一種嵌入式車載稱重系統的製作方法
2023-07-11 07:16:06 3
專利名稱：一種嵌入式車載稱重系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於數據採集與處理領域，涉及一種車載稱重系統，特別涉及一種嵌入式車載稱重系統。
背景技術：
在車輛貨物運輸的過程中，車輛貨物載重的檢測是一項非常重要的工作，它對於交通運輸安全、道路安全及使用壽命、企業或運輸車隊的運營管理具有十分重要的意義。然而，經調查發現，當前涉及車輛載物超重的交通事故和路橋損毀事故中大部分都與車輛運營超載密切相關，嚴格控制超載已經成為當前交通管理等相關部門亟待解決的問題。目前的常用的車輛載荷檢測技術是地面整車稱重或路面軸重累加稱重，前者是一種地磅稱重系統，將車輛停放於稱重平臺上獲取整車的重量；後者是在平坦的路面上安裝軸重計，車輪依次通過軸重計平臺，檢測出各軸載荷後累加到車輛的總重。以上兩種方式都是採用在固定地點埋設壓力傳感器進行稱重檢測，且只能進行速率低、精度低要求低的採集任務，同時同時檢測重量信息不夠全面，未實現車輛稱重的在途監測以及形成完整的稱重監測網絡。
發明內容針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在於，提供一種嵌入式車載稱重系統，該系統能夠採集和處理車載壓力傳感器的模擬信號，並可實現載物重量數據的本地存儲和遠程終端傳輸，克服了檢測便利性和遠程傳輸實現困難的缺陷。為達到上述目的，本實用新型採用如下的技術解決方案一種嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述系統包括壓力數據採集模塊、壓力數據存儲模塊、壓力數據顯示模塊、鍵盤、GPRS通信模塊、壓力數據處理模塊和車載電源；所述壓力數據採集模塊包括依次相連的壓力傳感器、放大晶片和A/D轉換晶片；所述壓力數據採集模塊的A/D轉換晶片、壓力數據存儲模塊、壓力數據顯示模塊、鍵盤、GPRS通信模塊和車載電源分別連接到壓力數據處理模塊。所述壓力傳感器採用中航電測的剪切梁結構壓力傳感器HM9A。所述放大晶片採用儀表多級放大晶片AD620AN。所述A/D轉換晶片採用低功耗8通道M位高精度的A/D轉換晶片ADS1256。所述壓力數據存儲模塊採用8G的工業級SD卡。所述壓力數據顯示模塊採用工業級LED液晶顯示屏。所述壓力數據處理模塊採用AT9261處理器。所述壓力數據處理模塊通過串口通信模塊與GPRS通信模塊相連接。所述壓力數據採集模塊通過數字模擬轉換電路與壓力數字處理模塊相連接。本實用新型具有以下優點1、採用工業級ARM9處理器AT9261，支持高速數據處理、支持大容量存儲器接口以
3及支持多種通訊方式，同時結合滿足IP66等級標準的壓力傳感器和高性能、高精度的A/D 採樣模塊，能夠實現微弱信號的多級放大以及多路傳感器信號的模數轉化，且支持各種電壓電流型傳感器輸入信號，可編程控制AD模塊的增益，滿足車載稱重系統對於採樣精度和速率的要求。2、GPRS數據傳輸模塊實現車輛載物重量數據的遠程共享，可根據用戶需求或者遠程終端的控制命令進行相關的數據操作。GPRS網絡提高了載物重量數據採集與處理的效率。3、輕小、便攜和低功耗，適合車輛駕駛室的安裝環境。本實用新型將嵌入式技術應用到車載系統中，是車載傳感器數據採集與處理技術在車輛稱重領域中的典型應用。本實用新型能夠實時地對車輛的載物重量信息進行採集處理，通過可視化的人機互動界面直觀的顯示車輛當前裝載物品的重量信息，對經過處理的數據做出超載超限評價判定，通過載物重量信息的數據共享，建立車輛載物重量信息監控網絡，從而有效地治理超載超限。
