專利名稱：使用金屬接近傳感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方法
技術領域：
本發明涉及對混凝土攪拌運輸車進行監控的方法，特別是涉及一種使用金屬接近 傳感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方法。
背景技術：
隨著我國國民經濟的發展，工程建筑行業對混凝土的需求量持續增加，采用商品 化的預拌混凝土成為一種必然的趨勢。采用商品化混凝土不僅能夠獲得高質量的產品，節 省水泥綜合費用，降低工程成本，而且可以減少噪音、粉塵和殘留物對環境的破壞。基于這 些優勢，混凝土攪拌運輸車的發展就有了堅實的基礎，因為它是目前預拌混凝土唯一合理 的運輸工具，其市場的需求自然大幅度增長。于是，實現對混凝土攪拌車輛及其運送水泥過 程的有效監督、管理和調度便成為一種迫切的需要。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種使用金屬接近傳感器實現混凝 土攪拌運輸車遠程監控的方法，是基于GPS定位和無線網絡通信技術，通過一種金屬接近 傳感器，檢測混凝土攪拌車車罐的轉動方向，然后經車載終端分析處理后，產生卸料報告或 報警，經無線網絡上報至遠程監控中心，由遠程監控中心管理人員再根據情況做出相應的 處理，從而實現對混凝土攪拌車實時監控和安全管理的目的。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種使用金屬接近傳感器實現混凝 土攪拌運輸車遠程監控的方法，包括如下過程遠程監控中心向混凝土攪拌運輸車的車載終端發送允許卸料的一個或多個區域 的地理位置參數；車載終端通過其內的車載無線通信單元接收所述地理位置參數，并將所 述地理位置參數保存在車載終端的存儲器中；車載終端通過其內的車載GPS定位單元按照預先設定的時間定時采集包括位置 信息在內的GPS信息，并將所述GPS信息保存在車載終端的存儲器中；車載終端通過車載檢測單元實時拾取來自車罐轉動所產生的脈沖信號，并將產生 的各脈沖信號的時間點值保存在車載終端的存儲器中；該脈沖信號被設計成車罐每轉動一 圈即有三個跳變脈沖產生，且產生跳變脈沖的三個位置之間的圓弧間隔在一個圓周上以設 定的一個位置為起始點按照順時針方向呈順次增加；車載終端的實時處理控制單元從車載終端的存儲器中實時調取本次脈沖信號的 時間點數據以及本次之前的三次脈沖信號的時間點數據并按照時間的前后順序依次記為 tl、t2、t3 禾口 t4 ；車載終端的實時處理控制單元按照下列計算公式計算時間間隔Tl = t2-tlT2 = t3-t2
T3 = t4-t3車載終端的實時處理控制單元對算式Τ3-Τ2、Τ2_Τ1和Τ1-Τ3進行計算獲得三個差 值，并對三個差值進行如下判斷當三個差值中有二個大于零，則判斷為車罐正轉，否則判 斷為車罐反轉；當車罐反轉時，車載終端的實時處理控制單元從車載終端的存儲器中調取當前 的GPS信息和地理位置參數進行比較和判斷當GPS信息中的位置信息與地理位置參數相 一致時，車載終端通過其內的車載無線通信單元向遠程監控中心發送正常卸料的報告；當 GPS信息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車載終端通過其內的車載無線通信單 元向遠程監控中心發送工作異常的報警信息并接受來自遠程監控中心的操作指令。所述的當車罐反轉時，且GPS信息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車 載終端還將報警信息通過車載液晶顯示屏進行顯示和/或通過車載語音裝置提示。進一步的，還包括車載終端的實時處理控制單元對是否有脈沖信號進行判斷，當 超過最長的脈沖時間間隔后仍未檢測到下一個脈沖，則判定為車罐停轉；當車罐停轉時，車載終端的實時處理控制單元從車載終端的存儲器中調取當前的 GPS信息和地理位置參數進行比較和判斷當GPS信息中的位置信息與地理位置參數相一 致時，車載終端通過其內的車載無線通信單元向遠程監控中心發送正常的報告；當GPS信 息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車載終端通過其內的車載無線通信單元向遠 程監控中心發送工作異常的報警信息并接受來自遠程監控中心的操作指令。