本發(fā)明涉及一種防超載檢測(cè)裝置，尤其涉及一種基于gsm的車載式防超載檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

超載及超員歷來是交通事故的一大誘導(dǎo)因素，特別是超載的大中型貨車，是潛在的馬路殺手，時(shí)刻威脅著所有交通參與者的安全。一些客車司機(jī)違規(guī)帶客，公車私用，自謀福利，使得超員情況時(shí)有發(fā)生?？蛙嚦瑔T后，在車輛行進(jìn)過程中，如急轉(zhuǎn)彎、剎車，很容易造成乘客在車廂內(nèi)磕碰，容易發(fā)生“客傷”事故，一旦出現(xiàn)意外，后果將不堪設(shè)想。雖然交管部門強(qiáng)抓嚴(yán)打，但是貨車超載具有隱匿性好，難于發(fā)現(xiàn)等特征，導(dǎo)致貨車超載現(xiàn)象日益嚴(yán)重。而客車司機(jī)也經(jīng)常會(huì)在出站后載客，而在目的地前提前下客來逃避檢查。目前，國(guó)內(nèi)一般還是在道路入口安裝稱重系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)稱重作為主要手段，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)在收費(fèi)站液晶屏顯示，無法利用無線通信設(shè)備將車輛超載信息發(fā)送給超載監(jiān)督部門，達(dá)不到良好的超載防治效果；另一方面，車載超載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在工作過程中的大量噪聲與振動(dòng)干擾，使得系統(tǒng)的稱重準(zhǔn)確度難以保證，不能很有效的檢測(cè)到超載的違規(guī)信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種基于gsm的車載式防超載檢測(cè)裝置，該系統(tǒng)能夠?qū)囕v載重和實(shí)載人數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并在超載或超員時(shí)做出及時(shí)反應(yīng)，降低行車隱患。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于gsm的車載式防超載檢測(cè)裝置，包括汽車節(jié)點(diǎn)、gsm總協(xié)調(diào)器模塊和上位機(jī)，所述汽車節(jié)點(diǎn)包括arm控制器模塊、傳感器模塊、放大及a/d轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊和gsm模塊，所述傳感器模塊包括稱重傳感器和紅外傳感器，所述稱重傳感器的輸出端與放大及a/d轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連接，所述放大及a/d轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與arm控制器模塊的輸入端相連接，所述紅外傳感器的輸出端與arm控制器模塊的輸入端相連接，所述arm控制器模塊的輸出端與液晶顯示模塊和gsm模塊相連，所述gsm模塊通過網(wǎng)絡(luò)將車輛信息數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)端gsm總協(xié)調(diào)器，并在所述上位機(jī)端進(jìn)行顯示。

優(yōu)選的，所述稱重傳感器采用應(yīng)變電阻式稱重傳感器，安裝在車架和車廂之間。

優(yōu)選的，所述紅外傳感器的數(shù)量為兩個(gè)，分別安裝在上車門和下車門處。

優(yōu)選的，所述汽車節(jié)點(diǎn)還包括有對(duì)稱重傳感器的溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅鳌?/p>

優(yōu)選的，所述汽車節(jié)點(diǎn)還包括有加速度傳感器。

優(yōu)選的，所述arm控制器模塊主控芯片采用stm32f103rbt6。

優(yōu)選的，所述上位機(jī)內(nèi)安裝有上位機(jī)系統(tǒng)軟件，所述上位機(jī)系統(tǒng)軟件包括稱重?cái)?shù)據(jù)采集、人員計(jì)數(shù)采集、溫度采集、傾角檢測(cè)、液晶顯示、數(shù)據(jù)通信等函數(shù)。

本發(fā)明還公開了一種基于gsm的車載式防超載檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）稱量上客區(qū)上車的乘客總體重g1，并通過信號(hào)發(fā)射器將g1發(fā)送給arm控制器模塊；稱量下客區(qū)下車的乘客總體重g2，并通過信號(hào)發(fā)射器將g2發(fā)送給arm控制器模塊；

2）利用所述arm控制器模塊計(jì)算出車上乘客的總體重g=g1-g2，并向gsm模塊發(fā)送承重信號(hào)；

3）所述gsm模塊接收所述承重信號(hào)后，將g與預(yù)設(shè)的超載重量進(jìn)行比較，當(dāng)g大于或等于所述超載重量時(shí)發(fā)送超載信號(hào)；

4）通過紅外傳感器用于計(jì)算車輛載人數(shù)，溫度傳感器用于對(duì)稱重傳感器的溫度補(bǔ)償，通過加速度傳感器可實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛加速度，同時(shí)判斷稱重平臺(tái)是否水平，系統(tǒng)中的gsm模塊通過網(wǎng)絡(luò)將車輛信息數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)端gsm總協(xié)調(diào)器，并在所述上位機(jī)端進(jìn)行顯示，所述上位機(jī)在超載或超員時(shí)做出及時(shí)反應(yīng)，降低行車隱患。

