基于STM32的混合動力推土機遠程監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、工程機械對于一個國家的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。隨著科技與社會的共同進步，傳統(tǒng)的工程機械動力系統(tǒng)越發(fā)復雜，混合動力工程機械越來越多。一般的工程機械的工作環(huán)境較差，經(jīng)常處于長時間工作狀態(tài)，因此故障容易發(fā)生。如若機器發(fā)生故障，不僅容易耽誤工程進度，而且容易造成人員傷亡。因此對工程機械如混合動力推土機，進行遠程監(jiān)控勢在必行。本文針對山推某型號混合動力推土機，開發(fā)一套遠程監(jiān)控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控推土機工況的功能。此系統(tǒng)可及時的將工作現(xiàn)場的推土機

2、相關(guān)運行參數(shù)通過GPRS傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，以此避免一些不必要故障的發(fā)生。
　　在最初的遠程監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，想提高其系統(tǒng)性能，可從提高其信息采集速率、提高系統(tǒng)實時性入手。該舉措可以更及時的使技術(shù)人員獲得工作中的推土機的運行參數(shù)。而提高系統(tǒng)實時性，方法眾多，可以借鑒乘用車現(xiàn)在采用的一些新興總線協(xié)議，如Flexray，CAN FD，或者對機械整體進行硬件升級，即采用更加快速的處理器，更加優(yōu)良的傳輸介質(zhì)。但Flexray造價較為昂貴，目前僅

3、用于高端轎車，CAN FD對工程機械信息傳輸?shù)目煽啃詿o法做到像傳統(tǒng)CAN總線一樣穩(wěn)定，此外推土機硬件的整體升級將直接導致制造成本上升，制造難度增大，不利于大面積銷售。本文針對提高數(shù)據(jù)傳輸實時性問題，分析原推土機內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，借鑒部分乘用車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)布置辦法，考慮到推土機工作環(huán)境惡劣，在不做較大的硬件改動的情況下，對推土機內(nèi)部各個ECU節(jié)點拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化進行切實可行的研究。
　　本文根據(jù)專業(yè)文獻對影響網(wǎng)絡(luò)實時性的因素進行詳細分

4、析，認為降低網(wǎng)絡(luò)負載率可極大提高網(wǎng)絡(luò)實時性。并進一步闡述不同拓撲結(jié)構(gòu)對實時性影響，確定網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可由單總線結(jié)構(gòu)優(yōu)化為雙總線結(jié)構(gòu)。根據(jù)實際情況選擇相對應的仿真軟件進行網(wǎng)絡(luò)級仿真，仿真對象為CAN單總線和CAN雙總線的網(wǎng)絡(luò)負載對比。接著，用OPNET對推土機內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行建模，模擬出推土機內(nèi)部各個系統(tǒng)之間信息的傳輸過程。為進一步優(yōu)化推土機CAN網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，提高遠程監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸速率做了充足的準備。
　　本文還闡述了遺傳算法的

5、相關(guān)知識，列出了使用遺傳算法的具體流程。通過對該推土機內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點優(yōu)化問題的合理分析，在Matlab中搭建了關(guān)于降低雙總線網(wǎng)絡(luò)負載率的數(shù)學模型。并利用該數(shù)學模型對CAN網(wǎng)絡(luò)雙總線節(jié)點拓撲結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，得出相關(guān)結(jié)果，確定每條總線上的節(jié)點如何分布。最終，對優(yōu)化結(jié)果進行闡述分析，確定合適的優(yōu)化方案。根據(jù)優(yōu)化方案中的節(jié)點布置，在OPNET中搭建半實物仿真實驗模型平臺，利用相關(guān)實驗器材進行實驗驗證，取得理想結(jié)果。最后，基于以上的改善措施，提出了該