大型工程车辆的工作地点分散，且经常变化，具有野外作业和场所不定的特点。管理人员对其的监控和管理很不方便，对操作人员的工作情况以及设备本身的状态不能及时掌握。而现在发展起来的车载网络式的监控系统针对性强，往往是针对特定机型设计的一套专用系统，这就造成此监控系统不能在软硬件上方便地进行适当裁剪，应用到其他类型的大型工程车辆监控中去。所以设计出一套通用性较强的车载数据采集与通信装置用于监控系统的主要单元十分必要。本文研制的车载数据采集与通信装置利用3G无线网络及GPS地理位置定位技术将大型工程车辆的设备状态信息、实时施工作业数据和GPS地理位置信息传输到远程监控点，这样远程监控点的工作人员可以实时在线监控大型工程车辆的状态和作业情况，以及车辆的施工地点、车速和时间，从而实现了远程监控人员对现场大型工程车辆的监控和作业人员的管理，以及对整个施工作业大局的把握。首先，本文针对课题的研究背景及意义，分析了CAN总线技术的现状和数据采集通信的发展趋势。其次，根据监控系统在设备状态、施工作业和安全防护方面的功能需求，提出了整体设计思路，详细介绍了车载数据采集与通信装置硬件的选型和设计。包括了采用基于PXA270处理器(XScale架构)的工控主板作为核心控件，3G无线路由、GPS模块、工业交换机和蓄电池的选型，以及备用电源模块的设计。再次，对车载数据采集与通信装置进行了软件程序设计。设计了通信协议和消息传输格式，编写了对模拟量、数字量和脉冲量数据的采集程序，对数据进行了预处理，对数据的通信做了具体分析设计，构思心跳包检测方法确保无线通信的畅通，达到了配置灵活、采集灵活和发送灵活的效果。最后，对车载数据采集与通信装置进行了实验室测试和工业现场运行实测，包括采集参数配置、数据采集和通信测试。联调测试结果表明，车载数据采集与通信装置能够很好的完成数据信息的采集以及与车载电脑和远程监控点的通信。工业现场运行稳定，达到了预期目的和功能需求，实用性较高。