1引言

   沥青混凝土摊铺机是公路机械化施工机群中的核心机种,设备价格贵。该设备一旦出现故障,将会导致整个公路机械化施工机群的停工,影响公路施工项目进度和公路建设的质量,造成公路机械化施工企业人力、物力的巨大浪费。由于沥青混凝土摊铺机结构复杂,工作环境恶劣,故障率较高,施工企业工程技术人员只能处理一般简单的故障,对于一些复杂性的故障无法进行诊断处理,而必须依赖设备生产厂家的技术力量。因此,沥青混凝土摊铺机的用户对设备的技术服务十分看重。企业的技术服务环节将直接关系到企业产品在市场竞争的地位。为了实现沥青混凝土摊铺机正常高效地运行,设备在出现故障前能实时报警,出现故障时能够快速、准确地确定故障原因并得到及时处理,一个有效的方法就是将传统设备状态监测与故障诊断技术和计算机技术、网络通信技术相结合,建立摊铺机生产企业远程在线技术服务系统,对沥青混凝土摊铺机实施即时远程在线监测诊断和信息服务。

    本文以徐州工程机械股份有限公司在国内首次开发的新一代“徐工RP1255A型智能化沥青混凝土摊铺机”为参考机型,建立智能沥青混凝土摊铺机远程在线技术服务系统。徐工RP1255A型摊铺机融合了国家“十五”863科研项目———“机群智能化工程机械”和国际合作开发项目———“智能摊铺机”等多项高新技术。

    2摊铺机远程在线技术服务系统的结构和原理

    沥青混凝土摊铺机远程在线技术服务系统总体结构(如图1所示)由智能沥青混凝土摊铺机、GPS模块、GPRS模块、因特网、施工机群监控中心系统、顾客本地服务系统和远程企业技术服务系统组成。它是依靠安装在智能沥青混凝土摊铺机上的各种传感器和控制器,对设备的运行状态参数、故障信息和位置参数进行采集,经过控制器转换为CAN总线数据,发送到CAN总线固定地址,经过处理器运算处理以后,一方面在LCD屏幕上显示这些状态参数,并与数据库中相应正常状态参数数值相比较,若超过规定范围则启动故障报警程序,实现声、光、文字、图像报警,提醒操作者;另一方面,合并GPS定位信息及其它信息如操作员输入故障信息,由GPRS模块无线发送到GPRS网络,通过GGSN(Gateway GPRS SuportNode,GPRS网关支持节点)和SGSN(Serving GPRS Su-port Node,GPRS业务支持节点)到达远程企业技术服务中心系统,实现客户端与远程技术服务系统的通信。企业技术服务系统对故障信息进行诊断,并将诊断的结果信息通过短信息的方式发送到的一机的监控器，操作员可以通过监控器的LCD屏幕看到监控中心发来的各种信息，进行相应的操作。通过远程监控，下程技术人员不必亲临施下现场就可以获取设备重要的状态参数信息，对设备故障进行诊断，指导现场技术人员进行维修;顾客木地服务系统可以为现场技术人员提供数抓采集和故障诊断服务;施下的单位机群监控中心系统是专门为施下企业将来实现智能化施下机群远程调度、管理而设计。

3摊铺机远程在线服务系统的硬件设计

(1)智能化沥青混凝上摊铺机竹点结构

    徐下"RP1255A型”智能化沥青混凝上摊铺机是一种自动化程度非常高的公路施下机械，摊铺机上配置了新型德国‘道依兹CAN'，电控发动机，具有转速与喷油自动控制、下况监控、通信和故障诊断功能，整机采用CAN- BUS总线分散控制系统。摊铺fil }智能信息化监测控制系统由CAN

总线组网，实现内部的通信。摊铺机能否在环境相当恶劣的条件卜正常、可靠、稳定地下作，很大程度上取决可靠、稳定地下作，很大程度上取决于各个单片机子系统能否可靠和稳定的通讯。根据徐下

22P1255A型”智能化沥青混凝上摊铺机的特点，对控制系统、人机交互系统和远程通信系统的各种输入、输出m:的关系进行了深入、细致的研究，得出如图2所示的徐下22P1255A型”智能化沥青混凝上摊铺机CAN总线结构图。图2所示的摊铺机各功能模块，如人机界而系统、主操作系统、行走及调平控制系统、输分料控制系统、遥控系统、无线通讯系统等在CAN总线上都是以'y点的形式进行定义，保证了和部分数抓的即时传输。

    徐下22P1255A型”智能化沥青混凝上摊铺机数抓采集(女I I图3)采用了SPEC 2023, SPEC 2024型口J编程控制器，该控制器是由芬兰艾派克公司生产的而向下程机械的专业控制器，它经过了严格的防护等级测试，能够适应下程机械的恶劣下况，同时它是一种集可编程逻辑控制器、比例放大器、模拟录输入A/D模块、继电器输出等功能于一身的控制器，有多至52个输入/输出接}}。当摊铺机上的传感器检测到相应的数抓后，经过EPEC控制器转换为CAN总线数抓，发送到CAN总线固定地址，经过处器运算处理以后，再输出给数抓接收单元。

