工程機械的無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)

工程車(chē)輛是一個(gè)建筑工程的主干力量，由于它們的出現才使建筑工程的效能倍增，減少了人工作業(yè)的工作量?？v觀(guān)工程車(chē)作業(yè)，會(huì )讓人不由慨嘆機器與科技的威力。它們用于工程的運載，挖掘，搶修，甚至作戰等。常見(jiàn)工程車(chē)有：重型運輸車(chē)輛、大型吊車(chē)、挖掘機、推土機、壓路機、裝載車(chē)、電力搶修車(chē)、工程搶險車(chē)、裝甲工程車(chē)（戰斗工程車(chē)）等。

圖1工程機械裝備

一、為什么要用無(wú)線(xiàn)遙控？

當前工程車(chē)輛主要有兩大缺點(diǎn)：

（1）   工作環(huán)境惡劣：工程機械的施工對象通常為重型建材(鋼筋、混凝土、石料及泥沙等），在福島核電站事故救援中甚至還存在放射性威脅，因此工程機械的作業(yè)環(huán)境一般較為惡劣，嚴重時(shí)會(huì )造成生命和財產(chǎn)損失。

圖2 工程機械惡劣工作環(huán)境

（2）操作空間狹?。?/strong>當前工程機械的操作大多數是由作業(yè)人員在駕駛室內對控制面板進(jìn)行操作，由于駕駛室環(huán)境封閉、視野狹小，很難對整個(gè)施工現場(chǎng)的狀況有清楚的全局把握，當出現機械臂或其他物體遮擋住作業(yè)人員與施工地點(diǎn)之間的視線(xiàn)時(shí)，容易降低施工效率，若加之現場(chǎng)指揮配合不當，嚴重時(shí)甚至導致施工事故的發(fā)生。

因此，無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)的應用可以徹底解決上述問(wèn)題，使作業(yè)人員不必受駕駛室的約束，可以自由地在施工現場(chǎng)走動(dòng)觀(guān)察并對工程機械進(jìn)行遙控，從而提高作業(yè)效率和安全性。無(wú)線(xiàn)遙控正成為在危險與惡劣的工作環(huán)境作業(yè)不可替代的方式。

很明顯最關(guān)鍵的是操作控制系統，是工程車(chē)輛的“大腦”。傳統的工程車(chē)輛操作臺與操作控制系統之間采用CAN通訊，一般的控制器都有CAN接口。因此，要實(shí)現工程車(chē)輛的無(wú)線(xiàn)遙控，只要將CAN通訊轉為無(wú)線(xiàn)通訊即可。

圖 3 無(wú)線(xiàn)遙控工程車(chē)整體方案框圖

二、無(wú)線(xiàn)遙控有哪些方案？

1.CAN轉WIFI方案

致遠電子自主研發(fā)的CANWIFI-200T模塊可以實(shí)現將CAN通訊轉為WIFI通訊，可快速實(shí)現無(wú)線(xiàn)遙控，并且控制器內部無(wú)需更改。

圖 4 近距離無(wú)線(xiàn)遙控工程車(chē)

WIFI通訊相對于ZIGBEE，433等無(wú)線(xiàn)通訊方式在傳輸速率方面具有明顯的優(yōu)勢，而且致遠CANWIFI以全新升級，支持5G WiFi信道傳輸，近距離速率更快，時(shí)效性更高！

圖5 CANWIFI工作模式示意

2.CAN轉5G方案

WiFi部署簡(jiǎn)單，但仍然存在距離問(wèn)題，熱點(diǎn)范圍最大支持100m（空曠環(huán)境），是否還有更快，更方便的方案？

5G作為一個(gè)基礎通用技術(shù)，必將帶動(dòng)諸多垂直領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。比如人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算、機器人以及區塊鏈，都將通過(guò)5G這一基礎技術(shù)支撐，得到蓬勃發(fā)展。5G作為第五代無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)，其速度比目前的4G技術(shù)快10倍。

圖6 蜂窩數據對比

那究竟如何實(shí)現將CAN信號轉換為5G信號，進(jìn)而實(shí)現“人在家中坐，車(chē)還在高效工作中”，真正遠距離遙控工程車(chē)輛？

圖7 遠距離遙控工程機械設備

由于5G產(chǎn)業(yè)剛剛興起，目前市面5G相關(guān)產(chǎn)品還比較少，而5G應用中直接與CAN進(jìn)行通信數據轉換場(chǎng)合多為汽車(chē)電子、礦用設備、軌道交通行業(yè)。目前行業(yè)中主流還是CAN或以太網(wǎng)接口。

華為公司在2019年初面向企業(yè)用戶(hù)就推出了5G CPE。首先簡(jiǎn)單了解下，什么是CPE，CPE全稱(chēng)Customer Premise Equipment（客戶(hù)終端設備）?？梢院?jiǎn)單理解為5G CPE Pro是一款5G客戶(hù)終端設備，家庭用的比較多的客戶(hù)終端設備就是路由器。所以也可以理解華為5G CPE Pro是一款5G全網(wǎng)通智能路由器。

與普通路由器不同的是，5G CPE Pro支持傳統有線(xiàn)寬帶和插SIM卡兩種聯(lián)網(wǎng)模式。

更重要的是，城市一旦覆蓋5G網(wǎng)絡(luò )后，華為5G CPE Pro可將5G信號直接轉化為高速Wi-Fi信號和千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )。

圖8 華為CPE功能

借助致遠電子高性能以太網(wǎng)轉CAN模塊，可以實(shí)現CAN-bus數據和Ethernet數據相互傳輸的功能。

它內部集成了1、2、4路的CAN-bus 接口和1、2路Ethernet 接口，并自帶TCP/IP或者UDP協(xié)議棧，用戶(hù)利用它可以輕松完成CAN-bus網(wǎng)絡(luò )和Ethernet網(wǎng)絡(luò )的互連互通，建立以太網(wǎng)-CAN兩層網(wǎng)絡(luò )架構，實(shí)現遠程控制，大大擴展CAN-bus網(wǎng)絡(luò )的應用范圍。

圖9 5G無(wú)線(xiàn)遙控工程車(chē)框圖

CAN與以太網(wǎng)接口均為工業(yè)級設計，CAN接口自帶磁耦隔離模塊，使其避免由于地環(huán)流的損壞，強大的抗靜電和浪涌能力，使之可以在惡劣環(huán)境中使用。

隨著(zhù)人工智能時(shí)代的來(lái)臨，智能化、數字化發(fā)展趨勢日漸成為主流，希望我們能夠為客戶(hù)提供更強的產(chǎn)品！更多的支持！更好的服務(wù)！