CAN总线的电控系统包括两远程状态信息采集系统是充分利用已有的起重路采用不同协议的CAN总线，一路基于SAEJ1939机电控系统CAN网络，在其基础上通过模块化扩展协议，以电控柴油机(康明斯QSL9)为中心，设为扩实展现状的态，信系息统采架集构八如图n1所起示重。机包

7、括≯z两网个络部分：CANA；另一路基于CANOpen协议，以力矩限制器1)远程状态信息采集控制器。具有两路CAN(派特iflex5)为中心，设为CANB。电控柴油机采用总线，按一定的方式采集两路CAN总线中的状态信SAEJ1939协议，具有完善的内部监测与自诊断系息与故障代码等，通过嵌入式GPS模块采集设备的统，实时监测的状态信息与故障代码都广播在经纬度全球定位信息，并通过GPRS模块与远程监CANA中共享。此外，起重机主控制器监测的伺服压控中心交换数据，实现远程实时监控；力、主泵压力、燃油液位和液压油温等状态信息及其

8、2)基于CAN总线的子扩展模块。已有的监测自诊断的故障代码，也实时地广播在CANA中。力参数并不能满足远程故障诊断的需要，通过具有矩限制器与力矩限制器显示器通过CANB连接，通CAN总线接口的扩展模块积木式模块化扩展监测信数据包括起重量、负荷率、主副臂长度与角度、工点与监测参数。图1液压履带起重机远程状态信息采集系统