工程機械的無線遙控技術

工程車輛是一個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，減少了人工作業的工作量。縱觀工程車作業，會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。常見工程車有：重型運輸車輛、大型吊車、挖掘機、推土機、壓路機、裝載車、電力搶修車、工程搶險車、裝甲工程車（戰斗工程車）等。

圖1工程機械裝備

一、為什么要用無線遙控？

當前工程車輛主要有兩大缺點：

（1）   工作環境惡劣：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環境一般較為惡劣，嚴重時會造成生命和財產損失。

圖2 工程機械惡劣工作環境

（2）操作空間狹小：當前工程機械的操作大多數是由作業人員在駕駛室內對控制面板進行操作，由于駕駛室環境封閉、視野狹小，很難對整個施工現場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人員與施工地點之間的視線時，容易降低施工效率，若加之現場指揮配合不當，嚴重時甚至導致施工事故的發生。

因此，無線遙控技術的應用可以徹底解決上述問題，使作業人員不必受駕駛室的約束，可以自由地在施工現場走動觀察并對工程機械進行遙控，從而提高作業效率和安全性。無線遙控正成為在危險與惡劣的工作環境作業不可替代的方式。

很明顯最關鍵的是操作控制系統，是工程車輛的“大腦”。傳統的工程車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，要實現工程車輛的無線遙控，只要將CAN通訊轉為無線通訊即可。

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WIFI方案

致遠電子自主研發的CANWIFI-200T模塊可以實現將CAN通訊轉為WIFI通訊，可快速實現無線遙控，并且控制器內部無需更改。

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，時效性更高！

圖5 CANWIFI工作模式示意

2.CAN轉5G方案

WiFi部署簡單，但仍然存在距離問題，熱點范圍最大支持100m（空曠環境），是否還有更快，更方便的方案？

5G作為一個基礎通用技術，必將帶動諸多垂直領域蓬勃發展。比如人工智能、互聯網、工業物聯網、車聯網、大數據、云計算、機器人以及區塊鏈，都將通過5G這一基礎技術支撐，得到蓬勃發展。5G作為第五代無線移動通信技術，其速度比目前的4G技術快10倍。

圖6 蜂窩數據對比

那究竟如何實現將CAN信號轉換為5G信號，進而實現“人在家中坐，車還在高效工作中”，真正遠距離遙控工程車輛？

圖7 遠距離遙控工程機械設備

由于5G產業剛剛興起，目前市面5G相關產品還比較少，而5G應用中直接與CAN進行通信數據轉換場合多為汽車電子、礦用設備、軌道交通行業。目前行業中主流還是CAN或以太網接口。

華為公司在2019年初面向企業用戶就推出了5G CPE。首先簡單了解下，什么是CPE，CPE全稱Customer Premise Equipment（客戶終端設備）。可以簡單理解為5G CPE Pro是一款5G客戶終端設備，家庭用的比較多的客戶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支持傳統有線寬帶和插SIM卡兩種聯網模式。

更重要的是，城市一旦覆蓋5G網絡后，華為5G CPE Pro可將5G信號直接轉化為高速Wi-Fi信號和千兆以太網網絡。

圖8 華為CPE功能

借助致遠電子高性能以太網轉CAN模塊，可以實現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協議棧，用戶利用它可以輕松完成CAN-bus網絡和Ethernet網絡的互連互通，建立以太網-CAN兩層網絡架構，實現遠程控制，大大擴展CAN-bus網絡的應用范圍。

圖9 5G無線遙控工程車框圖

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

隨著人工智能時代的來臨，智能化、數字化發展趨勢日漸成為主流，希望我們能夠為客戶提供更強的產品！更多的支持！更好的服務！