專利名稱：一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械裝備使用的數(shù)字化和信息化裝置，特別是一種數(shù)字化智 能儀表盤(pán)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的工程機(jī)械裝備上儀表盤(pán)大多是機(jī)械式的儀表盤(pán)，傳感器檢測(cè)到參數(shù)后以指 針的方式進(jìn)行顯示，沒(méi)有數(shù)字顯示，參數(shù)測(cè)試精度不夠精確，在工程機(jī)械行進(jìn)或是作業(yè)中指 標(biāo)抖動(dòng)比較厲害，用戶無(wú)法正確讀取參數(shù)；另外還有些關(guān)鍵性參數(shù)無(wú)法進(jìn)行儀表盤(pán)顯示， 如液壓油油量、液壓油壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度等參數(shù)，工程機(jī)械裝備在參數(shù)不正確時(shí)，也 沒(méi)有故障報(bào)警功能，用戶操作容易發(fā)生危險(xiǎn)；數(shù)字化儀表盤(pán)是在傳統(tǒng)儀表盤(pán)上實(shí)現(xiàn)的儀表盤(pán)數(shù)字化，但也存在傳感器參數(shù)檢測(cè) 不夠穩(wěn)定、虛擬儀表盤(pán)顯示界面比較粗糙和系統(tǒng)抗干擾能力差、容易出故障等問(wèn)題，另外也 沒(méi)有提供工程機(jī)械裝備的定位、記錄和用戶識(shí)別等功能，不便于工程機(jī)械的集中管理。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型目的本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一 種數(shù)字化智能儀表盤(pán)，用于對(duì)工程機(jī)械裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)、底盤(pán)性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和 顯示并報(bào)警，記錄裝備各種操作信息并進(jìn)行顯示。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)，包括主處 理器，所述主處理器分別連接工作通信接口、IXD顯示部分、LED顯示和繼電器控制部分、 ADC處理電路；所述ADC處理電路連接機(jī)械傳感器，用于將機(jī)械傳感器探測(cè)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號(hào)輸入主處理器；所述LED顯示和繼電器控制部分中，LED顯示用于燈光報(bào)警，所述繼 電器控制用于控制接入儀表盤(pán)的設(shè)備的開(kāi)閉；所述LCD顯示部分用于顯示所述主處理器輸 出的信息；所述工作通信接口用于連接外接設(shè)備。本實(shí)用新型中，所述工作通信接口包括USB接口電路以及RS-232驅(qū)動(dòng)電路，所述 USB接口電路連接USB接口設(shè)備，所述RS-232驅(qū)動(dòng)電路連接北斗模塊。本實(shí)用新型中，所述IXD顯示部分主要由10. 4寸IXD顯示模塊組成，所述IXD顯 示模塊通過(guò)RS232通信接口連接主處理器單元。本實(shí)用新型中，所述LED顯示和繼電器控制部分包括通過(guò)I/O線連接主處理器的 LED驅(qū)動(dòng)部分以及繼電器驅(qū)動(dòng)部分，所述LED驅(qū)動(dòng)部分連接LED顯示陣列，所述繼電器驅(qū)動(dòng) 部分連接電流繼電器。本實(shí)用新型中，所述ADC處理電路包括8路ADC轉(zhuǎn)換電路、8路ADC運(yùn)放接口電路 以及精密運(yùn)算放大電路；所述機(jī)械傳感器分為兩路，一路通過(guò)8路ADC運(yùn)放接口電路以及8路ADC轉(zhuǎn)換電 路傳輸?shù)街魈幚砥?，另一路通過(guò)精密運(yùn)算放大電路傳輸?shù)街魈幚砥?。本?shí)用新型中，包括用于連接上位機(jī)的通信擴(kuò)展部分，所述通信擴(kuò)展部分包括UART驅(qū)動(dòng)電路和CAN驅(qū)動(dòng)電路，以及分別與UART驅(qū)動(dòng)電路和CAN驅(qū)動(dòng)電路連接的通信擴(kuò)展接口。