[发明专利]矿用车辆运行状态信号采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及的技术领域为数据采集技术领域，具体涉及的一种矿用车辆运行状态信号采集装置。

背景技术

由于矿用车辆的载荷巨大，工作环境恶劣，为了保证车辆安全、稳定、长周期、满负荷、优质高速运行，需要对车辆运行状态进行检测。从矿用车辆的实际情况出发，矿用车辆运行信号采集装置应该满足以下功能：能够采集车辆运行过程中的发动机、传动系等振动信号；满足同步采集的要求；由于振动信号要求的采样率比较高，所以要求有足够的内存以存取足够的信号数据；由于矿用车辆工作环境差，该装置还满足防水、防振、防尘、防冲击等技术要求。

基于OBDⅡ标准的状态数据获取。电控发动机常配置满足OBDⅡ标准的数据接口，研究基于OBDⅡ标准的状态数据获取技术，从电控系统中读取发动机的缓变过程的参数数据，如温度、压力、转速等。

由于振动信号采样率比较高，所以该装置需有比较大的存储空间以存取足够时间的振动信号数据。该装置要求能够与上位机通讯，将采集的数据传输到上位机进行故障分析；并且要求满足人机交互的功能，通过上位机对装置参数进行设置，以适用于不同情况下的振动信号采集。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对矿用车辆恶劣运行状况，提供一种满足矿用车辆运行状况信号采集装置，用以在矿用车辆运行过程中，连续、准确地记录发动机、传动系运行信息，通过对运行信息进行分析做出故障判断，并在确定故障情况下提供下述功能：1、出现故障时及时给司机进行提示；2、能够对出现故障的信号数据进行标记存储；3、能够将采集的数据上传到上位机，通过上位机对故障信号进行分析以确定故障类型。

一种矿用车辆运行状态信号采集装置，所述信号采集装置包括中央处理器单元和信号采集单元，所述中央处理器单元包括核心模块、UART、3G 模块、Ethernet、USB、CAN、Mico SD，其中，所述核心模块采用AT91SAM9X35芯片作为MPU，其主频400MHz，并具有128MB SDRAM、256MB NANDFLASH；UART和USB用于调试，其置于采集装置内部，没有外部接口；3G模块为无线传输模块，用于无线传输传感器数据；Ethernet用来与上位机通信，将采集数据上传到上位机；CAN采用电气隔离CAN2.0总线接口，用于采集矿用车辆总线数据；Mico SD用于存储采集数据；所述信号采集单元包括FPGA、两个ADC、8路外接振动传感器和8路外接温度传感器，所述FPGA用于进行ADC与所述MPU之间的数据交换，通过采集到的车辆总线数据，振动传感器和温度传感器数据，用来监测整个车辆运行状态，并协助诊断车辆故障。

其中，所述信号采集装置包括防水、防振、防尘机箱，该机箱为铸铝材料，具有良好的密封性，并采用弹簧减震。

其中，所述FPGA采用了逻辑单元阵列LCA，其内部包括配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输入输出模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。

其中，所述FPGA是ALTERA生产的Cylone系列FPGA。

其中，所述ADC采用ADC7606芯片，其采样频率最高为200K，16位8通道。

其中，Mico SD扩展的卡满足2-4G内存。

附图说明

图1为矿用车辆运行状态信号采集装置原理示意图。

图2为中央处理单元原理图。

图3为信号采集单元原理图。

图4为电源模块单元示意图。

图5为D5V电源模块原理图。

具体实施方式