所述的當車罐停轉時，且GPS信息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車 載終端還將報警信息通過車載液晶顯示屏進行顯示和/或通過車載語音裝置提示。所述的車罐每轉動一圈的三個跳變脈沖信號的產生是在車罐的轉軸上沿其周線 安裝三個金屬塊，且三個金屬塊之間的圓弧間隔在一個圓周上以設定的一個金屬塊為起始 點按照順時針方向呈順次增加；將金屬接近傳感器安裝在能夠隨車罐一起轉動的位置，并 使金屬接近傳感器在轉動一周的過程中能夠依次與三個金屬塊相靠近，從而由金屬接近傳 感器拾取依次與三個金屬塊相靠近而產生的跳變信號。本發明的有益效果是，由于采用了無線網絡通信技術來實現車載終端與遠程監控 中心之間的信息傳輸，采用了 GPS定位技術來獲取混凝土攪拌運輸車的位置信息，采用了 金屬接近傳感器來檢測車罐的旋轉方向和轉速，并由車載終端根據金屬接近傳感器檢測出 車罐的旋轉方向結合GPS定位裝置提供的位置信息和由遠程監控中心下傳的預設區域的 地理位置參數進行綜合分析判斷，車載終端判斷的結果再通過無線網絡上報給遠程監控中 心，從而實現了遠程對混凝土攪拌車進行實時監控和安全管理，極大地方便了遠程監控中 心實時調度、調配車輛和貨物資源配送，特別是采用金屬接近傳感器與三個金屬塊之間的 配合來檢測出車罐的旋轉方向，具有安裝結構簡單、方便的持點，并具有很強的適用性。以下結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細說明；但本發明的使用金屬接近傳 感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方法不局限于實施例。
圖1是實現本發明方法的硬件結構示意圖；圖2是金屬接近傳感器與三個金屬塊相配合來實現旋轉方向檢測的示意圖3是混凝土攪拌運輸車的構造示意圖。
具體實施例方式實施例，參見附圖所示，實現本發明方法的硬件結構包括遠程監控中心1、車載 GPS定位單元2、車載無線通信單元4、車載實時處理控制單元3、車載人機交互單元5和車 載檢測單元6。其中，車載GPS定位單元2、車載無線通信單元4、車載實時處理控制單元3和車載 人機交互單元5通常集成在一個車載終端設備中；遠程監控中心1由計算機和網絡的軟硬件系統構成，實現對車載終端上報信息的 存儲和分析處理，并對車載終端實現遠程配置和管理；車載GPS定位單元2，用來實現車輛位置定位并提供運動速度、方向等狀態信息；車載無線通信單元4，用來實現無線數據通信以及車載電話、短信等功能；車載終 端通過車載無線通信單元4與遠程監控中心1之間實現數據的互傳；車載人機交互單元5，包括按鍵組、液晶顯示屏、TTS語音播報組件和喇叭等，實現 參數設置、車載電話、短信等功能操作和文本信息的顯示，TTS語音播報組件可實現車輛關 鍵狀態信息、短信息和遠程監控中心1下發調度信息的播報；車載實時處理控制單元3，主要由CPU、存儲器和外圍控制電路組成，根據程序的 設計控制其他各車載單元正常運作，實時采集車輛位置、行駛狀態和傳感器狀態信息，并結 合遠程監控中心1配置的條件分析處理，然后按需要上報遠程監控中心1或經車載人機交 互單元5顯示、播報；車載檢測單元6主要由金屬接近傳感器和3個小金屬塊組成，實現對車罐轉向和 轉速信號的檢測，供車載實時處理控制單元3采集分析；遠程監控中心1與車載終端的車載無線通信單元4之間通過無線網絡7相連接； 車載終端的車載實時處理控制單元3與車載終端的車載GPS定位單元2相連接，前者采集 后者接收到的GPS定位信息；車載終端的車載實時處理控制單元3與車載人機交互單元5 相連接；車載終端的車載實時處理控制單元3與車載檢測單元6相連接，前者采集后者的感
