一种基于权限机制的挖掘机控制装置及控制方法技术领域
本发明涉及挖掘机电液控制领域，特别是一种基于权限机制的挖掘机控制装置及控制
方法。
背景技术
挖掘机，又称挖掘机械(excavatingmachinery)，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的
物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。目前很多挖掘机厂家用于挖掘机的起动
钥匙和门锁钥匙不统一，造成主机厂家对钥匙管理的不方便和机主使用的不方便；另外还
有部分厂家虽然实现了“一车一钥”，即：起动钥匙和门锁钥匙一致，但是由于钥匙完全一
致，引起了机主购车后车辆使用的安全性；也有部分厂家通过钥匙的齿牙的分区设置，实
现“一车一钥”，解决了一车只用一把钥匙同时起动不能互开的问题，但是由于钥匙厂家需
要设置一定的互开率，互开率设置过小的话不仅会增加生产成本，同时会增加主机厂的管
理成本，互开率过大仍然不能较好的保证主机使用的安全性。
挖掘机在不同机手的使用时往往通过电子监控器设置阶段工作小时或者通过人工记录
来确定不同机手的工作时间用于对机手的工资结算。这给机主统计操作手工作时间造成一
定的不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于权限机制的挖掘机控制装置及控制方法，本控制装置及
控制方法可以实现整车一把钥匙，方便对钥匙管理，同时保证挖掘机使用的安全性以及降
低整机生产及管理成本，另外方便机主对操作人员的管理，提升了机器运营管理的方便性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于权限机制的挖掘机控制装置，
包括发动机ECM、点火钥匙开关、先导控制开关、起动继电器、主泵功率电磁阀、主控制器、
总线控制面板、电子监控器、GPS控制器、移动通讯平台、GPS终端控制平台和手机客户端。
发动机ECM与主控制器通过CAN总线互联,点火钥匙开关的“C”端电连接于主控制器
的其中一个“DI”端口；先导控制开关的常开触点电连接于主控制器另外一个“DI”端口；
起动继电器的吸合线圈电连接主控制的其中一个“DO”端口；主控制器的“PWM”端口电连
接于主泵功率电磁阀；主控制器的另外一路CAN总线通讯接口分别同时与总线控制面板、
电子监控器、GPS控制器通过总线互联；GPS控制器通过自带的GSM天线以无线电磁通讯形
成连接于移动通讯平台；移动通讯平台通过以太网络与GPS终端控制平台，同时移动通讯
平台通过无线通讯形式和手机客户端互联。
进一步，GPS终端控制平台是基于Windows操作系统的网络控制平台。
进一步，手机客户端是基于Android操作系统或者ios操作系统的手机客户端。
所述基于权限机制的挖掘机控制装置的控制方法包括以下步骤：
步骤S1，操作人员将位于驾驶室内的点火钥匙开关拨到上电档“ON”位置后，此时系
统上电，电子监控器点亮，电子监控器在主界面特定显示区域显示输入权限控制密码；
步骤S2，操作人员输入用于发动机起动、运行和液压系统功率权限控制密码；
步骤S3，判断密码是否正确，密码输入正确进入步骤S4，密码输入错误重复步骤S2；
步骤S4，主控制器检测先导控制开关的状态；如果先导控制开关处于打开状态，进入
步骤S5；如果先导控制开关处于锁止状态，进入步骤S6；
步骤S5，主控制器将禁止驱动起动继电器的控制线圈，从而阻止起动；
步骤S6，主控制器将驱动起动继电器的控制线圈，从而接通起动回路，允许发动机运
行；主控制器对发动机ECM进行正常的转速控制，对主泵功率电磁阀的控制也将会被解锁，
挖掘机可以正常运行。
进一步，所述步骤S2，密码的获取的步骤为：
步骤S2-1，电子监控器在主界面密码输入行上方会出现一个六位随机码；
步骤S2-2，操作人员用手机客户端将随机码通过固定的短信形式发给预先设置的移动
