山東王晁煤電集團(tuán)新宏煤業(yè)有限公司機(jī)電科 趙 軍

煤礦露天礦車車載智能終端的設(shè)計(jì)

山東王晁煤電集團(tuán)新宏煤業(yè)有限公司機(jī)電科 趙 軍

在煤礦的安全高效生產(chǎn)過(guò)程中，露天礦車發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。針對(duì)露天礦內(nèi)的礦車數(shù)量多，不利于管理跟蹤控制等問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種車載的智能終端設(shè)備，該設(shè)備具有軟件功能獨(dú)立和不同設(shè)備通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。首先介紹了智能終端的工作原理，接著了對(duì)終端做了功能設(shè)計(jì)，最后通過(guò)在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)的安裝應(yīng)用，結(jié)果表明了該智能終端的設(shè)計(jì)的合理的和可行的。

煤礦生產(chǎn)；露天礦車；智能終端；功能設(shè)計(jì)

0 引言

露天礦內(nèi)的設(shè)備種類很多，而且不同的設(shè)備功能也存在著很大的差異。將所有的移動(dòng)車載終端主機(jī)都設(shè)計(jì)成為統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)和款式以便于系統(tǒng)的中設(shè)備的整體使用、維護(hù)和安裝。但是針對(duì)于不同的車輛我們?cè)O(shè)計(jì)不同的顯示器，對(duì)于不同的設(shè)備開發(fā)針對(duì)性的軟件，軟件的功能是獨(dú)立的，所有的終端都事先預(yù)裝所有軟件，使用時(shí)再針對(duì)特定的功能，利用密鑰去開啟針對(duì)設(shè)備的軟件。每臺(tái)設(shè)備的通用性都很強(qiáng)，可用于電鏟、卡車、前裝機(jī)和推土機(jī)等等，最終通過(guò)智能終端的安裝應(yīng)用，可以達(dá)到為煤礦企業(yè)提供利用率，優(yōu)化資源的分配的目的。

1 工作原理

車載終端的工作原理如圖1所示。

圖1 車載終端工作原理結(jié)構(gòu)圖

2 功能模塊

車載終端的軟件有下面幾個(gè)單元構(gòu)成，其中包括人機(jī)界面設(shè)計(jì)、觸摸屏顯示處理、車輛狀態(tài)判斷處理、差分電文處理、通信實(shí)時(shí)控制、定位數(shù)據(jù)處理、容錯(cuò)處理、數(shù)據(jù)編解碼處理、數(shù)據(jù)加解密處理等。

完成上述功能的各個(gè)模塊：

（1）GPS定位解算模塊：對(duì)GPS接收器的指令進(jìn)行定時(shí)的接受和采集，將指令解算處理成為可以利用的速率、緯度、經(jīng)度等信息。

（2）差分?jǐn)?shù)據(jù)處理模塊：校驗(yàn)和解碼接收到的差分?jǐn)?shù)據(jù)，向GPS接收器的差分輸處端口定時(shí)的傳送解碼后的差分?jǐn)?shù)據(jù)。

（3）通訊數(shù)據(jù)處理模塊：其通信協(xié)議將使用隨機(jī)訪問(wèn)和按組查詢相結(jié)合的方式，其中同步信息是采用GPS接收器所接到的秒脈沖，接著將接收到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)和解碼處理，最后將同步信號(hào)提取出來(lái)；對(duì)于向外發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，發(fā)送。

（4）狀態(tài)采集判斷模塊：采用窗口數(shù)據(jù)平滑技術(shù)及模糊邏輯，對(duì)車輛的停開車、超速、到達(dá)調(diào)度位置、車輛重空載、油量多少等狀態(tài)進(jìn)行判斷。進(jìn)行車輛的自適應(yīng)監(jiān)測(cè)，處理各類的報(bào)警信息。