應信息。金屬接近傳感器的作用當有金屬與金屬接近傳感器的探頭20的距離小于一定 值(如3cm以內)，傳感器的信號輸出線的電平狀態將會發生跳變，如從12V變為0V，或從 OV變為12V，根據不同傳感器型號而定。按照本實施例的方式是將水泥罐車100車罐的轉軸101的表面當作一個圓周，把 該圓周按一定比例，本實施例采用3 2 1劃分為互不相等的3個部分，當然也可以是其 它的比例，然后在每個分割點的位置固定一個小金屬塊102，金屬塊102的大小以不影響轉 軸101正常轉動為準，然后把金屬接近傳感器的探頭103安裝在能夠與水泥罐車100的車 罐一起轉動的適當的位置，使其滿足這樣的要求當水泥罐車100的車罐圍繞轉軸101轉動 時，金屬接近傳感器的探頭103可以依次感應到3個小金屬塊102，從而每轉一周金屬接近 傳感器會產生3個跳變脈沖。車載終端的車載實時處理控制單元3實時檢測傳感器的信號線，每檢測到一次脈 沖就記錄脈沖發生的時刻。以某個時刻檢測到任意一個脈沖作為起始脈沖，比如圖2所示的位置，金屬接近傳感器的探頭103接近一個小金屬塊102，得到一個脈沖，記錄起始時刻 tl，然后金屬接近傳感器的探頭103圍繞轉軸順時針轉動一周，車載終端的車載實時處理 控制單元3可檢測到另外3個脈沖，對應到3個時刻t2、t3、t4。由tl t4可得出4個脈 沖之間的三個間隔時間=Tl = t2-tl，T2 = t3-t2，T3 = t4_t3 ；然后將這三個間隔時間做 3組比較，即T3-T2、T2-T1和T1-T3，在順時針轉動的情況下即正轉的情況下，其中二組即 T3-T2、T2-T1均大于零，而且對后續相鄰脈沖進行三組間隔時間比較時，也必然是有二組大 于零；而在逆時針轉動的情況下即反轉的情況下，對相鄰脈沖進行三組間隔時間比較時，必 然有二組小于零；因此，可以這樣來判斷，當相鄰脈沖的三組間隔時間進行如下方式的比較 時Τ3-Τ2、Τ2-Τ1和Τ1-Τ3，若有二組比較數據大于零，則表示車罐是正轉，轉速ω =2π/ (Τ1+Τ2+Τ3)；否則，表示車罐反轉；若超過最長轉動周期的時間仍未檢測到下一個脈沖，則 表示車罐已經停轉(或檢測設備故障)。檢測完一組脈沖后，t4便作為下一組檢測的起始 時刻，如此反復檢測。由上述檢測算法可知，這種檢測方式有一個轉動周期的滯后時間，才能判斷出實 際轉動方向和轉速。但從它的普遍適用性和方法的簡便易行上看，仍不失為一種很好的方法。本發明的使用金屬接近傳感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方法，包括如下 過程遠程監控中心1向混凝土攪拌運輸車的車載終端發送允許卸料的一個或多個區 域的地理位置參數；車載終端通過其內的車載無線通信單元4接收所述地理位置參數，并 將所述地理位置參數保存在車載終端的存儲器中；車載終端通過其內的車載GPS定位單元2按照預先設定的時間定時采集包括位置 信息在內的GPS信息，并將所述GPS信息保存在車載終端的存儲器中；車載終端通過車載檢測單元6實時拾取來自車罐轉動所產生的脈沖信號，并將產 生的各脈沖信號的時間點值保存在車載終端的存儲器中；該脈沖信號被設計成車罐每轉動 一圈即有三個跳變脈沖產生，且產生跳變脈沖的三個位置之間的圓弧間隔在一個圓周上以 設定的一個位置為起始點按照順時針方向呈順次增加；車載終端的實時處理控制單元3從車載終端的存儲器中實時調取本次脈沖信號 的時間點數據以及本次之前的三次脈沖信號的時間點數據并按照時間的前后順序依次記 為 tl、t2、t3 禾口 t4 ；車載終端的實時處理控制單元3按照下列計算公式計算時間間隔Tl =t2--tl
Τ2 =t3--t2
Τ3 =t4--t3車載終端的實時處理控制單元3對算式Τ3-Τ2、Τ2_Τ1和Τ1-Τ3進行計算獲得三個 差值，并對三個差值進行如下判斷當三個差值中有二個大于零，則判斷為車罐正轉，否則 判斷為車罐反轉；當車罐反轉時，車載終端的實時處理控制單元3從車載終端的存儲器中調取當前 的GPS信息和地理位置參數進行比較和判斷當GPS信息中的位置信息與地理位置參數相 一致時，車載終端通過其內的車載無線通信單元4向遠程監控中心1發送正常卸料的報告；
