基于基于4G的油罐车电子铅封系统设计的油罐车电子铅封系统设计
为了应对油罐车运输油品失窃频发的问题,设计了一种电子铅封系统。安装在油罐车上的主板可以将当前地理
位置通过4G技术上传给服务器,若位置合法则控制从板进行解封。球阀经改装可以检测阀门与铅封状态,实现
自动施封功能。主板采用集成4G与全球卫星导航系统(GNSS)的EC20模块。主从板之间采用ZigBee无线通
信,从板可以零功耗待机。结合上位机软件,系统可以对油罐车进行有效监控管理。
0 引言引言
近年来,成品油运输行业发展迅速。但是因为缺乏有效监管,出现了在运输途中油品被偷盗的问题,给管理带来困扰。为
了进行高效的信息化管理,传统铅封正在被
基于前人的设计,本文提出以下技术改进:设计出一种可行的油阀改装方案,实现自动施封功能, 以去除施封卡,保留解封
卡;使用更先进的4G通信技术,提高系统的可靠性;车内组网变为紫蜂(ZigBee)无线通信,以防止线束被蓄意破坏,而且
网络节点实现低功耗运行。这一套油罐车铅封管理系统会比原来的系统更可靠安全,管理维护变得更简单便捷。
1 总体架构总体架构
系统的总体架构如图1所示。油罐车的驾驶舱中安装主板控制盒,进/出油口安装从板控制盒。卸油时,操作人员使用射频卡
向主板发送解封请求,主板将当前经纬度通过蜂窝移动通信方式上传至服务器,服务器判断位置合法性并回复主板请求。若位
置合法,主板则通过ZigBee向从板发送指令,由从板执行解封操作。连入因特网的电脑还可以安装客户端软件,对油罐车进
行管理。
2 球阀电子铅封机械设计球阀电子铅封机械设计
油罐车的油阀通常为球阀,手柄旋转90°即可实现阀门的开启与关闭。为了安装电子铅封,需要对球阀进行如图2所示的改
装。手柄转轴处安装角度传感器,以检测阀门状态。手柄与阀体各自固连带孔片状结构,可相对转动。手柄处于阀门关闭状态
时,两孔对中。此时锁舌从中穿过,则手柄不可转动,实现铅封功能。从板控制盒中,使用减速直流电机与丝杠结构实现电子
锁功能。另外还安装了两个微动开关检测锁舌位置,以判断铅封状态。同时检测阀门与铅封状态是实现自动施封的基础。
3 硬件设计硬件设计
3.1 主板硬件设计主板硬件设计