本實(shí)用新型中，包括與主處理器連接的JTAG接口電路。本實(shí)用新型中分別用于顯示、報(bào)警、電氣控制、ADC轉(zhuǎn)換、接口擴(kuò)展和工作模塊連 接等功能；裝備傳感器則是指安裝于工程機(jī)械上的各類傳感器，它負(fù)責(zé)檢測(cè)各種參數(shù)，以 電壓、電阻或是脈沖等信號(hào)方式傳遞給智能數(shù)字化儀表盤(pán)；USB智能卡主要是對(duì)操作手身 份進(jìn)行認(rèn)證和管理，記錄和存儲(chǔ)工程機(jī)械作業(yè)的參數(shù)、油料和摩托小時(shí)消耗消息，主要是由 USB移動(dòng)存儲(chǔ)器和專用格式的存儲(chǔ)信息組成；嵌入式北斗模塊則是成熟產(chǎn)品，主要進(jìn)行定 位和數(shù)據(jù)傳輸，并以串口的形式與智能數(shù)字化儀表盤(pán)進(jìn)行通信。有益效果本實(shí)用新型完全可以替代傳統(tǒng)的機(jī)械式儀表盤(pán)，也是對(duì)現(xiàn)在的一些數(shù) 字化儀表盤(pán)的改進(jìn)，參數(shù)信息顯示更加全面，儀表參數(shù)準(zhǔn)確度較高，高可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定 性，運(yùn)用北斗衛(wèi)星通信可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管控與系統(tǒng)互聯(lián)；另外智能儀表盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程機(jī)械 操作手身份進(jìn)行認(rèn)證和管理，記錄和存儲(chǔ)工程機(jī)械作業(yè)的參數(shù)、燃油和摩托小時(shí)消耗信息； 采用衛(wèi)星定位技術(shù)來(lái)獲取機(jī)械作業(yè)時(shí)的位置、速度等信息。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的具體說(shuō)明，本實(shí)用新型 的上述和/或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚。圖示為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)用新型包括如下組成部分(1)主處理器單元主處理器單元負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和處理，控制顯示和繼電器，檢測(cè)各個(gè)傳感器參 數(shù)以及自動(dòng)報(bào)警等功能，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。本實(shí)用新型采用荷蘭NXP (恩智浦半導(dǎo)體)公 司LPC2478處理芯片。(2) LCD顯示部分IXD顯示模塊是智能儀表盤(pán)的主要顯示部分，采用10. 4寸IXD顯示屏，它采用32 位RSIC-CPU設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一款高性能、低功耗、易使用的真彩色顯示器，可以直接和具有串 行接口的CPU (如51單片機(jī)、AVR、PIC、DSP、ARM、工控機(jī)等)連接，10Mx768、64K色的TFT 真彩顯示屏，支持畫(huà)線、畫(huà)波形、畫(huà)矩形、畫(huà)圓、畫(huà)橢圓等圖形操作，內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘。用戶只需 要簡(jiǎn)單的串行接口，便可以用命令方式，完成上述各種操作。主處理器單元主要用RS232接口通過(guò)顯示屏的專用指令集進(jìn)行顯示屏顯示控制， 通信波特率控制在115200BPS，N81協(xié)議。3) LED顯示和繼電器控制LED驅(qū)動(dòng)和電磁繼電器驅(qū)動(dòng)電路主要是由UU803等驅(qū)動(dòng)芯片組成，主要用于主處 理器驅(qū)動(dòng)LED和電磁繼電器；8個(gè)LED構(gòu)成一個(gè)顯示陣列，采用Φ2. 