7當GPS信息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車載終端通過其內的車載無線通信 單元4向遠程監控中心1發送工作異常的報警信息并接受來自遠程監控中心1的操作指 令。其中當車罐反轉時，且GPS信息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車載終端 還將報警信息通過車載液晶顯示屏進行顯示和/或通過車載語音裝置提示；進一步的，還包括車載終端的實時處理控制單元3對是否有脈沖信號進行判斷， 當超過最長的脈沖時間間隔后仍未檢測到下一個脈沖，則判定為車罐停轉；當車罐停轉時，車載終端的實時處理控制單元3從車載終端的存儲器中調取當前 的GPS信息和地理位置參數進行比較和判斷當GPS信息中的位置信息與地理位置參數相 一致時，車載終端通過其內的車載無線通信單元4向遠程監控中心1發送正常的報告；當 GPS信息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車載終端通過其內的車載無線通信單 元4向遠程監控中心1發送工作異常的報警信息并接受來自遠程監控中心的操作指令；當車罐停轉時，且GPS信息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車載終端 還將報警信息通過車載液晶顯示屏進行顯示和/或通過車載語音裝置提示；所述的車罐每轉動一圈的三個跳變脈沖信號的產生是在車罐的轉軸101上沿其 周線安裝三個金屬塊102，且三個金屬塊102之間的圓弧間隔在一個圓周上以設定的一個 金屬塊102為起始點按照順時針方向呈順次增加；將金屬接近傳感器安裝在能夠隨車罐一 起轉動的位置，并使金屬接近傳感器的探頭103在轉動一周的過程中能夠依次與三個金屬 塊102相靠近，從而由金屬接近傳感器拾取依次與三個金屬塊102相靠近而產生的跳變信 號。在實際使用中，首先，車載終端及檢測單元先按要求安裝完畢，車載終端一般安裝 在駕駛室內，傳感器檢測信號線引出到檢測單元，檢測單元的安裝位置如圖3中的C區，當 然也可以有其它的安裝方式，實際安裝時要根據具體車型車罐轉軸的不同結構選擇相應的 安裝位置。然后，遠程監控中心1下發幾個區域參數到終端并存儲起來，這些區域參數對應 著水泥罐車可能的目的地，可能是幾處需要配送水泥的工地。水泥罐車正常情況下保持車罐正轉，這樣可以向罐內裝入預拌的水泥，并在運輸 過程中保持攪拌防止凝結。車載終端通過檢測單元6實時檢測車罐的轉動方向和轉速，并 通過無線網絡7上報到中心備查。若因意外情況或特殊原因，在運輸過程中車罐的轉向發生改變或停止轉動，則車 載終端檢測出來后立即產生卸料或車罐停轉報警，報警信息迅速上報到遠程監控中心1，由 遠程監控中心1的管理人員做出緊急應對處理；同時車載終端還會將告警信息通過液晶顯 示屏和TTS語音提示司機。若水泥罐車已安全到達目的地，然后才改變車罐的轉向，此時車載終端認為這是 正常卸料動作，產生卸料報告，也上報遠程監控中心1備案。若某輛水泥罐車已運輸水泥前往工地A，而后管理人員發現工地B更急需此批水 泥，則管理人員可通過遠程監控中心1下發調度信息，告知司機改變目的地，司機接收到信 息后會給遠程監控中心1確認答復。
上述實施例僅用來進一步說明本發明的使用金屬接近傳感器實現混凝土攪拌運 輸車遠程監控的方法，但本發明并不局限于實施例，凡是依據本發明的技術實質對以上實 施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1. 一種使用金屬接近傳感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方法，其特征在于包 括如下過程遠程監控中心向混凝土攪拌運輸車的車載終端發送允許卸料的一個或多個區域的地 理位置參數；車載終端通過其內的車載無線通信單元接收所述地理位置參數，并將所述地 理位置參數保存在車載終端的存儲器中；車載終端通過其內的車載GPS定位單元按照預先設定的時間定時采集包括位置信息 在內的GPS信息，并將所述GPS信息保存在車載終端的存儲器中；車載終端通過車載檢測單元實時拾取來自車罐轉動所產生的脈沖信號，并將產生的各 脈沖信號的時間點值保存在車載終端的存儲器中；該脈沖信號被設計成車罐每轉動一圈即 有三個跳變脈沖產生，且產生跳變脈沖的三個位置之間的圓弧間隔在一個圓周上以設定的 一個位置為起始點按照順時針方向呈順次增加；車載終端的實時處理控制單元從車載終端的存儲器中實時調取本次脈沖信號的時間 點數據以及本次之前的三次脈沖信號的時間點數據并按照時間的前后順序依次記為tl、 