通讯平台(10)的客服号码；
步骤S2-3，移动通讯平台根据内容判定需要设置用户权限密码，同时将此信息转发给
GPS终端控制平台；
步骤S2-4，GPS终端控制平台根据随机码自动利用程序计算出修改权限的密码；
步骤S2-5，再将权限密码发送到手机客户端；
步骤S2-6，操作人员在总线控制面板上输入权限密码；
步骤S2-7，进入密码更改菜单，进行密码更改，选择其中一组设置成密码；
步骤S2-8，是否接受设置，若接受设置并且完成，其他需要设置的密码组同以上原理，
进入步骤S2-9，若不接受重复步骤S2-7；
步骤S2-9，系统自动将密码备份；
步骤S2-10，密码设置成功。
进一步，所述步骤S2-7中密码更改的方法为：所述电子监控器(8)显示权限控制密
码修改界面后，操作人员根据自身需求最多可设置6组密码，每组密码最多支持6位，每
位密码的数字为0-9或者空，操作人员可以通过总线控制面板上的左右选择键，切换要设
置的密码位，通过上下键改变数字大小。
进一步，所述步骤2-2中，机主通过主机厂授予的机主查询权限在手机客户端上利用
网络，根据不同操作人员的进入权限，可以查询GPS终端控制平台统计不同人员的工作信
息。
本发明与现有技术相比，一是成本低，点火锁钥匙和权限机制的软硬件的有机结合可
以有效实现一车一把钥匙的问题，避免产生不必要的生产成本，通过实现一把钥匙可以进
一步降低车辆管理成本。二是便捷，通过实现一把钥匙，给主机厂仓储管理带来方便，另
外操作人员操作维护机器也将更加方便；通过GPS终端控制平台自动统计不同机手的工作
情况，更加便于机主对机器的运营管理。三是安全性高，在野外作业后停放机器，通过密
码权限的控制可以保证机器的安全性。
附图说明
图1为本发明的电原理框图；
图2为本发明的用户权限密码设置流程；
图3为本发明的权限控制流程；
图中，1.发动机ECM，2.点火钥匙开关，3.先导控制开关，4.起动继电器，5.主
泵功率电磁阀，6.主控制器，7.总线控制面板，8.电子监控器，9.GPS控制器，10.移
动通讯平台，11.GPS终端控制平台，12.手机客户端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示本发明采用的技术方案是：一种基于权限机制的挖掘机控制装置，包括发
动机ECM1、点火钥匙开关2、先导控制开关3、起动继电器4、主泵功率电磁阀5、主控制
器6、总线控制面板7、电子监控器8、GPS控制器9、移动通讯平台10、GPS终端控制平台
11和手机客户端12。
发动机ECM1与主控制器6通过CAN总线互联,点火钥匙开关2的“C”端电连接于主
控制器6的其中一个“DI”端口；先导控制开关3的常开触点电连接于主控制器6另外一
个“DI”端口；起动继电器4的吸合线圈电连接主控制的其中一个“DO”端口；主控制器
的“PWM”端口电连接于主泵功率电磁阀5；主控制器6的另外一路CAN总线通讯接口分别
同时与总线控制面板7、电子监控器8、GPS控制器9通过总线互联；GPS控制器9通过自
带的GSM天线以无线电磁通讯形成连接于移动通讯平台10；移动通讯平台通过以太网络与
GPS终端控制平台11，同时移动通讯平台10通过无线通讯形式和手机客户端12互联。
进一步，因为Windows操作系统是使用最广泛的操作系统,所以GPS终端控制平台11
是基于Windows操作系统的网络控制平台。
进一步，因为目前智能手机使用Android操作系统,苹果手机使用ios操作系统，所以
手机客户端12是基于Android操作系统或者ios操作系统的手机客户端。
电子监控器8和总线控制面板7可以采用分体结构，也可以将总线控制面板继承与电
子监控器8上，当电子监控器8为触摸屏时也可以将系统中的总线控制面板7去除，用触
摸控制代替按键控制。
如图3所示，所述基于权限机制的挖掘机控制装置的控制方法包括以下步骤：
