基于STM32的混合動(dòng)力推土機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、工程機(jī)械對(duì)于一個(gè)國(guó)家的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。隨著科技與社會(huì)的共同進(jìn)步，傳統(tǒng)的工程機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)越發(fā)復(fù)雜，混合動(dòng)力工程機(jī)械越來(lái)越多。一般的工程機(jī)械的工作環(huán)境較差，經(jīng)常處于長(zhǎng)時(shí)間工作狀態(tài)，因此故障容易發(fā)生。如若機(jī)器發(fā)生故障，不僅容易耽誤工程進(jìn)度，而且容易造成人員傷亡。因此對(duì)工程機(jī)械如混合動(dòng)力推土機(jī)，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控勢(shì)在必行。本文針對(duì)山推某型號(hào)混合動(dòng)力推土機(jī)，開(kāi)發(fā)一套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控推土機(jī)工況的功能。此系統(tǒng)可及時(shí)的將工作現(xiàn)場(chǎng)的推土機(jī)

2、相關(guān)運(yùn)行參數(shù)通過(guò)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(yuǎn)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(shí)時(shí)性入手。該舉措可以更及時(shí)的使技術(shù)人員獲得工作中的推土機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。而提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，方法眾多，可以借鑒乘用車(chē)現(xiàn)在采用的一些新興總線協(xié)議，如Flexray，CAN FD，或者對(duì)機(jī)械整體進(jìn)行硬件升級(jí)，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(jià)較為昂貴，目前僅

3、用于高端轎車(chē)，CAN FD對(duì)工程機(jī)械信息傳輸?shù)目煽啃詿o(wú)法做到像傳統(tǒng)CAN總線一樣穩(wěn)定，此外推土機(jī)硬件的整體升級(jí)將直接導(dǎo)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(duì)提高數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性問(wèn)題，分析原推土機(jī)內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)，借鑒部分乘用車(chē)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)布置辦法，考慮到推土機(jī)工作環(huán)境惡劣，在不做較大的硬件改動(dòng)的情況下，對(duì)推土機(jī)內(nèi)部各個(gè)ECU節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化進(jìn)行切實(shí)可行的研究。
　　本文根據(jù)專業(yè)文獻(xiàn)對(duì)影響網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性的因素進(jìn)行詳細(xì)分

4、析，認(rèn)為降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率可極大提高網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性。并進(jìn)一步闡述不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)實(shí)時(shí)性影響，確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(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(shí)際情況選擇相對(duì)應(yīng)的仿真軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)級(jí)仿真，仿真對(duì)象為CAN單總線和CAN雙總線的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載對(duì)比。接著，用OPNET對(duì)推土機(jī)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，模擬出推土機(jī)內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)之間信息的傳輸過(guò)程。為進(jìn)一步優(yōu)化推土機(jī)CAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸速率做了充足的準(zhǔn)備。
　　本文還闡述了遺傳算法的

5、相關(guān)知識(shí)，列出了使用遺傳算法的具體流程。通過(guò)對(duì)該推土機(jī)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化問(wèn)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(fù)載率的數(shù)學(xué)模型。并利用該數(shù)學(xué)模型對(duì)CAN網(wǎng)絡(luò)雙總線節(jié)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，得出相關(guān)結(jié)果，確定每條總線上的節(jié)點(diǎn)如何分布。最終，對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)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(diǎn)布置，在OPNET中搭建半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ推脚_(tái)，利用相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，取得理想結(jié)果。最后，基于以上的改善措施，提出了該