圖1為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型的工作流程圖。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的解釋說明。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的嵌入式車載稱重系統包括以下模塊壓力數據採集模塊用以實時採集車輛不同狀態中車載壓力傳感器的壓力數據信號；所述壓力數據採集模塊包括壓力傳感器、儀表多級放大晶片AD620AN和低功耗8通道 24位高精度的A/D轉換晶片ADS1256。其中，壓力傳感器、儀表多級放大晶片和A/D轉換晶片依次相連。AD620AN用以實現微弱信號的多級放大，ADS1256用以實現多路傳感器信號的模數轉化，且支持各種電壓電流型傳感器輸入信號，可編程控制AD模塊的增益。壓力傳感器採用中航電測的剪切梁結構壓力傳感器HM9A。壓力數據存儲模塊用來存儲壓力數據處理模塊發送的信息；本模塊採用8G的工業級SD卡，用來存儲壓力數據處理模塊處理後的信息。壓力數據顯示模塊用來顯示壓力數據處理模塊的處理結果；採用工業級LED液晶顯示屏，用來顯示數據處理模塊處理後的結果。鍵盤用來輸入用戶命令，如查詢操作等。GPRS通信模塊用來接收遠程用戶發送的數據上傳命令並對數據處理模塊處理後的數據進行遠程傳輸；壓力數據處理模塊用於將壓力數據採集模塊發送的數據進行處理。壓力數據處理模塊採用ATMEL公司推出的高性能AT9261處理器，AT9261處理器是以ARM^6EJ_S ARM Thumb處理器為核心的完全片上系統，處理器頻率可達190MHz。作為一款為帶IXD顯示應用而優化的嵌入式處理器，配合嵌入式Linux或Wince作業系統，也可應用於U-COS II作業系統。[0030]車載電源為系統各模塊提供電源；所述壓力數據採集模塊、壓力數據存儲模塊、壓力數據顯示模塊、鍵盤、GPRS通信模塊和車載電源分別連接到壓力數據處理模塊；其中，壓力數據採集模塊中的A/D轉換晶片與數據處理模塊相連接；壓力數據處理模塊通過串口通信模塊與GPRS通信模塊相連接； 壓力數據採集模塊通過數字模擬轉換電路與壓力數字處理模塊相連接。另外，本系統可加入防火防盜及抗衝擊措施。壓力數據採集模塊的壓力傳感器安裝在汽車箱體底梁和汽車底盤大梁的結合部位，通過對箱體的受力分析確定壓力傳感器的數目和安裝部署的具體位置。本系統的其他模塊集成在同一塊PCB上，並採用支架方式固定在車輛的駕駛室內，以便駕駛人員進行觀察和操作。參見圖2，在實際使用過程中，本實用新型的工作流程如下車載稱重系統供電模塊經過加電操作後，各個車載的壓力傳感器及相關模塊開始工作。壓力傳感器採集壓力數據信息，由於壓力傳感器的輸出信號是在正負10毫伏之間的非常微弱的壓力信號，因此通過儀表多級放大模塊對該微弱信號進行放大，並將經過放大的壓力信號通過數字模擬轉換電路轉變為數位訊號，然後將數位訊號發送到壓力數據處理模塊；壓力數據處理模塊對接收到的數位訊號進行處理後輸出到壓力數據顯示模塊，同時存儲在壓力數據存儲模塊；車輛駕駛員根據實際需要通過鍵盤輸入控制指令，鍵盤將接收到的指令數據發送到壓力數據處理模塊，壓力數據處理模塊實時判斷接收到的指令數據，並根據指令數據完成相應的控制操作。系統初始化後進入系統調度過程，也即壓力數據處理模塊實時判斷A/D模塊的狀態信息以及鍵盤指令數據採樣判斷是，則進入步驟A ；否則繼續判斷；處理數據判斷是，則進入步驟B ；否則繼續判斷；結束作業判斷是，則進入步驟C ；否則繼續判斷；按鍵判斷是，則進入步驟D ；否則繼續判斷；系統出錯判斷是，則進入步驟E ；否則繼續判斷；步驟A 初始化壓力數據採集模塊，數據採集模塊採集數據後發送到壓力數據處理模塊，數據處理模塊根據A/D模塊的狀態和數據讀取狀態的判定，實現對壓力傳感器數據的採樣和臨時存儲，以方便後續過程對壓力數據處理。步驟B 壓力數據處理模塊通過判定臨時存儲區是否有待處理的數據，實現對壓力傳感器採樣信號的標定，即轉化為實際的重量值，然後根據系統預先設定好的額定閾值進行超載判定，並將載物重量信息通過壓力數據顯示模塊(LCD顯示屏)進行顯示。步驟C 壓力數據處理模塊初始化文件系統，然後創建保存文件，通過串口通信模塊與GPRS模塊進行通信，從而文件數據的共享操作，最後置位等待循環操作，並將文件數據通過壓力數據顯示模塊進行顯示。