（5）觸摸屏數(shù)據(jù)處理模塊：判斷和執(zhí)行觸摸屏的數(shù)據(jù)處理，控制液晶屏顯示的內(nèi)容。

（6）調(diào)度信息處理模塊：解碼，轉(zhuǎn)換，送顯接收到的調(diào)度信息，并且相應(yīng)的控制應(yīng)答信息自動(dòng)產(chǎn)生。

（7）顯示信息處理模塊：相應(yīng)的控制和應(yīng)答信息的送顯，是根據(jù)觸摸屏數(shù)據(jù)處理模塊反饋的鍵值和車輛的狀態(tài)來(lái)完成的。

（8）數(shù)據(jù)加解密處理模塊：完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)募用懿僮鳌?/p>

（9）中心處理系統(tǒng)模塊：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航、位置速度判斷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。

3 終端功能設(shè)計(jì)

具體終端功能設(shè)計(jì)如下：

（1）定位功能：車載終端可以實(shí)現(xiàn)車輛精確定位，并在終端通過(guò)合適的坐標(biāo)系顯示出來(lái)。

（2）調(diào)度功能：設(shè)備終端可接收生產(chǎn)調(diào)度指令，利用文字圖形的方式在屏幕上顯示，利用聲光對(duì)司機(jī)進(jìn)行提示。生產(chǎn)中的輔助設(shè)備也會(huì)接受到調(diào)度指令，是以消息的方式接收到的。

（3）車輛狀態(tài)報(bào)告功能：由于不同類型的終端都會(huì)具有其特殊性，所以制定了適合每種終端的狀態(tài)報(bào)告，包括時(shí)間、生產(chǎn)狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、司機(jī)登錄情況、調(diào)度信息貨物類型、、實(shí)時(shí)產(chǎn)量、運(yùn)距、定位與通訊強(qiáng)度指示等。利用柱狀形式的彩色圖形顯示車輛狀態(tài)。

（4）通訊功能：通過(guò)對(duì)發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)的編碼與解碼，完成信息在終端與調(diào)度中心的傳遞。

導(dǎo)航功能：終端擁有自動(dòng)導(dǎo)航功能，在電子地圖上給出到目的地的線路及目前所在位置。

（5）接口功能：終端預(yù)留RS232和RS485信號(hào)接入接口，為將來(lái)生產(chǎn)設(shè)備的各類信息自動(dòng)化采集做準(zhǔn)備。

（6）信息緩存功能：防止通信故障引起的信息傳輸中斷，在通信正常后將緩存的信息及時(shí)發(fā)送。保證信息的完整。

圖2 設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別、跟蹤

4 車載終端安裝與應(yīng)用

以電動(dòng)輪685E為例：

（1）卡車調(diào)度系統(tǒng)顯示器安裝在駕駛室的左側(cè)棚頂。

（2）終端和通訊模塊掛裝在駕駛室側(cè)面。

（3）通訊天線、GPS接收天線分別安裝在左右后視鏡支架上和左前視鏡支架上。

（4）顯示器與車載終端連接線纜按原車線槽走線（暗線），通訊饋線、GPS饋線直接在駕駛室左后角地板開孔延伸至天線，開孔處密封處理，線纜穿管。

圖3 卡車終端軟件

5 結(jié)論

本文對(duì)露天礦車輛車載智能終端部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。對(duì)于不同類型的設(shè)備，其智能終端也有所差異。終端結(jié)構(gòu)由顯示器、芯片、通訊天線、外接口和供電電源等部分組成。編程設(shè)計(jì)車載終端應(yīng)用程序界面，幫助操作人員方便獲得必要的信息，同時(shí)可以與調(diào)度中心進(jìn)行通信，充分的高效利用了資源，并在實(shí)際的應(yīng)用中說(shuō)明了該設(shè)計(jì)是合理可行的。

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[3]羅維平,向陽(yáng),吳雨川．GPS/GSM智能車載終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．伺服控制,2006,06:54-56．

趙軍（1975—），男，工程師，高級(jí)技師，從事領(lǐng)域?yàn)槊旱V機(jī)電設(shè)備的研究維護(hù)與管理開發(fā)。