[發(fā)明專利]基于互聯(lián)網的工程車輛遠程監(jiān)測及控制系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-02-12
• 公開（公告）號: CN106657395A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 王帥;張樹兵;馬若丁;金娥;劉昕暉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04N7/18;G05B19/042
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務所(普通合伙)22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發(fā)明涉及一種工程車輛監(jiān)測及控制系統(tǒng)，特別是指一種基于互聯(lián)網的輪式工程車輛遠程監(jiān)測及遠程控制系統(tǒng)。

背景技術

輪式工程車輛主要是指裝載機、吊車、自卸車等工程專用車輛。主要應用于礦石開采、工程建設等惡劣環(huán)境。因此，該系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程監(jiān)測車輛工作狀態(tài)，以便及時進行精準定位及維修。由于輪式工程車輛不同于履帶行走車輛，輪式工程車輛可在城市公路駕駛。因此，該系統(tǒng)同時可實現(xiàn)在城市道路中輔助駕駛以及在高危作業(yè)環(huán)境下遠程控制自動駕駛，以保護駕駛員人身安全。

傳統(tǒng)的GPRS網絡的最高數(shù)據(jù)傳輸速率為172.6Kbps，不能滿足系統(tǒng)使用要求。因此該系統(tǒng)所采用第四代移動通信技術，即4G網絡或使用WLAN無線局域網技術接入互聯(lián)網。第四代移動通信系統(tǒng)傳輸速率可達到20Mbps，甚至最高可以達到高達100Mbps，完全滿足系統(tǒng)要求。WLAN無線局域網的傳輸速度可達到54Mbps，同樣滿足系統(tǒng)要求。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種實用可靠的基于互聯(lián)網的工程車輛遠程監(jiān)測及控制系統(tǒng)。用以解決現(xiàn)有工程車輛在運輸、作業(yè)及遠程監(jiān)測方面的不足。本發(fā)明的目的在于，無論何時何地，通過接入Internet網絡的計算機或手機，實現(xiàn)真正意義上的遠程監(jiān)測工程車輛的各項數(shù)據(jù)；通過接入Internet網絡的計算機或手機，實現(xiàn)在高危環(huán)境下作業(yè)的工程車輛的遠程控制自動駕駛，以保護駕駛員的人身安全。

本發(fā)明是由遠程監(jiān)測系統(tǒng)和遠程控制系統(tǒng)組成；

遠程監(jiān)測系統(tǒng)包括監(jiān)測傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、機載電腦、labVIEW網絡服務器、監(jiān)控中心和手機；

監(jiān)測傳感器包括有速度傳感器、傾角傳感器，監(jiān)測參數(shù)傳感器包括油位傳感器、蓄電池電量傳感器、機油壓力傳感器、胎壓傳感器、駕駛室溫度傳感器、機油溫度傳感器、冷卻水溫度傳感器、發(fā)動機轉速傳感器、冷卻水位傳感器；

速度傳感器和傾角傳感器安裝在工程車輛底盤中心位置與數(shù)據(jù)采集卡連接；油位傳感器安裝在工程車輛油箱內與數(shù)據(jù)采集卡連接；蓄電池電量傳感器安裝在蓄電池負極與數(shù)據(jù)采集卡連接；機油壓力傳感器和機油溫度傳感器安裝在工程車輛機油油箱內與數(shù)據(jù)采集卡連接；駕駛室溫度傳感器安裝在工程車輛駕駛室內與數(shù)據(jù)采集卡連接；冷卻水溫度傳感器和冷卻水位傳感器安裝在工程車輛水箱內與數(shù)據(jù)采集卡連接；胎壓傳感器安裝在工程車輛四個或多個輪胎氣門處與數(shù)據(jù)采集卡連接；發(fā)動機轉速傳感器安裝在葉片飛輪處與數(shù)據(jù)采集卡連接；

所述數(shù)據(jù)采集卡與集成GPS接收器的機載電腦連接，機載電腦內置的labVIEW軟件編程的數(shù)據(jù)采集程序將數(shù)據(jù)采集卡采集到的傳感器數(shù)據(jù)通過4G網絡或WLAN無線局域網發(fā)布至labVIEW網絡服務器；由接入監(jiān)控中心或手機使用設定的用戶名和密鑰登錄服務器獲取實時數(shù)據(jù)；

所述的遠程控制系統(tǒng)包括機載電腦、監(jiān)控中心或手機、攝像頭和變頻器連接、控制中心，通過監(jiān)控中心或手機使用設定的用戶名和密鑰通過互聯(lián)網連接集成GPS接收器的機載電腦，機載電腦內置基于labVIEW軟件編寫的程序；機載電腦連接cRIO下位機。cRIO下位機與攝像頭和變頻器連接，再由變頻器連接車輛控制系統(tǒng)。機載電腦通過收集攝像頭采集的數(shù)據(jù)，控制變頻器輸出電壓來調節(jié)工程車輛的轉向系統(tǒng)、油門系統(tǒng)、制動系統(tǒng)；

機載電腦接入cRIO下位機，并與攝像頭和變頻器連接，基于labVIEW控制vi通過Internet網絡內嵌發(fā)布至控制中心或手機請求控制；經控制中心或手機準備完畢允許控制客戶端；控制中心或手機取得控制權后輸入賬戶秘鑰對客戶端進行控制，此時，系統(tǒng)將會出現(xiàn)駕駛模式選擇；

當工程車輛選擇主動控制模式時，控制中心或手機將通過Internet網絡控制labVIEW前面板調節(jié)電壓輸出，再由cRIO下位機板卡輸出相應電壓控制車輛控制系統(tǒng)，當工程車輛選擇自動駕駛模式時，控制中心或手機將通過Internet網絡控制labVIEW自動控制vi。通過調用攝像頭采集道路信息獲取圖像二值化處理得到標志線中點坐標；采用模糊PIP算法使車輛航角和距離偏差減小，從而控制工程車輛沿交通標志線自動前行。

所述的遠程監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測傳感器將車輛運行狀態(tài)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡、通過機載電腦內的labVIEW串口信息讀取與處理，可獲得精確的位置信息，并將監(jiān)測傳感器采集的數(shù)據(jù)實時處理，由4G網絡或WLAN無線局域網接入Internet網絡上傳至labVIEW網絡服務器。最后由監(jiān)控中心和手機實時查看。

所述的車輛控制系統(tǒng)包括轉向系統(tǒng)、油門系統(tǒng)和制動系統(tǒng)。