煤礦露天礦車車載智能終端的設計

山東王晁煤電集團新宏煤業有限公司機電科 趙 軍

煤礦露天礦車車載智能終端的設計

山東王晁煤電集團新宏煤業有限公司機電科 趙 軍

在煤礦的安全高效生產過程中，露天礦車發揮著至關重要的作用。針對露天礦內的礦車數量多，不利于管理跟蹤控制等問題，本文設計了一種車載的智能終端設備，該設備具有軟件功能獨立和不同設備通用性強的特點。首先介紹了智能終端的工作原理，接著了對終端做了功能設計，最后通過在實際現場的安裝應用，結果表明了該智能終端的設計的合理的和可行的。

煤礦生產；露天礦車；智能終端；功能設計

0 引言

露天礦內的設備種類很多，而且不同的設備功能也存在著很大的差異。將所有的移動車載終端主機都設計成為統一的結構和款式以便于系統的中設備的整體使用、維護和安裝。但是針對于不同的車輛我們設計不同的顯示器，對于不同的設備開發針對性的軟件，軟件的功能是獨立的，所有的終端都事先預裝所有軟件，使用時再針對特定的功能，利用密鑰去開啟針對設備的軟件。每臺設備的通用性都很強，可用于電鏟、卡車、前裝機和推土機等等，最終通過智能終端的安裝應用，可以達到為煤礦企業提供利用率，優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構圖

2 功能模塊

車載終端的軟件有下面幾個單元構成，其中包括人機界面設計、觸摸屏顯示處理、車輛狀態判斷處理、差分電文處理、通信實時控制、定位數據處理、容錯處理、數據編解碼處理、數據加解密處理等。

完成上述功能的各個模塊：

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

（2）差分數據處理模塊：校驗和解碼接收到的差分數據，向GPS接收器的差分輸處端口定時的傳送解碼后的差分數據。

（3）通訊數據處理模塊：其通信協議將使用隨機訪問和按組查詢相結合的方式，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據進行校驗和解碼處理，最后將同步信號提取出來；對于向外發送的數據進行編碼，發送。

（4）狀態采集判斷模塊：采用窗口數據平滑技術及模糊邏輯，對車輛的停開車、超速、到達調度位置、車輛重空載、油量多少等狀態進行判斷。進行車輛的自適應監測，處理各類的報警信息。

（5）觸摸屏數據處理模塊：判斷和執行觸摸屏的數據處理，控制液晶屏顯示的內容。

（6）調度信息處理模塊：解碼，轉換，送顯接收到的調度信息，并且相應的控制應答信息自動產生。

（7）顯示信息處理模塊：相應的控制和應答信息的送顯，是根據觸摸屏數據處理模塊反饋的鍵值和車輛的狀態來完成的。

（8）數據加解密處理模塊：完成數據傳輸的加密操作。

（9）中心處理系統模塊：實現自動導航、位置速度判斷、數據存儲等。

3 終端功能設計

具體終端功能設計如下：

（1）定位功能：車載終端可以實現車輛精確定位，并在終端通過合適的坐標系顯示出來。

（2）調度功能：設備終端可接收生產調度指令，利用文字圖形的方式在屏幕上顯示，利用聲光對司機進行提示。生產中的輔助設備也會接受到調度指令，是以消息的方式接收到的。

（3）車輛狀態報告功能：由于不同類型的終端都會具有其特殊性，所以制定了適合每種終端的狀態報告，包括時間、生產狀態、設備狀態、司機登錄情況、調度信息貨物類型、、實時產量、運距、定位與通訊強度指示等。利用柱狀形式的彩色圖形顯示車輛狀態。

（4）通訊功能：通過對發送信號和接收信號的編碼與解碼，完成信息在終端與調度中心的傳遞。

導航功能：終端擁有自動導航功能，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：終端預留RS232和RS485信號接入接口，為將來生產設備的各類信息自動化采集做準備。

（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發送。保證信息的完整。

圖2 設備狀態自動識別、跟蹤

4 車載終端安裝與應用

以電動輪685E為例：

（1）卡車調度系統顯示器安裝在駕駛室的左側棚頂。

（2）終端和通訊模塊掛裝在駕駛室側面。

（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 結論

本文對露天礦車輛車載智能終端部分進行了設計。對于不同類型的設備，其智能終端也有所差異。終端結構由顯示器、芯片、通訊天線、外接口和供電電源等部分組成。編程設計車載終端應用程序界面，幫助操作人員方便獲得必要的信息，同時可以與調度中心進行通信，充分的高效利用了資源，并在實際的應用中說明了該設計是合理可行的。

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[3]羅維平,向陽,吳雨川．GPS/GSM智能車載終端的設計與實現[J]．伺服控制,2006,06:54-56．

趙軍（1975—），男，工程師，高級技師，從事領域為煤礦機電設備的研究維護與管理開發。