專利名稱：一種基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及汽車檢測、報(bào)警裝置，尤其涉及一種基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的貨物需要從貨源地發(fā)往需求地。貨物周轉(zhuǎn)工具有水陸空三種運(yùn)輸方式，其中陸路運(yùn)輸起到舉足輕重的作用，在陸路運(yùn)輸中主要是公路貨車運(yùn)輸。為了減少運(yùn)費(fèi)，越來越多的貨車司機(jī)加入超載的隊(duì)伍中來。由于管理部門對超載現(xiàn)象一開始管理不嚴(yán)，造成了中國貨運(yùn)上的一個怪現(xiàn)象，超載罰款，為了掙回被罰的金額，貨車就更加嚴(yán)重的超載，越超載越罰款，越罰款越超載的局面。根據(jù)專家分析，車輛超限重量增加和其對路面的損害是呈幾何數(shù)增長的，超限10%的貨車對道路的損壞回增加40%，一輛超限2倍的車輛行使一次，對公路的損害相當(dāng)于不超限車輛行使16次；一輛36噸的超限車輛對道路的毀壞程度相當(dāng)于9600車1.8噸重的小汽車對道路的破壞。司機(jī)和車主超限運(yùn)輸每贏利I元錢，就會造成公路破壞100元代價。許多投入巨額資金建成的公路，由于超載車輛碾壓，路面早早就出現(xiàn)龜裂、坑槽、沉陷、翻漿、車轍、橋梁鋪裝破碎、板體斷裂等病害，每年都要投入巨額資金進(jìn)行維修。有關(guān)專家計(jì)算超載者每獲利1000元，國家就相應(yīng)損失6000元，還不算超載造成國家大量應(yīng)收稅費(fèi)的流失。超載還大量導(dǎo)致交通事故發(fā)生。由于超載，車輛控制能力降低，容易導(dǎo)致交通事故發(fā)生。同時超載對公路造成破壞，使車輛行駛速度受到影響，一些超載車輛常常只能以一二十公里的時速爬行，大大影響了公路運(yùn)輸能力的發(fā)揮，降低了車輛運(yùn)輸效率。超載還會對環(huán)境造成污染，對人們的身體健康產(chǎn)生影響。因此需要尋找一種有效的方法幫助管理部門和駕駛員減少貨物的裝載，杜絕超載事件的發(fā)生，延長公路的使用壽命，減少環(huán)境污染。本實(shí)用新型的目的是提供一種基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置，實(shí)時的提醒駕駛員不要裝載過多的貨物，如果超載就會報(bào)警，提醒管理部門人員禁止超載車輛上路，使得車輛安全高速的行駛在道路上，減少交通事故的發(fā)生，減少超載車輛對道路的損壞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置。該裝置能夠?qū)崟r的檢測車輛輪胎壓力，根據(jù)輪胎壓力判斷車輛是否超載，提醒使駕駛員減少車輛貨物的裝載，液晶單元也會顯示每個車輪輪胎壓力的大小，使駕駛員在裝載貨物時均勻裝載，防止車輛的重心偏向一側(cè)。如果車輛超載了報(bào)警單元的燈會一直閃，如果車輛上路會提醒管理人員禁止車輛上路，提高汽車輪胎壓力檢測的實(shí)時性，方便性，減少車輛超載事件的發(fā)生。
為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置，該檢測裝置包括信息檢測單元、信息處理單元、信息發(fā)送單元、信息接收單元、信息再處理單元、信息顯示單元、預(yù)警單元，信息檢測單元、信息處理單元和信息發(fā)送單元依次連接安裝在車輪側(cè)，信息接收單元、信息再處理單元、信息顯示單元、預(yù)警單元依次相連安裝在駕駛室內(nèi)，預(yù)警單元也可安裝于駕駛室外，以便提醒交通管理部門。所述的信息檢測單元由安裝在車輪輪胎內(nèi)，由飛思卡爾MPXY8020A芯片組成，每個車輪都有安裝；信息處理單元由Atmel89C51單片機(jī)完成，和信息檢測單元一起安裝在車輪輪胎內(nèi)；信息發(fā)送和接收單元采用nRF401芯片，分別安裝在車輪側(cè)和駕駛室內(nèi)，顯示單元采用1602液晶，預(yù)警單元由LED燈組成。本實(shí)用新型與現(xiàn)有超載檢測裝置技術(shù)相比應(yīng)用范圍廣泛。此裝置提高汽超載的檢測的方便性，節(jié)省檢測時間。具有制作方便，電路簡單，成本低等特點(diǎn)，提高車輛安全行駛。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型發(fā)送和接收的示意圖。圖3為本實(shí)用新型輪胎檢測芯片MPXY8020A的外圍電路連接圖。圖4為本實(shí)用新型的電路連接圖。圖5為本實(shí)用新型的工作流程圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