   ( 2)摊铺机机载通信终端硬件设计

    智能化摊铺机机载通信终端主要由嵌入式监控器、GPRS模块, GPS模块及电源等主要部分组成(如图3

所示)。

    ①嵌入式摊铺机监控器

    嵌入式摊铺机监控器是机载单元的控制中心，木系统中监控器采用Intel公司的32位ARM处理器。ARM处理器片上资源丰富，具有丰富的I/O接口、LCD 显示器、A/D接口、PWM输出、串行II以及CAN总线接II等;数抓处理的能力史强，频率达到60M,可以很好地处理外lvl接II的各种数抓;山于其片上资源丰富，可以降低开发成木和硬件成木。其CAN总线接II连接在CAN总线上，监控器通过CAN总线采集智能化摊铺机卜位机发送上来的信J急来获取机械运行参数，少I`把企业技术服务中心发送的指令信息发送到CAN总线上。ARM处J:}.器的一个串II连接GPS模块，获取机械的经纬度信息和速度信息，另一个接II连接GPRS模块，把要传送的数抓信息发送到GPRS模块，少手从GPRS模块接受数抓。

    在软件方而，移植了uC/OS操作系统，这是一种内核小、实时性强、稳定可靠的免费多任务操作系统，可以很好实现数抓的实时处理以及各个任务之间的调度。

    ② GPS模块

    系统中GPS模块( Global Positon System,全球1定位系统)的应用可以使远程企业技术服务中心系统准确了解摊铺机所处的地理位置，根抓当地使用环境、y候条件为客户对设备的使用、维护提供指导。同时还可以实现对设备的租赁跟踪、防盗等功能。系统监控器中的GPS模块采用龙熙电子公司的DJR10模块，该模块可以与ARM的串行}}相连接。采用了最新GPS技术、Snaplock技术提高了接收板再捕获性能，通过预存的卫星PRN码迅速捕获卫星，快速解算卫星C/A码仅需O.ls，定位精度可达15m,速度精度O.lm/so其传输的数抓符合美国的NMEA0183协议，包括时间、经纬度以及太阳方向等参数。

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     3 OGPRS /GSM模块

    山于摊铺机是一种移动作业的下程机械设备，木系统采用了GPRS ( General Packet Radio Service，通用分组无线业务)模块来实现通讯功能;GPRS具有r7}远在线、按流录计费、高速数抓传输、用户可同时实现通话和上网等特点，”。木系统监控器GPRS模块采用SonyEricsson公司的GR47模块。该模块是SonyEricsson公司推出的新一代GSM通信模块，支持端对端、端对用户的通信方式，支持SMS,GPRS等数抓传输和语音呼u}l o模块提供了非常完整的使用接II，包括三路串行数抓通信接}}、SIM卡接II，内嵌TCP /IP协议栈，串II支持GSM07.10协议。波特率可调，默J} AT指令的波特率为9.6kbps o控器对模块的运用包括:数抓的发送(GPRS方式)和短信息接受(GSM方式)。                                                    

4沥青混凝土摊铺机远程在线技术服务系统的软件实现

    沥青混凝上摊铺机远程在线技术服务系统的软件包含GPS- GPRS软件程序流程和故障诊断数抓库两部分。

    (1)  GPS- GPRS软件程序流程

    GPRS通信过程可分为六个阶段:①GPRS初始化阶段，此阶段需用AT命令集初始化GPRSo②链路建立阶段

( I,CP协商阶段)，LCP用于交换配置信息包，协商信息祯格式。③PAP认证阶段，链路建立后，就进入认证阶段，认证阶段采用PAl〕协议。. IPCP协商阶段，此阶段用于获取IP地址。⑤数抓通信阶段;GPRS模块需要肖先连接到服务中心，把摊铺机编写告诉技术服务中心，技术服务中心发回确认信息后，即可进行数抓的传输。⑥断开连接阶段。当通信完成后或发送短信息时，需要断开连接。

    软件程序框图如图4所示。程序7 f=始时先初始化串II，然后用AT命令初始化GPRS，拨写之后进行PPP协商，获取IP地址后连接服务中心系统。收到服务中心系统的确认信息后，就可以从CAN总线及GPS模块获取数抓，封装成PPP数抓包，从串II发出，技术服务中心即可实时接受到摊铺机运行状态参数信息和定位信息。

    GPS模块通过自带的软件设置GPS向监控器发出数抓的时间间隔。监控器把需要的数抓提取出来，存放到数抓组里而，通过(3PRS每隔一定时间向服务中心发送一次。

    ( 2)技术服务中心系统故障诊断数抓库

     远程服务中心系统采用1Vficrosoft SQL Sever2000作为服务器数抓库。数抓库包括设备数抓的历史数抓库、专家系统知识库等，用于存储下程机械领域专家对摊铺机各类故障在长期诊断实践中积}.}s.;起来井根抓大m:的可能井非存在一定因果关系的表而特征对故障进行猜测、判断和相关知识。由一组计算机软件组成，以逻辑推理的手段，以“规则”、”匡架”、语义网络”等方式表达专家处理设备故障的知识，通过搜索策略，控制正、逆向推理，完成对故障信写的识别，并能汇集和管理来自不同渠道、学科的专门知识和众多专家经验。数据库的构建出了由设计者来构建系统框架外，数抓库信息来自于设备生产部门、技术中心用户、行业专家等。

    在线服务中心系统数抓库软件体系结构采用基于Web方式的B /S ( Browser / Server，浏览器/服务器)模式，B/S模型原理图如图5所示’Zi。在B/S模式卜，用户下作界而是通过IE浏览器来实现的。B/S模式结构简单、系统维护比较简便，能实现不同的人员，从不同的地点，以不同的接入方式(比如LAN, WAN, Internet/Intranet等)访问和操作。

5结束语

    通过采用GPS, GPRS模块，实现智能沥青混凝上摊铺机远程在线技术服务系统的开发与应用，制造商可以为用户摊铺机进行远程实时在线监控、故障诊断、设备维修、租赁跟踪和女全防盗等方而提供服务，使竹后服务更为及时、主动和便捷，提升企业的竞争力。同时也可以减少用户由于设备故障而导致下期延误而造成损失，具有较高的应用价值。