5紅色高亮LED，設(shè)備的表面再用磨砂后的 半透明膜覆蓋，這樣指示LED即明亮也不會(huì)耀眼；[0026]8個(gè)電磁繼電器主要用來(lái)控制系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和電磁閥門(mén)等，如燃油閥的控制， 這里需要分為兩類，一類可能是啟動(dòng)馬達(dá)，這類的瞬間電流非常大，需要專用大電流的繼電 器，且供電電壓也不一樣，本實(shí)用新型需要采用大電流的電磁繼電器，大電流繼電器就是為 此設(shè)計(jì)，另一類則是一些常用的小電流繼電器。(4) ADC處理電路ADC處理電路是系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)各個(gè)參數(shù)的關(guān)鍵部分，它主要由兩部分組成。一路是由8路運(yùn)放接口電路和8路ADC轉(zhuǎn)換電路組成，這路的ADC轉(zhuǎn)換精度較低， 用來(lái)處理諸如系統(tǒng)的電瓶電壓，系統(tǒng)的燃油油量等參數(shù)。另一路則是由精密運(yùn)算放大電路和主處理器自帶的ADC模塊組成，這路的ADC轉(zhuǎn) 換精度較高，用來(lái)處理諸如油壓傳感器的電壓變化等參數(shù)。(5)通信擴(kuò)展通信擴(kuò)展部分主要是將系統(tǒng)能與上位機(jī)(PC)進(jìn)行RS232通信，也能應(yīng)用CAN和 RS485總線進(jìn)行功能擴(kuò)展。該部分主要包括了 UART驅(qū)動(dòng)和CAN驅(qū)動(dòng)，以及相應(yīng)的通信擴(kuò)展接口。(6)工作通信接口工作通信接口主要是指主處理單元與系統(tǒng)其它模塊進(jìn)行通信所必須的接口，主要 是指與USB智能卡通信的USB接口電路和與北斗模塊、IXD顯示模塊進(jìn)行通信的RS232驅(qū) 動(dòng)電路。本實(shí)用新型工作時(shí)，首先插入U(xiǎn)SB智能卡進(jìn)行用戶識(shí)別，識(shí)別成功后啟動(dòng)工程機(jī) 械和儀表盤(pán)顯示，運(yùn)用裝備傳感器進(jìn)行參數(shù)檢測(cè)，檢測(cè)后的信號(hào)交給智能數(shù)字化儀表盤(pán)進(jìn) 行采樣、顯示和報(bào)警，運(yùn)用嵌入式北斗模塊進(jìn)行定位，并與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，最后，將 工程裝備的操作信息存儲(chǔ)在USB智能卡中。本實(shí)用新型所述的智能儀表盤(pán)以數(shù)字化儀表盤(pán)為支撐，以微處理芯片為核心，高 亮度冷光儀表板為顯示模塊，綜合運(yùn)用微電子技術(shù)、電子傳感器、計(jì)算機(jī)和LCD數(shù)顯等技 術(shù)。其中采用大尺寸LCD進(jìn)行純數(shù)字化的虛擬儀表盤(pán)顯示，動(dòng)態(tài)指針或者進(jìn)度條外加數(shù)字 顯示，可以自由設(shè)計(jì)虛擬儀表盤(pán)樣式，解決了傳統(tǒng)儀表盤(pán)的讀數(shù)慢、顯示樣式單一等問(wèn)題。 其次智能儀表盤(pán)采用運(yùn)算放大電路作為ADC前端處理，后端進(jìn)行溫度補(bǔ)償和曲線修正，解 決了傳統(tǒng)儀表盤(pán)的參數(shù)顯示不準(zhǔn)確和一般數(shù)字儀表盤(pán)的參數(shù)跳躍性比較大等問(wèn)題。本實(shí)用新型的傳感器檢測(cè)信號(hào)輸入采用通道切換器進(jìn)行切換，再加外LCD純數(shù)字 顯示自由設(shè)計(jì)和調(diào)用虛擬儀表盤(pán)背景，可以自由地檢測(cè)各類參數(shù)，適應(yīng)于不同機(jī)型的工程 機(jī)械，這比傳統(tǒng)儀表盤(pán)和一般數(shù)字儀表盤(pán)的應(yīng)用要靈活。USB智能卡的應(yīng)用，可以進(jìn)行用戶 識(shí)別和操作記錄，方便了工程機(jī)械的統(tǒng)一管理，這是其它儀表盤(pán)所不具有的技術(shù)。嵌入式北 斗模塊技術(shù)的應(yīng)用則為工程機(jī)械的定位和數(shù)據(jù)傳輸提供了平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，這也 是其它儀表盤(pán)所沒(méi)有的。