張賢輝 許剛 陳都

摘 要 由于工程機械車輛工作環(huán)境的特殊性，使用具備監(jiān)控功能的設(shè)備能更好地保證其作業(yè)效果，本文探究北斗導(dǎo)航技術(shù)在工程機械車輛領(lǐng)域的應(yīng)用前景，從國家政策導(dǎo)向、新產(chǎn)品研發(fā)、功能設(shè)計、工程機械車輛的市場環(huán)境四方面入手進行分析總結(jié)，以供參考。

關(guān)鍵詞 全功能車載導(dǎo)航;組合設(shè)計;內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)

引言

我國的城市化進程不斷加快，各行業(yè)的機械化水平也在不斷提高，對工程機械車輛提出了更高的要求。將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)運用在工程機械車輛上，優(yōu)化車輛的作業(yè)效果，同時為操作員提供有價值的信息服務(wù)。

1工程機械車輛平穩(wěn)發(fā)展

受制于疫情的影響，目前工程機械車輛的業(yè)績并不樂觀。但在后疫情時代，在民間投資、高鐵建設(shè)和運營、房地產(chǎn)開發(fā)和國家“一帶一路”的帶動作用下，工程機械車輛市場正逐漸回暖，在未來幾年的時間內(nèi)可以預(yù)見會平穩(wěn)發(fā)展。因此北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在工程機械車輛行業(yè)上的應(yīng)用有著比較樂觀的前景，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)目前在經(jīng)濟市場上只有20億元的規(guī)模，但是據(jù)相關(guān)權(quán)威部門的預(yù)測，在未來的八年時間內(nèi)，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的市場規(guī)模將會達(dá)到1000億元。相比于伽利略計劃，北斗衛(wèi)星更為成熟，會24小時全天候開放，開創(chuàng)具有通信功能的先例，有比GPS定位系統(tǒng)更為優(yōu)異的功能和通信安全性，而且通訊盲區(qū)也比較少，這使得北斗導(dǎo)航系統(tǒng)更具競爭力[1]。有在線監(jiān)控的功能，可查詢車輛、定位車輛、實時跟蹤、匯報車輛最后位置、設(shè)置參數(shù)、回放工作歷史、警告車輛端油電、區(qū)域監(jiān)控、統(tǒng)計警情、統(tǒng)計歷史軌跡、統(tǒng)計運行狀態(tài)、統(tǒng)計進出關(guān)鍵點。

2導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)受國家重視

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)與國家國防和社會經(jīng)濟有密切的聯(lián)系，屬于國家的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，近年來，為了擺脫對美國GPS系統(tǒng)的依賴，提高國家重大裝備應(yīng)用的安全性，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用越來越受到國家的重視。國家政府出臺了一系列政策，以有效促進北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用取得突破性進展。面向北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，國家發(fā)改委制定了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的中長期發(fā)展計劃，與此同時也設(shè)置了應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專項資金。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航擁有自主性的知識產(chǎn)權(quán)，推出的相關(guān)政策也說明國家政府對該項技術(shù)的使用和發(fā)展非常重視。未來衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)會在抗災(zāi)救災(zāi)、軍工和交通運輸行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

3全功能車載導(dǎo)航定位器的應(yīng)用

如中聯(lián)重科研發(fā)的新一代全功能車載導(dǎo)航定位儀Z-box，該設(shè)備的工作電壓是DC 9V-36V，適用12V/24V兩種車載系統(tǒng);可以工作于-40℃～85℃環(huán)境溫度;滿足車載ISO7637-2電浪涌抗干擾要求;集成4G聯(lián)網(wǎng)功能;終端配置了3路CAN2.0B接口;可擴展一定的模擬量輸入及開關(guān)量輸入;產(chǎn)品性能穩(wěn)定，可以適用于不同類型的工程機械車輛產(chǎn)品。工程機械行業(yè)的車輛對該產(chǎn)品有較大的需求。終端能確定車輛的位置、監(jiān)控油量以及車輛的路線和軌跡、拍照監(jiān)控相應(yīng)部位[2]。將全功能車載導(dǎo)航定位儀運用在起重機行業(yè)，具備的吊重監(jiān)控、超載提醒、工作記錄及黑匣子數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程保存、車輛調(diào)度、作業(yè)數(shù)據(jù)分析等功能。將導(dǎo)航儀運用于混凝土行業(yè)，能檢測混凝土罐體的正反轉(zhuǎn)情況，檢測油量的剩余情況，另外還能確定車輛的位置。如圖1所示，為北斗導(dǎo)航定位儀Z-box在中聯(lián)重科混凝土泵車、起重機上的使用情況。

4多模塊的組合設(shè)計

北斗導(dǎo)航是我國自主研發(fā)的導(dǎo)航產(chǎn)品，以北斗衛(wèi)星系統(tǒng)為基礎(chǔ)的工程機械車輛導(dǎo)航和遠(yuǎn)程服務(wù)終端運用了多模塊化的組合設(shè)計，在高性能芯片的作用下，運用標(biāo)準(zhǔn)接口將各個接口連接起來，借助于系統(tǒng)平臺和移動通信網(wǎng)絡(luò)，使得工程機械車輛具備衛(wèi)星定位、導(dǎo)航的作用，同時也能檢測油路、溫度、液壓、電壓。使用無線數(shù)據(jù)通信接口與監(jiān)控中心系統(tǒng)相連接，形成數(shù)據(jù)通信的功能，并準(zhǔn)確定位移動位置。能遠(yuǎn)程監(jiān)控特種工程車，并實現(xiàn)遠(yuǎn)程檢測。在北斗工程機械車的車載平臺上將ARM嵌入，就能實現(xiàn)快速定位和不間斷工作。系統(tǒng)便于攜帶，并能有效導(dǎo)航。整個系統(tǒng)有較強的實時性，也非常安全，能快速響應(yīng)，而且不會消耗過多的能源。硬件模塊選用的是S3C2440A處理器，該處理器中的核心部分是16/32位的ARM920t。構(gòu)建了高速緩沖體系，實現(xiàn)的功能有觸摸LCD、CAN、SPI、USB。內(nèi)部組成有射頻前端、A/D轉(zhuǎn)換器，有較好應(yīng)用性能的集成模塊BD-228，另外還有基帶信號ARM處理器。將車載終端和車輛內(nèi)部控制網(wǎng)絡(luò)連接起來，會用到三條CAN總線，分高速、中速、低速三個等級，使用的收發(fā)器JA1050有兩種工作模式，分別是高速和靜音。

5結(jié)束語

綜上所述，北斗導(dǎo)航技術(shù)在工程機械車輛領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，目前導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)受國家重視，行業(yè)內(nèi)的知名企業(yè)也研發(fā)了全新的全功能車載北斗定位儀，并陸續(xù)投入使用，實現(xiàn)了多模塊的組合設(shè)計，在工程機械車輛平穩(wěn)發(fā)展的情況下，該項事業(yè)也將得到進一步推進。

參考文獻

[1] 林汝景.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用終端檢測技術(shù)探究[J].信息通信，2020（3）：72-73.

[2] 羅政.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在應(yīng)急預(yù)警信息發(fā)布中的應(yīng)用[J].數(shù)字通信世界，2020（2）：27-28.