基于GPS的远程监控系统在工程机械上的应用

设备管理与维修技术

ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔ＆Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

基于ＧＰＳ的远程监控系统在工程机械上的应用

刘卫军，李占民，文显武

陕西西安７１００８６）（总装备部工兵军代局驻西安和兰州地区军代室，

摘要：介绍了工程机械“远程监控系统的产生原因，通过对ＧＰＳ和工程机械“远程监控系统ＧＰＳ”ＧＰＳ”

组成的分析，总结了工程机械“远程监控系统可以完成的功能，并指出了其应用前景。ＧＰＳ”关键词：ＧＰＳ；远程监控；工程机械；应用中图分类号：Ｕ４１５．２

文献标识码：Ｂ

文章编号：１０００－０３３Ｘ（２００７）０６－００６２－０３

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲｅｍｏｔｅＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＧＰＳｉｎ

ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙ

ＬＩＵＷｅｉ－ｊｕｎ，ＬＩＺｈａｎ－ｍｉｎ，ＷＥＮＸｉａｎ－ｗｕ

（ＥｎｇｉｎｅｅｒＭｉｌｉｔａｒｙＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅＯｆｆｉｃｅｏｆｔｈｅＧｅｎｅｒａｌＡｒｍａｍｅｎｔｓＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｉｎＸｉ’ａｎａｎｄＬａｎｚｈｏｕＡｒｅａ，

Ｘｉ’ａｎ７１００８６，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃａｕｓｅｓｏｆｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＧＰＳａｐｐｌｉｅｄｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙａｒｅｉｎ－

ｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＧＰＳａｎｄｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ；ｒｅｍｏｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｒｙ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

０引言

即全球定位系统，ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ），

是美国从２０世纪７０年代开始研制，历时２０年，耗资２００亿美元，于１９９４年建成的具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。随着科技的发展，ＧＰＳ全球定位技术不仅在测量上得到广泛的应用，而且在工程机械上的应用也越来越广泛。

远程监控系统便成为解决这一问题的最佳选择。目前，国内安装远程监控系统的挖掘机、装载机和推土机等设备越来越多，并成为行业发展的一个趋势。远程监控系统组成１．２工程机械“ＧＰＳ”

工程机械“远程监控系统主要由２大部分构ＧＰＳ”成：外部资源和机载终端。外部资源可以是笔记本电脑和手持电脑等便携式设备，以完成对装备系统的控制、监视、性能测试与故障诊断。使用电话线、ＧＰＲＳ接入无线网络等远程通讯设备与装备的通讯接口Ｉｎｔｅｒｎｅｔ、连接，实现装备系统与远程计算机系统的联网，达到信

１］

息共享和远程控制［。典型的工程机械“远程监控ＧＰＳ”系统见图１。

远程监控系统１工程机械“ＧＰＳ”

１．１

工程机械“远程监控系统的产生ＧＰＳ”

中国工程机械“远程监控系统的产生和发展ＧＰＳ”有着深刻的行业背景。随着市场竞争的加剧，为了争夺

客户，工程机械经销商竞相降低客户购机门槛，由于目前国内缺乏完善的信用体系，致使客户拖欠货款，甚至恶意不还款的情况时有发生，给经销商带来一定的销售风险。

解决以上问题的关键在于：必须采取必要的技术手段实现对工程机械设备的有效监控，并配合现有的业务手段，有效化解销售风险，促进市场销售。在这种情况下，以全球卫星定位技术（ＧＰＳ）为基础的工程机械

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图１典型工程机械“远程监控系统ＧＰＳ”

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机载终端主要由采集器、ＧＰＳ／ＧＰＲＳ传输模块和专用显示器（内带存贮模块）３部分组成，其中各部分的功能主要如下。

油压、油量、转速和工作时（１）采集器负责油温、

间等数据的采集，通过ＲＳ４８５总线传送至专用显示器。

从显示器（２）ＧＰＳ／ＧＰＲＳ传输模块采集ＧＰＳ信息，内读取数据通过ＧＰＲＳ发给服务器；从服务器接收指令，发给显示器显示或保存。

（３）显示器（内带存贮模块）保存采集器送来的数

据，根据程序控制显示必要的信息（状态、报警、故障诊断，交互等信息）。模块之间的信息流见图２。

息传递等操作。

远程监控系统完成功能２工程机械“ＧＰＳ”

２．１远程定位监控

由于该系统装有ＧＰＳ模块，因此可以随时确定机

２］

械设备当前所处的具体位置和行驶轨迹［。系统提供包括经纬度、行驶速度、时间等具体数值，而且提供对轨迹的距离测量（图３）。２．２安全报警

图３某工程机械行驶轨道图

机载终端可以采集并向中心发送各类报警信息。信息服务管理中心接到各类报警信息后，将根据不同的报警信息（断电报警、越界报警等）转发到相应的信息

图２模块间信息流

工程机械“远程监控系统工作原理ＧＰＳ”

工程机械远程监控系统就是利用ＧＰＳ这一先进技术，并结合当今流行的嵌入式机电控制技术和移动通讯技术、计算机信息技术形成的工程机械远程监控、服务、管理系统。这一系统通过在工程车辆上安装带有

