專利名稱：工程機械數據總線電器集中控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在工程機械中用于對電器進行集中控制的工程機械數據總線電器集中控制系統。
背景技術：
以往要實現工程機械的發動機啟動控制、前雨刮控制、后雨刮控制、雨刮噴水控制、制動燈控制、左轉向燈控制、熄火電磁鐵控制、右轉向燈控制、倒車報警控制、前大燈近光控制、前大燈遠光控制、前工作燈控制、后工作燈控制、除霜控制、先導電磁鐵控制、小燈控制、緊急制動閥控制等，一般是采用各自的控制回路和機械式開關按鈕來進行，因而要采用大量的機械式開關按鈕和控制線路，線束連接多，成本高，可行性差，容易誤操作，由于工程機械工作的環境非常惡劣，大量的機械式開關按鈕和控制電路的可行性差，難于維修。
發明內容
本發明的目的就是提供一種全面代替以往用于工程機械的大量機械式開關按鈕和控制線路、適用于工程機械內的惡劣環境的、可靠性高、體積小、成本低、全數字化和智能化的工程機械數據總線電器集中控制系統，它引入嵌入式系統的成熟技術和優異特性用于工程機械電器設備集中控制并使其優點得到充分應用。
本發明的解決方案是這樣的具有微處理器，該微處理器從工程機械的通信接口對工程機械主控器的參數數據進行數據信號的發送和接收；具有與工程機械數據總線連接的轉換電路，將數據總線信號轉換為微處理器可識別的信號；具有大功率開關陣列，將微處理器輸出的按鍵開關信號放大控制相應的執行機構工作。
采用智能功率開關構成大功率開關陣列。
本發明設計的核心思想是實時從總線接收主控盒發送過來的各種電器控制命令，對命令進行解釋后控制相應的輸出功率通道的輸出狀態。由帶有總線接口的嵌入式微處理器執行存放于FLASH中的程序，實時地將總線上的控制命令數據幀接收下來，經過識別、合法性判斷，返回給主控器應答信號，如果是輸出控制命令，則控制相關的功率輸出通道開關或者作需要的規律性開關動作；如果是輸出通道狀態請求命令，則發送輸出通道反饋信息給主控器。如果該受控電器屬于安全級別要求嚴苛的設備，則啟動安全程序對控制動作設置時間限定并對從屬命令進行監聽。在無命令數據幀接收的時候，執行輸出通道工作狀態監視程序。系統程序主要由控制模塊、總線驅動模塊、命令數據幀分析處理模塊、輸出通道控制模塊、輸出通道狀態監視模塊、安全保護模塊構成；采用CRC校驗方式保證數據傳輸的可靠性；為了保證控制命令一定能執行，收發雙方采用應答方式傳輸數據，如果機載控制器能準確無誤地接收到集中控制裝置的控制應答信號，就認為本次控制成功，否則會再次發送控制命令，最多連續發送三次，若三次都不能成功收到應答信號，則提示系統通訊出故障，需要維修；可以方便讀取控制輸出的當前狀態，對其實時監視從而保證系統的可靠運行。
本發明的優點是采用總線技術，它僅使用少量的信號線進行數據傳輸。使得儀表顯示系統減少了大量的數據引線的空間占用和生產成本。總線的數據傳輸速率由微處理器控制，因而可以采用數據校驗和糾錯技術保證控制命令的可靠傳送，達到電器設備的無差錯控制。
電器設備集中控制技術結束了以往工程機械中各種電器設備采用各自的控制回路和機械式開關按鈕的狀況，大大減少了線束連接和成本；用戶只需操作智能儀表面板上的按鍵，由軟件解釋按鍵命令，實現對電器設備的靈活控制。
全面代替以往用于工程機械的大量機械式開關按鈕和控制線路、適用于工程機械內的惡劣環境的、可靠性高、體積小、成本低、全數字化和智能化的電器設備集中控制，引入嵌入式系統的成熟技術和優異特性用于工程機械電器設備集中控制并使其優點得到充分應用。
控制開關采用智能大功率器件，可方便讀取控制輸出的是否短路、斷路和過流，極便于故障診斷。
附圖是本發明的實施例。
附圖1是本發明的系統方框圖。
附圖2是采用本發明制成控制裝置的結構示意圖。
附圖3是本發明的spi集中控制器---主控部分原理圖。
附圖4是本發明的spi集中控制功率驅動部分電路圖。
具體實施例方式