t2、t3 禾口 t4 ；車載終端的實時處理控制單元按照下列計算公式計算時間間隔Tl=t2--tlT2=t3--t2T3=t4--t3車載終端的實時處理控制單元對算式T3-T2、T2-T1和T1-T3進行計算獲得三個差值， 并對三個差值進行如下判斷當三個差值中有二個大于零，則判斷為車罐正轉，否則判斷為 車罐反轉；當車罐反轉時，車載終端的實時處理控制單元從車載終端的存儲器中調取當前的GPS 信息和地理位置參數進行比較和判斷當GPS信息中的位置信息與地理位置參數相一致 時，車載終端通過其內的車載無線通信單元向遠程監控中心發送正常卸料的報告；當GPS 信息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車載終端通過其內的車載無線通信單元向 遠程監控中心發送工作異常的報警信息并接受來自遠程監控中心的操作指令。
2.根據權利要求1所述的使用金屬接近傳感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方 法，其特征在于所述的當車罐反轉時，且GPS信息中的位置信息與地理位置參數不相一致 時，車載終端還將報警信息通過車載液晶顯示屏進行顯示和/或通過車載語音裝置提示。
3.根據權利要求1所述的使用金屬接近傳感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方 法，其特征在于進一步的，還包括車載終端的實時處理控制單元對是否有脈沖信號進行 判斷，當超過最長的脈沖時間間隔后仍未檢測到下一個脈沖，則判定為車罐停轉；當車罐停轉時，車載終端的實時處理控制單元從車載終端的存儲器中調取當前的GPS 信息和地理位置參數進行比較和判斷當GPS信息中的位置信息與地理位置參數相一致 時，車載終端通過其內的車載無線通信單元向遠程監控中心發送正常的報告；當GPS信息 中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車載終端通過其內的車載無線通信單元向遠程 監控中心發送工作異常的報警信息并接受來自遠程監控中心的操作指令。
4.根據權利要求3所述的使用金屬接近傳感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方 法，其特征在于所述的當車罐停轉時，且GPS信息中的位置信息與地理位置參數不相一致時，車載終端還將報警信息通過車載液晶顯示屏進行顯示和/或通過車載語音裝置提示。
5.根據權利要求1所述的使用金屬接近傳感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方 法，其特征在于所述的車罐每轉動一圈的三個跳變脈沖信號的產生是在車罐的轉軸上 沿其周線安裝三個金屬塊，且三個金屬塊之間的圓弧間隔在一個圓周上以設定的一個金屬 塊為起始點按照順時針方向呈順次增加；將金屬接近傳感器安裝在能夠隨車罐一起轉動的 位置，并使金屬接近傳感器在轉動一周的過程中能夠依次與三個金屬塊相靠近，從而由金 屬接近傳感器拾取依次與三個金屬塊相靠近而產生的跳變信號。
全文摘要
本發明公開了一種使用金屬接近傳感器實現混凝土攪拌運輸車遠程監控的方法，是采用無線網絡通信技術實現車載終端與遠程監控中心之間的信息傳輸，采用GPS定位技術獲取混凝土攪拌運輸車的位置信息，采用金屬接近傳感器檢測車罐的旋轉方向和轉速，并由車載終端根據金屬接近傳感器檢測出車罐的旋轉方向結合GPS定位裝置提供的位置信息和由遠程監控中心下傳的預設區域的地理位置參數進行綜合分析判斷，車載終端判斷的結果再通過無線網絡上報給遠程監控中心，從而實現了遠程對混凝土攪拌車進行實時監控和安全管理，極大地方便了遠程監控中心實時調度、調配車輛和貨物資源配送，具有安裝結構簡單、方便的持點，并具有很強的適用性。
文檔編號G01S5/16GK102087512SQ200910311029
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月7日 優先權日2009年12月7日
發明者楊磊, 賴榮東, 陳從華, 陳挺, 黃運峰 申請人:廈門雅迅網絡股份有限公司