工程机械图形仪表信息系统设计与研究

　　仪表板是各类工程机械必不可少的装置 ，它用于显示工程机械各个系统工作状况，是工程机械与作业员进行信息交流的界面，作业员通过仪表随时掌握工程机械各个部件的工作状态。 现代工程机械越来越复杂，所需的各类仪表也越来越多，传统的工程机械仪表存在占用面积大、分布散乱、显示内容固定单一、显示信息量小等缺点，不具有可配置性，而 且恶 劣的工 作环 境常常 导致仪表显示的信息不准确或失 灵 ;其次 ，主要 由作业 员根据目视得到的外界信息对工程机械进行操作。 随着各种工程机械不断向大型化、复 杂化 方向 发展，传 统的 目视观察己 经越 来越多 地暴 露出 其局限 性 ： 如 视角 存 在 盲区、远处作业面无法看清等。 传统仪表板的这些局限性很可能导致作业员的操作不及时甚至失误，不仅降低了生产效率，还带来较大的安全隐患[ 1]。

　　传 统 仪 表 已 远 远 不 能 满 足 现 代 工 程 机 械 高 速 发 展的要求。 为此设计一款既能够以图形、文字甚至动画的方式来实时显示工程机械的各种状态信息，又能完成工程机械的视频采集 、解压 缩、终 端显示 的多 功能的 智能图形仪表信息系统显得非常有必要，这也是今后工程机械仪表板发展的一个必然趋势。

　　仪表板做为工程机械的核心技术之一，具有重要的地位。 目前， 我国在工程机械图形仪表技术方面与德、美、日等国有较 大差距 ，基本 上只能 由国 外提 供高端 仪表，导致资金外流。因此，开展智能图形仪表技术方面的研究，能摆脱对国外 的技 术依 赖 ，对增 强我 国工程 机械厂家的核心竞争力、促进产业升级具有重要意义。

　　1 工程机械智能图形仪表信息系统的总体设计

　　随着工 程 机 械 的 发 展 ，各 种 机 构 日 趋 复 杂 ，其 附 属装置也越来越多， 仪表板作为工程机械的信息中心，必须为操作人员提供挖掘机各部分的状态信息，使驾驶员能够及时了解挖掘机当前的状态。 工程机械仪表板上主要显示的信息有油温、水温、油压、GPS、视频、故障诊断及各种指示灯和报警信号，因此整个系统设计可分为电源模块、主控制器模块、CAN 总线模块、故障诊断模 块、

　　GPS 模 块 、 视 频 解 码 模 块 、 键 盘 及 TFF -LCD 显 示 模 块 ，系统构架如图 1 所示。

　　2 硬件设计

　　工 程 机 械 智 能 图 形 仪 表 板 主 要 负 责 显 示 、 监 控 工程 机械运行时的状态及从 CAN 总线接收到的各种主要参数。 根据功能划分，该系统的硬件电路主要包括电源模块 、CPU 模块 、存储器 模块 、视频处 理模 块、LCD 驱 动模块、模 拟信 号处理 模 块 、外 部 接 口 模 块 (包 括 CAN 和UART 、GPS 及故障诊断信息都通过该模块来获取 ) 和键盘扫描模块等，其硬件结构框图如图 2 所示。