本實施例中，數據總線是采用SPI總線方式，SPI(Serial Peripheral Interface)總線是一種串行總線技術，它僅使用3條信號線進行數據傳輸。3線結構使得儀表顯示系統減少了大量的數據引線的空間占用和生產成本。總線的數據傳輸速率由微處理器控制，因而可以采用數據校驗和糾錯技術保證控制命令的可靠傳送，達到電器設備的無差錯控制。采用SPI總線技術后，本實施例具有微處理器U101，該微處理器U101從工程機械的通信接口對工程機械主控器的參數數據進行數據信號的發送和接收；具有與工程機械數據總線連接的轉換電路，數據總線是采用SPI總線的方式，與工程機械數據總線連接的轉換電路是SPI轉換電路，將SPI總線信號轉換為微處理器U101可識別的信號；具有大功率開關陣列，將微處理器U101輸出的按鍵開關信號放大控制相應的執行機構工作；附圖4只畫出了兩路的大功率開關陣列，按此電路增加就可實現多路的大功率開關陣列。采用智能功率開關(BT1)構成大功率開關陣列。所述的智能功率開關(BT1)是采用BTS840，可以對控制電器進行實時保護和診斷，提高可靠性。
在附圖3所示的電路中，RS11、RS10是電阻排，CON9是SPI通信接口插座。
當集中控制器中的微處理器U101通過SPI通訊總線接到主控器的指令，例如后工作燈打開，這時，微處理器U101通過I/O引腳控制相應的功率開關BTS840打開，后工作燈得電后工作，同理，當微處理器U101接到后工作燈關閉，通過一樣的工作流程將相應的BTS840關閉，從而關閉后工作燈，后工作燈的具體的工作過程為當主控制器接受到后工作燈的按鍵信息后，按照協議對后工作燈的開狀態進行編碼，后工作燈的物理通道市9，編碼狀態如下
通過J1接口連接的SPI總線將編碼傳送到微處理器U101的SPI接口，微處理器U101是集中控制器的CPU帶用標準的SPI總線接口，通過微處理器U101對SPI總線傳來的編碼，微處理器U101對編碼按協議進行解碼，通過選中U102對FR-1置高電平，FR-1置高使功率驅動芯片BT1的輸出OUT1導通從而使后工作燈得電，同時微處理器U101對PO9(Pin33)開通，輸出高電平，后工作燈狀態LED16點亮，表示后工作燈處于工作狀態，后工作燈的關斷過程與上述過程相反。同理，SPI集中控制器對其它電器的控制也是同樣的過程。
數據總線所采用總線接口可以采用SPI總線、CAN總線、485總線等等；其目的在于可用于工程機械中采用統一的通信方式完成數據采集和顯示工作，采用不同的總線通信，其轉換接口采用相應的轉換電路。
在附圖2所示的結構中，1是SPI總線接口，2是電器器件接口，3是控制盒殼體，4是I/O元件，5是大功率開關器件。
權利要求
1.一種工程機械數據總線電器集中控制系統，其特征在于具有微處理器(U101)，該微處理器(U101)從工程機械的通信接口對工程機械主控器的參數數據進行數據信號的發送和接收；具有與工程機械數據總線連接的轉換電路，將數據總線信號轉換為微處理器(U101)可識別的信號；具有大功率開關陣列，將微處理器(U101)輸出的按鍵開關信號放大控制相應的執行機構工作。
2.根據權利要求1所述工程機械數據總線電器集中控制系統，其特征在于數據總線是采用SPI總線的方式，與工程機械數據總線連接的轉換電路是SPI轉換電路。
3.根據權利要求1所述的工程機械數據總線電器集中控制系統，其特征在于采用智能功率開關(BT1)構成大功率開關陣列。
4.根據權利要求3所述工程機械數據總線電器集中控制系統，其特征在于所述的智能功率開關(BT1)是采用BTS840。
全文摘要
一種在工程機械中使用的工程機械數據總線電器集中控制系統。具有微處理器，該微處理器從工程機械的通信接口對工程機械主控器的參數數據進行數據信號的發送和接收；具有與工程機械數據總線連接的轉換電路，將數據總線信號轉換為微處理器可識別的信號；具有大功率開關陣列，將微處理器輸出的按鍵開關信號放大控制相應的執行機構工作。其優點是大大減少了線束連接和成本；用戶只需操作智能儀表面板上的按鍵，由軟件解釋按鍵命令，實現對電器設備的靈活控制；適用于工程機械內的惡劣環境的、可靠性高、體積小、成本低、全數字化和智能化的電器設備集中控制，引入嵌入式系統的成熟技術和優異特性用于工程機械電器設備集中控制并使其優點得到充分應用。
文檔編號G05B15/02GK1801021SQ20051020067
公開日2006年7月12日 申請日期2005年11月7日 優先權日2005年11月7日
發明者邵以東, 許川佩, 韋贊洲, 鐘榮康 申請人:廣西柳工機械股份有限公司