步骤S1，操作人员将位于驾驶室内的点火钥匙开关2拨到上电档“ON”位置后，此时
系统上电，电子监控器8点亮，电子监控器8在主界面特定显示区域显示输入权限控制密
码；如果是第一次使用机器，密码默认为无，可以使用总线控制面板7上设定的密码触发
按键进入密码输入状态，然后直接按确认键，系统将会解锁；若不是第一次使用机器，进
入步骤S2；
步骤S2，操作人员输入用于发动机起动、运行和液压系统功率权限控制密码；
步骤S3，判断操作人员输入用于发动机起动、运行和液压系统功率权限控制的密码是
否正确，密码输入正确后进入步骤S4，密码输入错误重复步骤S2；
步骤S4，当操作人员输入的用于发动机起动、运行和液压系统功率权限控制的密码正
确后，主控制器6检测先导控制开关3的状态；如果先导控制开关3处于打开状态，进入
步骤S5；如果先导控制开关3处于锁止状态，进入步骤S6；
步骤S5，主控制器将禁止驱动起动继电器4的控制线圈，从而阻止起动；
步骤S6，主控制器将驱动起动继电器4的控制线圈，从而接通起动回路，允许发动机
运行；同时主控制器6对发动机ECM1进行正常的转速控制，对主泵功率电磁阀5的控制
也将会被解锁，挖掘机可以正常运行。
如图2所示，进一步，所述步骤S2中密码获取的步骤为：
步骤S2-1，电子监控器8会提示输入密码对话框，同时在密码输入行上方会出现一个
六位随机码；
步骤S2-2，操作人员用手机客户端12将随机码通过编辑短信“CP+UP+随机码”发给预
先设置的移动通讯平台10的客服号码；
步骤S2-3，移动通讯平台10根据内容判定需要设置用户权限密码，同时将此信息转发
给GPS终端控制平台11；
步骤S2-4，GPS终端控制平台11根据随机码自动利用程序计算出修改权限的密码；
步骤S2-5，再将权限密码通过移动通讯平台10发送到手机客户端12；
步骤S2-6，操作人员在总线控制面板7上输入此权限密码；
步骤S2-7，进入权限密码更改菜单，进行密码更改，选择其中一组设置成密码；
步骤S2-8，是否接受设置，若接受设置直接选择确认键，密码行下方会显示初始化及
确认，选择确认后按确认按键，该组密码设置成功，其他需要设置的密码组同以上原理，
然后进入步骤S2-9，若不接受当组设置，可以选择初始化，该组密码被清零，重复步骤S2-7；
步骤S2-9，密码设置完成后，选择位于该菜单最下方的完成项，系统自动将密码备份
到电子监控器8的特定区域，此特定区域的密码需要动态密码输入后方可查询，此权限仅
主机生产厂商持有；同时电子监控器8将存储的密码信息通过总线发送给GPS控制器9，GPS
控制器9再将信息通过自己的GSM天线以电磁信号形式发送给移动通讯平台10，移动通讯
平台10再将密码信息分别发给GPS终端控制平台11及手机客户端12以实现密码备份；
步骤S2-10，密码设置成功。
进一步，所述步骤S2-7中密码更改的方法为：所述电子监控器(8)显示权限控制密
码修改界面后，操作人员根据自身需求最多可设置6组密码，每组密码最多支持6位，每
位密码的数字为0-9或者空，操作人员可以通过总线控制面板7上的左右选择键，切换要
设置的密码位，通过上下键改变数字大小。
进一步，所述步骤2-2中，机主通过主机厂授予的机主查询权限在手机客户端12上利
用网络，根据不同操作人员的进入权限，可以查询GPS终端控制平台11统计不同人员的工
作信息。
因为每次工作时，操作人员输入不同的权限密码发动机器，主控制器6都会统计该操
作人员的操作内容及时长，然后主控制器6将统计内容通过CAN总线发送给GPS控制器9，
GPS控制器9将信息通过GSM天线以电磁信号的形式发送给移动通讯平台10，移动通讯平
台10将信息转发到GPS终端控制平台11。主机厂授予机主在GPS终端控制平台11上一定
的使用查询权限，机主利用网络就可以查询GPS终端控制平台11统计不同人员的工作信息，
以便其对操作人员及机器的运营管理。