工程機(jī)械的無線遙控技術(shù)

工程車輛是一個(gè)建筑工程的主干力量，由于它們的出現(xiàn)才使建筑工程的效能倍增，減少了人工作業(yè)的工作量。縱觀工程車作業(yè)，會讓人不由慨嘆機(jī)器與科技的威力。它們用于工程的運(yùn)載，挖掘，搶修，甚至作戰(zhàn)等。常見工程車有：重型運(yùn)輸車輛、大型吊車、挖掘機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)、裝載車、電力搶修車、工程搶險(xiǎn)車、裝甲工程車（戰(zhàn)斗工程車）等。

圖1工程機(jī)械裝備

一、為什么要用無線遙控？

當(dāng)前工程車輛主要有兩大缺點(diǎn)：

（1）   工作環(huán)境惡劣：工程機(jī)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(jī)械的作業(yè)環(huán)境一般較為惡劣，嚴(yán)重時(shí)會造成生命和財(cái)產(chǎn)損失。

圖2 工程機(jī)械惡劣工作環(huán)境

（2）操作空間狹?。?/strong>當(dāng)前工程機(jī)械的操作大多數(shù)是由作業(yè)人員在駕駛室內(nèi)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(xiàn)場的狀況有清楚的全局把握，當(dāng)出現(xiàn)機(jī)械臂或其他物體遮擋住作業(yè)人員與施工地點(diǎn)之間的視線時(shí)，容易降低施工效率，若加之現(xiàn)場指揮配合不當(dāng)，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致施工事故的發(fā)生。

因此，無線遙控技術(shù)的應(yīng)用可以徹底解決上述問題，使作業(yè)人員不必受駕駛室的約束，可以自由地在施工現(xiàn)場走動(dòng)觀察并對工程機(jī)械進(jìn)行遙控，從而提高作業(yè)效率和安全性。無線遙控正成為在危險(xiǎn)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(tǒng)，是工程車輛的“大腦”。傳統(tǒng)的工程車輛操作臺與操作控制系統(tǒng)之間采用CAN通訊，一般的控制器都有CAN接口。因此，要實(shí)現(xiàn)工程車輛的無線遙控，只要將CAN通訊轉(zhuǎn)為無線通訊即可。

圖 3 無線遙控工程車整體方案框圖

二、無線遙控有哪些方案？

1.CAN轉(zhuǎn)WIFI方案

致遠(yuǎn)電子自主研發(fā)的CANWIFI-200T模塊可以實(shí)現(xiàn)將CAN通訊轉(zhuǎn)為WIFI通訊，可快速實(shí)現(xiàn)無線遙控，并且控制器內(nèi)部無需更改。

圖 4 近距離無線遙控工程車

WIFI通訊相對于ZIGBEE，433等無線通訊方式在傳輸速率方面具有明顯的優(yōu)勢，而且致遠(yuǎn)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(zhuǎn)5G方案

WiFi部署簡單，但仍然存在距離問題，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(chǔ)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)、車聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器人以及區(qū)塊鏈，都將通過5G這一基礎(chǔ)技術(shù)支撐，得到蓬勃發(fā)展。5G作為第五代無線移動(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(shù)據(jù)對比

那究竟如何實(shí)現(xiàn)將CAN信號轉(zhuǎn)換為5G信號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“人在家中坐，車還在高效工作中”，真正遠(yuǎn)距離遙控工程車輛？

圖7 遠(yuǎn)距離遙控工程機(jī)械設(shè)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(yīng)用中直接與CAN進(jìn)行通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換場合多為汽車電子、礦用設(shè)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)用戶就推出了5G CPE。首先簡單了解下，什么是CPE，CPE全稱Customer Premise Equipment（客戶終端設(shè)備）。可以簡單理解為5G CPE Pro是一款5G客戶終端設(shè)備，家庭用的比較多的客戶終端設(shè)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(tǒng)有線寬帶和插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(zhuǎn)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(yuǎn)電子高性能以太網(wǎng)轉(zhuǎn)CAN模塊，可以實(shí)現(xiàn)CAN-bus數(shù)據(jù)和Ethernet數(shù)據(jù)相互傳輸?shù)墓δ堋?/p>

它內(nèi)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(gòu)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，大大擴(kuò)展CAN-bus網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。

圖9 5G無線遙控工程車框圖

CAN與以太網(wǎng)接口均為工業(yè)級設(shè)計(jì)，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(qiáng)大的抗靜電和浪涌能力，使之可以在惡劣環(huán)境中使用。

隨著人工智能時(shí)代的來臨，智能化、數(shù)字化發(fā)展趨勢日漸成為主流，希望我們能夠?yàn)榭蛻籼峁└鼜?qiáng)的產(chǎn)品！更多的支持！更好的服務(wù)！