露天矿卡车运行数据采集系统应用的研究

张坤飞

（神华北电胜利能源有限公司胜利露天煤矿，内蒙古锡林郭勒026000）

0 引言

目前，在矿山生产中，卡车运行出现的问题都是靠人的感觉来观察卡车的故障点。这种方法有很多缺点，不能及时发现卡车发动机、变速箱、仪表盘、胎压、刹车片厚度出现故障的时间，存在很大的安全隐患。为解决上述问题，本文以卡车数据采集系统为研究对象，该系统采用先进的数据采集技术、网络传感技术、信息通信技术，实现卡车五大重要位置的实时监测。

1 卡车数据采集系统组成及工作原理

1.1 系统组成

仪表盘数据：从仪表盘下接线端子的接口处引出接线端子（三通），接入数据接收装置，从而达到既能接收仪表盘数据又不影响原来仪表盘显示的效果。

数据包括：时速、里程、油耗、发动机转速、发动机油压、发动机水温、变速箱油压、变速箱油温、模块A、模块B、模块C。

变速箱数据：从副驾驶座下的圆形接口端子上加一个三通，实现接收变速箱数据的功能；发动机数据同变速箱数据；系统数据采集还包括胎压监测、刹车片厚度监测。

把矿用卡车数据采集系统与Mesh终端无线远传系统有机结合起来，满足矿用卡车信息结构中各层之间信息沟通需求，增加各子系统之间的互联性和可扩展性。充分考虑将来需求的成长空间，所提供的系统平台与技术充分配合未来功能及扩充项目的需求，以避免将来重复投资。标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始终，奠定了系统开放性、可扩展性、可维护性、可靠性和经济性的基础。

1.2 工作原理

经过详细地了解研究，矿用卡车数据采集系统主要需解决的问题如下：

（1）在矿用卡车生产和维修过程中及时发现故障，及时维修，以提高生产和维修效率。

（2）准确采集露天矿卡车各关键部位数据：发动机数据、变速箱数据、仪表盘数据、胎压、刹车片厚度。

（3）将采集到的设备状态信息及时展示在调度中心，为领导决策和管理提供依据。

（4）发动机工作时间的累积：当发动机工作250 h时报警，进行发动机保养。上位机记录保养日期，保养后队里清除报警。

（5）发动机转数超标报警，具体数据待定。

（6）超速管理系统。

（7）燃油表加油、耗油记录，并有曲线表。

（8）发动机冷却液温度超限报警，具体数据待定。

（9）发动机机油压力，具体数据待定。

（10）发动机油温对车辆启动和行驶的限制指标。

（11）变速箱油温报警，具体数据待定。

（12）变速箱油压报警，具体数据待定。

（13）胎压报警，具体数据待定。

（14）闸皮子厚度报警，具体数据待定。

2 模型建立

3 卡车数据采集系统应用实例

（1）系统工作原理如图1所示。

（2）矿用卡车数据采集系统功能及特点：系统能自动连续采集关键数据并实时传输，采用了大规模高精度集成电路，低功耗元件，使整机处于稳定的工作状态，提高了安全性能；采用了掉电记忆芯片，提高了可靠性和稳定性，使用非常简单、方便、精确。由于系统采用了新型的电子技术和最新的生产工艺，故而功能齐全、性能稳定，并具有重量轻、外观美、功能多等特点。

（3）Mesh无线远距离传输网络如图2所示。

4 结语

矿用卡车数据采集系统是集计算机软硬件、信息采集处理、数据传输、网络数据通信等技术的综合应用为一体的信息技术产品。该系统通过采集设备对矿用卡车各关键部位（发动机、变速箱、仪表盘、胎压、刹车片）进行持续的高精数据信息采集，从而实现对各个关键部位的自动化管理；同时也将关键部位和设备状态信息通过数据接收板及USB与Mesh终端相

图1 卡车运行数据采集系统工作原理图

该系统由于集成了技术含量较高的高精度数据采集技术，在数据采集终端上应用了目前传输速率最快的采集芯片，实现了可靠的数据采集；数据通信采用了高质量的传感器技术，使得各重点部位状态信息可以实时被采集传递。同时，信息采集和数据传输等设备采用本质安全型设计，安装方便，作用距离远，信号安全保密性高，对人体无电磁污染，环境适应性强。

（1）信息采集快，抗干扰能力极强：采用最新采集芯片，采集信息精度高，空中传输每秒1兆位（1 Mb/s），是目前芯片中最精最快的，更有利于数据采集传递密度较大的场合应用，技术在国内处于领先状态。

（2）卡车每个关键部位都可实现数据实时发送：各个重要部位所采集到的信息能及时有效地传到数据传输接口，通过Mesh终端将信息传递到数据中心（服务端），以保证矿区车辆信息全车全区域覆盖。

图2 Mesh无线远距离传输网络

（3）设备故障自检：有设备故障自动报警功能，维修十分方便。连，最后由Mesh终端经过各个基站传输到数据中心（服务端），使得采集到的设备状态信息及时展示在调度中心，为领导决策和管理提供了依据。