本實(shí)用新型提供了一種數(shù)字化智能儀表盤(pán)的思路及方法，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的 方法和途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些 改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有 技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)，其特征在于，包括主處理器，所述主處理器分別連接工作 通信接口、LCD顯示部分、LED顯示和繼電器控制部分、ADC處理電路；所述ADC處理電路連接機(jī)械傳感器，用于將機(jī)械傳感器探測(cè)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸 入主處理器；所述LED顯示和繼電器控制部分中，LED顯示用于燈光報(bào)警，所述繼電器控制用于控制 接入儀表盤(pán)的設(shè)備的開(kāi)閉；所述IXD顯示部分用于顯示所述主處理器輸出的信息；所述工作通信接口用于連接外接設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)，其特征在于，所述工作通信接口 包括USB接口電路以及RS-232驅(qū)動(dòng)電路，所述USB接口電路連接USB接口設(shè)備，所述RS-232 驅(qū)動(dòng)電路連接北斗模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)，其特征在于，所述LCD顯示部分包 括10. 4寸IXD顯示模塊，通過(guò)所述工作通信接口與所述主處理器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)，其特征在于，所述LED顯示和繼 電器控制部分包括通過(guò)I/O線連接主處理器的LED驅(qū)動(dòng)部分以及繼電器驅(qū)動(dòng)部分，所述LED 驅(qū)動(dòng)部分連接LED顯示陣列，所述繼電器驅(qū)動(dòng)部分連接電流繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)，其特征在于，所述ADC處理電路包 括8路ADC轉(zhuǎn)換電路、8路ADC運(yùn)放接口電路以及精密運(yùn)算放大電路；所述機(jī)械傳感器分為兩路，一路通過(guò)8路ADC運(yùn)放接口電路以及8路ADC轉(zhuǎn)換電路傳 輸?shù)街魈幚砥?，另一路通過(guò)精密運(yùn)算放大電路傳輸?shù)街魈幚砥鳌?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)，其特征在于，包括用于連接上位 機(jī)的通信擴(kuò)展部分，所述通信擴(kuò)展部分包括UART驅(qū)動(dòng)電路和CAN驅(qū)動(dòng)電路，以及分別與 UART驅(qū)動(dòng)電路和CAN驅(qū)動(dòng)電路連接的通信擴(kuò)展接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)，其特征在于，包括與主處理器連 接的JTAG接口電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種工程機(jī)械智能儀表盤(pán)，包括主處理器，所述主處理器分別連接工作通信接口、LCD顯示部分、LED顯示和繼電器控制部分、ADC處理電路；所述ADC處理電路連接機(jī)械傳感器，用于將機(jī)械傳感器探測(cè)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入主處理器；所述LED顯示和繼電器控制部分中，LED顯示用于燈光報(bào)警，所述繼電器控制用于控制接入儀表盤(pán)的設(shè)備的開(kāi)閉；所述LCD顯示部分用于顯示所述主處理器輸出的信息；所述工作通信接口用于連接外接設(shè)備。本實(shí)用新型是對(duì)現(xiàn)在的一些數(shù)字化儀表盤(pán)的改進(jìn)，參數(shù)信息顯示更加全面，儀表參數(shù)準(zhǔn)確度較高，高可靠性和系統(tǒng)穩(wěn)定性，運(yùn)用北斗衛(wèi)星通信可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管控與系統(tǒng)互聯(lián)。
文檔編號(hào)G01D7/00GK201852593SQ20102058294
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者曾波, 李劍, 李志 , 蘇小雨, 高寒 申請(qǐng)人:南京銀森機(jī)電科技有限公司