基于物联网的仓储搬运设备远程故障诊断终端的研制

摘要

随着物联网、云计算等技术的快速发展，现代物流产业正在向自动化、智能化和集成化的方向发展。仓储搬运设备作为物流行业的重要搬运工具，其在使用过程中不可避免的会发生故障，现有的事后维修和经验维修需要花费大量时间对设备进行检查排障，不能快速的定位问题所在，极大的影响了工作效率，制约了产业的快速健康发展。因此，本文在物联网体系架构下对仓储搬运设备进行远程故障诊断具有重大的实际意义，将会给仓储搬运设备行业带来新的发展前景。
　　本文以在仓储搬运中使用较为广泛的电动叉车为研究对象，在大量调研现有物联网技术和远程故障诊断系统的前提下，结合电动叉车的工作原理以及故障诊断的功能需求，采用模块化理念设计了一种集数据采集、数据存储、数据通信和故障诊断等功能于一体的远程故障诊断终端，并针对多种应用场景设计了可配置的数据通信方式，以满足远程故障诊断、局域故障诊断和现场故障诊断的通信需求。
　　本文详细给出了远程故障诊断终端的设计方案，其中硬件包含系统模块、电源模块、采集模块、GPRS模块和WIFI模块等;软件实现了叉车运行数据实时采集、数据通信、故障诊断和参数配置等功能。远程故障诊断终端是仓储搬运设备远程故障诊断系统中的重要组成部分，不仅能够向远端监控服务中心发送设备状态数据，还能实现实时的故障诊断，一旦诊断出故障，立即发送故障报警信息。
　　本文最后对所设计的远程故障诊断终端进行了全面的测试，分为软、硬件功能测试和现场运行测试。测试结果表明远程故障诊断终端能够实现对叉车的实时状态监测和故障诊断，并与远程监控中心建立可靠的数据通信，同时也能满足不同温度环境下可靠运行的要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 搬运设备远程故障诊断概述

1．2．1 远程故障诊断的历史和现状

1．2．2 搬运设备远程故障诊断的现状

1．2．3 搬运设备远程故障诊断技术的特点

1．3 课题主要工作及论文结构

第二章 故障诊断终端的总体设计

2．1 故障诊断终端的需求分析

2．2 故障诊断终端与搬运设备控制器的通信

2．2．1 CAN总线通信原理

2．2．2 CAN总线的特点

2．3 故障诊断终端网络通信方式的选择

2．3．1 网络通信方式的介绍

2．3．2 GPRS通信原理及特点

2．3．3 WIFI通信原理及特点

2．4 故障诊断终端的灵活组网方案

2．4．1 采用GPRS通信接入网络

2．4．2 采用WIFI通信接入网络

2．4．3 采用GPRS和WIFI通信接入网络

2．5 故障诊断终端的总体设计方案

2．6 本章小结

第三章 故障诊断终端的硬件设计

3．1 硬件模块的尺寸规划

3．2 处理器系统模块电路设计

3．3 数据采集模块电路设计

3．3．1 开关量转换电路

3．3．2 模拟量变送电路

3．3．3 CAN总线通信电路

3．4 通信模块电路设计

3．5 电源模块及其他电路设计

3．5．1 电源模块电路设计

3．5．2 制动器控制电路设计

3．5．3 串口通信电路设计

3．6 本章小结

第四章 故障诊断终端的软件设计

4．1 嵌入式软件的总体结构

4．2 资源配置软件设计

4．3 数据采集软件设计

4．4 数据通信软件设计

4．5 故障诊断软件设计

4．5．1 开关量故障诊断逻辑

4．5．2 模拟量故障诊断逻辑

4．5．3 CAN数据故障诊断逻辑

4．5．4 故障诊断及报警逻辑

4．6 参数配置软件设计

4．7 本章小结

第五章 故障诊断终端测试

5．1 高低温试验

5．2 现场安装测试

5．3 参数配置测试

5．4 联调运行测试

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文