參照圖1，本實(shí)用新型的基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置，該檢測裝置包括信息檢測單元，該裝置還包括信息處理單元、信息發(fā)送單元、信息接收單元、信息再處理單元、信息顯示單元、預(yù)警單元，其中信息檢測單元、信息處理單元和信息發(fā)送單元依次連接且安裝在汽車車輪側(cè)，信息接收單元、信息再處理單元、信息顯示單元、預(yù)警單元依次相連且安裝在汽車駕駛室內(nèi)，信息發(fā)送單元與信息接收單元相連。參照圖2，基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置的信息發(fā)送單元和信息接收單元示意圖，MPXY8020A輪胎壓力傳感器檢測結(jié)果傳給Atmel89C51信息處理單元，信息處理單元處理過后傳給nRF401收發(fā)芯片，信息處理單元控制nRF401發(fā)送信息。在信息發(fā)送和信息接收nRF401接收幾個車輪側(cè)發(fā)過來的信息，傳給信息在處理單元，信息在處理單元控制液晶的顯示和預(yù)警單元的報(bào)警。本實(shí)施例中，輪胎壓力檢測單元采用飛思卡爾MPXY8020A芯片，MPXY8020A是一款8針腳的胎壓監(jiān)視傳感器。它由一個變?nèi)輭毫鞲衅髟?、一個溫度傳感元件和一個接口電路(具有喚醒功能)組成，所有這三個元件都在單塊芯片中。MPXY8020A封裝在超級小尺寸封裝(SSOP)中，SSOP帶有介質(zhì)保護(hù)過濾器。為了達(dá)到胎壓監(jiān)視系統(tǒng)的低功耗要求，MPXY8020A進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，提供一個高度集成的低成本系統(tǒng)。MPXY8020A能檢測637.5kPa的壓力范圍，溫度和壓力傳感器的數(shù)字(8位)輸出，按電源比例的電壓，從2.1V到3.6V，SSOP封裝可提供強(qiáng)大的介質(zhì)保護(hù)，體積小巧三秒喚醒功能，實(shí)現(xiàn)了模塊級的能耗管理低功耗。參照圖3，MPXY8020A的片內(nèi)電路通過引腳VDD (正電平)和引腳VSS (地)供電。在VDD與VSS之間，通常接I個0.1 μ F的電容進(jìn)行電源濾波。OUT引腳在采樣值高于電壓比較器的極限值時，輸出I;反之輸出O。電壓比較器的極限值由外部微控制器通過數(shù)字接口輸入到ΜΡΧΥ8020Α片內(nèi)的8位DAC寄存器。當(dāng)ΜΡΧΥ8020Α工作于空閑狀態(tài)時，OUT引腳被置高，到14級分頻器發(fā)生溢出時，該引腳輸出一個負(fù)脈沖。RST引腳通常被置為高電平；當(dāng)10級分頻器發(fā)生溢出時，被置為低電平。這個引腳通常用于使外部微控制器復(fù)位。10級分頻器的溢出周期為52min，這跟MPXY8020A的工作狀態(tài)無關(guān)。SO和SI引腳一起，用于工作方式選擇。在設(shè)置電壓比較器的極限值時，DATA引腳為串行數(shù)據(jù)輸入引腳。CLK引腳用于提供串行讀寫數(shù)據(jù)的時鐘。向MPXY8020A寫數(shù)據(jù)時，在CLK引腳信號的上升沿，串行數(shù)據(jù)從DATA引腳按時序送到片內(nèi)移位寄存器，在CLK引腳信號的第8個下降沿，數(shù)據(jù)被送到片內(nèi)D/A寄存器。SO、S 1、DATA和CLK四個引腳都內(nèi)置了施密特觸發(fā)器，以提高芯片的抗干擾性，并且這四個引腳都內(nèi)置了下拉電阻，所以當(dāng)它們被懸空時，都為低電平。MPXY8020A有4種工作方式，其工作于哪種工作方式由SI和SO引腳的電平來決定。只要VDD引腳有足夠的供電電壓，不管MPXY8020A工作于何種工作方式，其內(nèi)部的多路開關(guān)、D/A寄存器、低頻振蕩器和輸出脈沖分頻器都處于激活狀態(tài)。需要注意的是，無論MPXY8020A工作于氣壓采樣方式還是溫度采樣方式，所有的EEPROM位都處于激活狀態(tài)。如果為了節(jié)能而把VDD引腳置為低電平，有必要把所有引腳的電平都置為低電平，以免MPXY8020A被誤激活。信息處理單元和信息再處理單元均選用Atmel89C51單片機(jī)。Atmel89C51的特點(diǎn)是8位CPU，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路；32根I/O線；外部存貯器尋址范圍ROM、RAM64K ；2個16位的定時器/計(jì)數(shù)器；5個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級；全雙工串行口 ；布爾處理器。Atmel89C51能實(shí)時處理經(jīng)過輪胎壓力檢測單元傳過來的信息，并控制發(fā)送單元、接受單元、液晶顯示單元和預(yù)警單元，經(jīng)過處理計(jì)算后向預(yù)警單元發(fā)出信號。本實(shí)施例中，信息發(fā)送單元和信息接收單元選擇nRF401芯片完成，nRF401芯片是挪威Nordic公司推出的一款頻段為433MHz的單片無線收發(fā)一體化芯片，最大速率可達(dá)20Kpbs。nRF401芯片使用20引腳SSOCI封裝將高頻發(fā)射、高頻接受、PLL合成、FSK調(diào)制，F(xiàn)SK解調(diào)和多頻道切換等功能進(jìn)行高度集成，具有性能優(yōu)異、價格低廉和使用方便等特點(diǎn)。