论文摘要:本文将蓝牙通讯技术运用到工程机械液压油泵温度监测装置中,解决了数据采集和传输困难的问题,实现了对工程机械液压油泵的远程无线实时检测。实验结果显示该系统稳定、可靠,是较为理想的监测和诊断保障系统。
关键词:蓝牙技术;工程机械;温度监测
中图分类号:TN925文献标识码:A文章编号:1006-4311(2013)16-0051-02
0引言
液压系统是工程机械的关键组成部分之一,它的工作状态与可靠性在很大程度上决定了工程机械本身的工作性能与可靠性。液压泵是整个液压系统的心脏,泵的性能直接影响着液压系统的性能。因此,对液压泵进行故障诊断与状态监测尤为重要。
本项目研制了一种基于蓝牙技术的液压油泵监测装置,该装置能够在不影响液压油泵正常工作的情况下,对液压油泵正常运行过程中的温度、压力、流量进行实时监测,确保液压油泵安全工作。采集的数据可以通过蓝牙传到地面系统。通过对数据的分析处理,画出曲线,再通过与专家系统数据库提供的标准曲线对比,诊断液压油泵参数是否偏离正常值,从而对故障做出诊断。
本文以该液压油泵测试装置中的温度测试为例,简述其设计过程。
1系统的总体设计
液压油泵监测装置方框图如图1所示。根据数据采集系统需要,我们将从涡轮流量传感器出来的温度信号经信号调理电路转换为模拟量标准电压信号,再经AD转换后,进入单片机的输入端,通过蓝牙无线传输模块或者串口发送给单机监控子系统(车载智能终端)进行进一步的数据分析与处理。单机监控子系统通过报警程序和人机界面把车辆的各方面的信息传达给工程机械操作人员,同时通过单机监控子系统的蓝牙无线传输模块发送给现场的监控中心。单片机的I/O时钟、数据输入、片选信号由单片机的P0.3、P0.2、P0.0提供,转换结果由P0.1口串行读出。
2单片机与蓝牙模块的接口电路
本设计采用STC89C52RC单片机,该单片机拥有串行通讯口,可以直接与其进行通讯,但是由于单片机采用的信号电平为5V,而蓝牙模块工作电压采用的是3.3V,因此设计了一个稳压电路,同时连接一个发光二极管在其P101引脚上,用来显示蓝牙模块的工作状态。单片机和蓝牙模块的接口电路如图2所示。
3USB通讯转换芯片接口
本设计需要USB通信接口与RS232转换芯片连接。故采用Prolific公司生产的PL2303——RS232-USB接口转换器,可提供一个RS232全双工异步串行通信装置与USB功能接口便利联接的解决方案。该器件作为USB/RS232双向转换器,一方面从主机接收USB数据并将其转换为RS232信息流格式发送给外设;另一方面从RS232外设接收数据转换为USB数据格式传送回主机,传输速率高达115200bps。通讯转换芯片的接口电路如图3所示。
4温度传感器与单片机的接口
本设计中选用的单总线温度传感器DS18B20,是DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器。因为其输出为数字信号,故不需要接A/D转换,其输出端直接接单片机的INT0口。
5上位机软件程序设计
整个程序主要由两部分组成:登录界面和实时采集界面。登录界面的框图如图5、图6所示。当操作人员输入用户名和密码与已设定的值相等时,点击确认登陆,程序向下执行,进入条件结构,系统登陆成功,调用采集程序。否则,系统不能登陆,登录程序自动关闭。不执行登陆界面的程序,将无法执行实时采集的程序,这大大增加了该系统的安全性、保密性。
数据采集部分,如图7、图8所示。可以实现数据采集、显示、存储等功能。由传感器传来的信号由单片机处理、采集,并通过蓝牙模块发送到PC机上,收到的数据通过处理后,一路通过波形图表可以显示波形,另一路送到比较器,进行上下限的设置,最后一路送到时间表格显示模块显示,该模块上还有一个重要的功能——数据存储。
通过数据采集系统,我们在上位机通过串口读取数据,可以得到温度的数字信号。通过设计的上位机程序,我们利用采集的数字信号可以画出实时的时间/幅值图,以及生成所需要的检测报告。
6结论
本文将蓝牙无线通讯技术与基于网络的远程故障诊断相结合,建立工程机械温度无线监测系统,实现对在野外作业的工程机械液压油泵温度的实时监测。可依照该检测装置实现对工程机械其他参数的监测,从而达到对工程机械的状态进行监测和故障诊断的目的。有效提高工程机械状况检测和故障诊断的快速性、准确性、可靠性。
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