步驟D 壓力數據處理模塊進行按鍵處理，即更新全局變量並存儲系統變量，壓力數據顯示模塊顯示結果。步驟E 壓力數據處理模塊讀取出錯數據，並進行錯誤處理，如果處理成功，則從壓力數據存儲模塊中消除出錯數據，否則進行系統重啟；然後系統初始化；重新進入系統調度階段。為了保證採集數據的安全性，可利用壓力數據處理模塊將數據加密後再發送到壓力數據存儲模塊。同時，壓力數據存儲模塊的數據可由遠程發送的控制命令而進行清空處理，以保證採集數據的保密性。利用壓力數據存儲模塊將該系統獲得的數據下載到本地的計算機中，再由壓力數據處理軟體進行數據的讀寫、分析處理，可實現車輛的離線狀態判定，尤其是在車輛發生事故時，可分析車輛事故是否由超載引起的，從而為事故鑑定者提供科學的判定依據。
權利要求1.一種嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述系統包括壓力數據採集模塊、壓力數據存儲模塊、壓力數據顯示模塊、鍵盤、GPRS通信模塊、壓力數據處理模塊和車載電源；所述壓力數據採集模塊包括依次相連的壓力傳感器、放大晶片和A/D轉換晶片；所述壓力數據採集模塊的A/D轉換晶片、壓力數據存儲模塊、壓力數據顯示模塊、鍵盤、GPRS通信模塊和車載電源分別連接到壓力數據處理模塊。
2.如權利要求1所述的嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述壓力傳感器採用中航電測的壓力傳感器HM9A。
3.如權利要求1所述的嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述放大晶片採用儀表多級放大晶片AD620AN。
4.如權利要求1所述的嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述A/D轉換晶片採用低功耗8通道M位高精度的A/D轉換晶片ADS1256。
5.如權利要求1所述的嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述壓力數據存儲模塊採用8G的工業級SD卡。
6.如權利要求1所述的嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述壓力數據顯示模塊採用工業級LED液晶顯示屏。
7.如權利要求1所述的嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述壓力數據處理模塊採用AT9261處理器。
8.如權利要求1所述的嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述壓力數據處理模塊通過串口通信模塊與GPRS通信模塊相連接。
9.如權利要求1所述的嵌入式車載稱重系統，其特徵在於，所述壓力數據採集模塊通過數字模擬轉換電路與壓力數字處理模塊相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種嵌入式車載稱重系統，所述系統包括壓力數據採集模塊、壓力數據存儲模塊、壓力數據顯示模塊、鍵盤、GPRS通信模塊、壓力數據處理模塊和車載電源；壓力數據採集模塊包括壓力傳感器、放大晶片和A/D轉換晶片；壓力數據採集模塊、壓力數據存儲模塊、壓力數據顯示模塊、鍵盤、GPRS通信模塊和車載電源分別連接到壓力數據處理模塊。本系統通過GPRS通信模塊接收遠程終端發送的命令信息或在特定時間約束條件下向後臺監控終端傳送採集到的數據，實現車輛在途載物重量信息的採集、處理、存儲及傳輸功能，具有便攜性好、環境適應能力強和數據處理效率高等優點，為建立強大的車輛載物重量信息監控網絡奠定基礎。
文檔編號G08C17/02GK202229830SQ201120321610
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者餘騰, 史昕, 惠飛, 楊瀾, 趙祥模, 雷濤 申請人:長安大學