nRF401的外圍元件很少，只有一個基準(zhǔn)晶振和幾個無源器件，沒有調(diào)試部件，可以直接和單片機(jī)接口，nRF401芯片和單片機(jī)的連線如圖4所示。本實(shí)施例中，顯示單元采用1602型液晶，128*64的字符型液晶顯示器。它具有顯示質(zhì)量高，體積小，重量輕，功耗低低，價格便宜等特點(diǎn)。本實(shí)施例中，預(yù)警單元就是發(fā)光二極管，簡稱LED，采用砷化鎵、鎵鋁砷、和磷化鎵等材料制成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?。?dāng)在發(fā)光二極管PN結(jié)上加正向電壓時，PN結(jié)勢壘降低，載流子的擴(kuò)散運(yùn)動大于漂移運(yùn)動，致使P區(qū)的空穴注入到N區(qū)，N區(qū)的電子注入到P區(qū)，這樣相互注入的空穴與電子相遇后會產(chǎn)生復(fù)合，復(fù)合時產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn)，因此而發(fā)光，用來提醒道路交通管理部門車輛超載了。參照圖5，本實(shí)用新型的基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置工作流程如下所示:首先車輪側(cè)的單元開始工作，輪胎壓力傳感器開始工作，檢測輪胎壓力，置nRF401為待機(jī)狀態(tài)，單片機(jī)讀取輪胎壓力傳感器的數(shù)據(jù)，置nRF401為發(fā)送，并且延時5ms，為了完成數(shù)據(jù)發(fā)送，然后開啟定時器，延時15ms。置nRF401為接收延時5ms，看是否接到控制中心側(cè)nRF401發(fā)送過來的確認(rèn)幀，確認(rèn)幀為0X1111，直到接收到確認(rèn)幀為止，在判斷幀的合法性。信息接收單元，可以顯示是哪個車輪側(cè)單元發(fā)送信息，置nRF401為接收，延時5ms等待nRF401切換到接收狀態(tài)，判斷是否接收到確認(rèn)幀0X1111，知道接收到為止，然后判斷幀的合法性和進(jìn)行CRC糾錯檢驗(yàn)。置nRF401為發(fā)送，延時5ms，將接收到的輪胎壓力傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為壓力數(shù)據(jù)，并通過液晶屏顯示，然后根據(jù)輪胎壓力判斷車輛是否超載，如果超載就控制報(bào)警燈亮，沒有就繼續(xù)檢測其他車輪的壓力發(fā)送信號，循環(huán)接收不同車輪的壓力信號。
權(quán)利要求1.一種基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置，該檢測裝置包括信息檢測單元，其特征在于:該裝置還包括信息處理單元、信息發(fā)送單元、信息接收單元、信息再處理單元、信息顯示單元、預(yù)警單元，其中信息檢測單元、信息處理單元和信息發(fā)送單元依次連接且安裝在汽車車輪側(cè)，信息接收單元、信息再處理單元、信息顯示單元、預(yù)警單元依次相連且安裝在汽車駕駛室內(nèi)，信息發(fā)送單元與信息接收單元相連。
2.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置，其特征在于:所述的信息檢測單元安裝在汽車各車輪輪胎內(nèi)，信息檢測單元為飛思卡爾MPXY8020A芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置，其特征在于:所述的信息處理單元和信息再處理單元為Atmel89C51單片機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置，其特征在于:所述的信息發(fā)送單元和信息接收單元采用nRF401芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置，其特征在于:所述的顯示單元采用1602液晶，預(yù)警單元由LED燈組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于單片機(jī)的汽車超載檢測裝置，檢測裝置包括信息檢測單元、信息處理單元、信息發(fā)送單元、信息接收單元、信息再處理單元、信息顯示單元、預(yù)警單元。信息檢測單元、信息處理單元和信息發(fā)送單元依次連接安裝在車輪側(cè)，信息接收單元、信息再處理單元、信息顯示單元、預(yù)警單元依次相連安裝在駕駛室內(nèi)，預(yù)警單元在駕駛外也有安裝，以方便提醒道路交通管理部門。該裝置可以安裝在任何車輛上進(jìn)行檢測，成本低，方便實(shí)用。
文檔編號B60C23/04GK202966127SQ20122058130
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者孫恩民, 王少勇, 趙玉河, 馬強(qiáng), 呂魁超, 梁景雨, 郭建亭 申請人:長安大學(xué)