实时采集ＧＰＳ模块和ＧＰＲＳ模块的机载信息采集终端，１．３

车辆的温度、压力、工作时间等运行参数，通过移动网

络发送到信息服务管理中心。通过这一系统，信息服务管理中心向安装在机械设备上的机载终端发送指令，机载终端将当前的位置信息及工作状态信息，通过移动网络传输到信息服务管理中心，信息服务管理中心对该信息进行数据运算，在电子地图上显示当前机械设备所处的位置及工作状态。

它可以完整地保存机械设备各部分的状态参数和数据，以了解工作过程中参数和数据的变化规律。特别是在机械状态急剧变化或故障发生时，能做到数据的实时准确记录，从而给工程机械故障的预测、预防、预报带来方便，也为故障排除和突发问题的快速解决提供了可靠依据。通过这一系统，管理者可以远程实时监视设备运行状态、参数，对车辆的保养维修和使用状况进行管理，在故障发生时提供解决方案，并可以进行信

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需求者（例如厂家、经销商、机主）。

２．３工况数据采集与分析

该系统可将机载终端发回的工程机械工况数据储存在信息服务管理中心的数据库中。通过这些大量真实的机械设备原始工况数据，可对工程机械设备工作中出现的共同现象进行分析，为生产厂家改进产品设计和提高产品质量，为经销商做好售后服务工作提供可靠依据。例如，生产厂家可以查找制动轮漏油的产品有几台，分别是哪些车号，哪个日期生产出来的。这样生产厂家就可以从中找出规律，并可以立即查找原因，是人为因素，还是原材料的质量问题造成的。生产厂家可以进行二次分析或三次分析，从而提出改进方案。此外，“远程监控系统还可以帮助制造商做实验，对ＧＰＳ”已售出产品的性能进行实时测试，同时也降低了改进成本。

２．４远程检测

通过远程掌握设备的各种工作状态数据（例如小时表数、液压油温度等），可以远程进行设备检测，在设备造成故障前向用户提出保养建议（如更换滤芯等），使得设备的定期服务由被动变为主动。在设备发生故障时，能提前对故障原因进行分析，使维修准备工作更充分，并且能够更迅速地到达故障地点，缩短故障

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排除时间。２．５远程控制

系统可对工程机械进行远程控制，将工程机械的工作和行走功能锁死，发动机熄火，并可对其断油、断电控制。系统具有完善健全的体系，防止事故发生。锁车分为一级锁车和二级锁车。一级锁车是指锁死机械的工作功能，但不锁它的行走功能。机械被锁定后，不影响机械的正常行走，以保证机械能够及时躲避可能发生的危险。二级锁车是指机械的工作和行走功能都被锁死了，发动机熄火，不能再启动。二级锁车是为了防止偷盗。当驾驶员关机以后，机械上安装的“就会每３ｈ自动向监控中心报一次位置。如果机ＧＰＳ”

械没被移动就继续处于休眠状态；如果跟关机时的位置差了５ｍ，就会发出“我被非法移动了”的信息。一旦机械被移动了，“就开始工作，如果你超过了设定ＧＰＳ”的位置（为了安全起见，用户可以向监控中心提供一个机械活动的范围，比如说以施工地点为圆心，半径为监控中心就可以把这个距离设置为自动５００ｍ的范围，

锁车的范围，一旦机械出了这个范围就会自动熄火），机械就会自动锁机了，同时给总部发信息；如果偷盗者把机械拖上了拖车，那么机械上装的“装置会每ＧＰＳ”隔３ｍｉｎ向监控中心报一次位置。２．６信息管理

该系统不仅是一个面向技术的智能服务系统，同时也是面向管理的信息系统。系统数据库中保存有关设备信息、机主资料、维修与保养资料等各类信息。通!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"

过登录服务平台，工程机械厂商及下属经销商甚至机

主等信息需求者均可查询设备的位置信息及设备档案信息。对于不同的信息需求者，其查询权限各不相同。２．７接入功能

该系统是一个开放式系统，通过必要的接口可以和工程机械厂商的内部管理系统实现无缝连接。通过对相关信息的整合，可以更好地实现对设备的管理。２．８

为装备的报废处理提供数据评估服务

“远程监控系统所提供的数据从一台产品设ＧＰＳ”计出厂到卖出，到整个机械的使用过程，以及每次的维修情况、零部件更换情况都可存储在数据库中，这些都将成为二手机评估的可靠依据。

３结语

工程机械“远程监控系统不但可以让驾驶员ＧＰＳ”

实时查看工程机械性能状态，接受故障预警，查阅相关信息，还可以使控制中心实时掌握工程机械的工作位置和工作状态信息，便于远程监控、调度和远程维修等。该系统使工程机械产品向信息化、智能化方向大步前进，提高了工程机械的高科技含量，有着广阔的市场前景和应用价值。参考文献：

［１］李宗海．ＧＰＳＲＴＫ技术在线路勘测中的应用［Ｊ］．筑路机械与施工机

械化，２００６，２３（７）：５７－５９．

［陈丽萍．机械设备的现场管理浅析［２］王兴华，Ｊ］．筑路机械与施工机械

化，２００６，２３（１０）：６３－６４．

收稿日期：２００６－０７－１５

［责任编辑：董强柱］

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