本發(fā)明達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠?qū)囕v載重和實(shí)載人數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，車輛當(dāng)前信息可通過gsm模塊發(fā)射至遠(yuǎn)程上位機(jī)端，并在超載或超員時(shí)做出及時(shí)反應(yīng)，達(dá)到良好的防治超載的效果，降低行車隱患，且該系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)稱重平臺(tái)中小于1°的傾角變化，避免了傾斜引起的誤差，保證了稱重的準(zhǔn)確性。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發(fā)明中硬件部分連接圖；

圖2是本發(fā)明中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明中汽車節(jié)點(diǎn)軟件流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

如圖1、圖2和圖3所示，一種基于gsm的車載式防超載檢測(cè)裝置，包括汽車節(jié)點(diǎn)、gsm總協(xié)調(diào)器模塊和上位機(jī)，所述汽車節(jié)點(diǎn)包括arm控制器模塊、傳感器模塊、放大及a/d轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊和gsm模塊，所述傳感器模塊包括稱重傳感器和紅外傳感器，所述稱重傳感器的輸出端與放大及a/d轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連接，所述放大及a/d轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與arm控制器模塊的輸入端相連接，所述紅外傳感器的輸出端與arm控制器模塊的輸入端相連接，所述arm控制器模塊的輸出端與液晶顯示模塊和gsm模塊相連，所述gsm模塊通過網(wǎng)絡(luò)將車輛信息數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)端gsm總協(xié)調(diào)器，并在所述上位機(jī)端進(jìn)行顯示。

全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（gsm）是當(dāng)前應(yīng)用廣泛的移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)施例采用了西門子公司的tc35igsm模塊，stm32主控制器通過兩根i/o口控制tc35i開關(guān)機(jī)、復(fù)位等，通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

優(yōu)選的方案是，所述稱重傳感器采用應(yīng)變電阻式稱重傳感器，安裝在車架和車廂之間，通過稱重傳感器將重力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)放大及a/d轉(zhuǎn)換模塊后將數(shù)據(jù)傳送給arm控制器模塊，從而判斷汽車是否超載。

在本實(shí)施例中，我們采用小量程傳感器模擬測(cè)試，采用臺(tái)灣足力（mavin）公司的na1-6kg鋁合金稱重傳感器，其輸入阻抗為41015，輸出阻抗為3505，輸出靈敏度為2mv/v，零點(diǎn)溫度漂移為0.003%fs/℃，精度等級(jí)為oimlr60c3。由于傳感器激勵(lì)為5v，輸出電壓在0~10mv之間。

所述arm控制器模塊主控芯片采用stm32f103rbt6，stm32f103自帶的a/d轉(zhuǎn)換器不能達(dá)到測(cè)量所需精度，本實(shí)施例采用了國(guó)產(chǎn)24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器hx711，可編程放大倍數(shù)最大可達(dá)到128。稱重傳感器輸出的mv級(jí)差分信號(hào)先送到hx711，經(jīng)過通道a的128倍增益放大及a/d轉(zhuǎn)換后通過dout、pd_sck兩線與stm32f103進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

優(yōu)選的方案是，所述紅外傳感器的數(shù)量為兩個(gè)，分別安裝在上車門和下車門處，用于計(jì)算車輛載人數(shù)。紅外傳感器的輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受vcc端電壓值的限制。本系統(tǒng)采用兩個(gè)紅外傳感器，安裝在上下車門處以計(jì)算車輛載人數(shù)。

優(yōu)選的方案是，所述汽車節(jié)點(diǎn)還包括有對(duì)稱重傳感器的溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臏囟葌鞲衅?。所述溫度傳感器采用的是單線溫度傳感器ds18b20，其測(cè)量溫度范圍為-55℃~125℃，精度為±0.5℃，溫度數(shù)據(jù)主要用于對(duì)稱重傳感器的溫度補(bǔ)償。

優(yōu)選的方案是，所述汽車節(jié)點(diǎn)還包括有加速度傳感器。加速度傳感器可實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛加速度，同時(shí)判斷稱重平臺(tái)是否水平。稱重平臺(tái)檢測(cè)采用adxl345加速度傳感器，該傳感器能測(cè)量小于1°的傾角變化，可監(jiān)測(cè)有無震動(dòng)，當(dāng)稱重平臺(tái)嚴(yán)重傾斜時(shí)，系統(tǒng)給出警告，從而避免傾斜引起的誤差。

優(yōu)選的方案是，所述arm控制器模塊主控芯片采用stm32f103rbt6，該芯片的生產(chǎn)商是意法半導(dǎo)體公司，該芯片是基于cortex-m3內(nèi)核的32位處理器，cortex-m3作為較好的armv7架構(gòu)，具有低成本和低功耗等優(yōu)勢(shì)。stm32f103rbt6工作頻率為32mhz，具有128kbflash、16kbsram、2個(gè)spi、rtc、51個(gè)可用io腳等。

優(yōu)選的方案是，所述上位機(jī)內(nèi)安裝有上位機(jī)系統(tǒng)軟件，所述上位機(jī)系統(tǒng)軟件包括稱重?cái)?shù)據(jù)采集、人員計(jì)數(shù)采集、溫度采集、傾角檢測(cè)、液晶顯示、數(shù)據(jù)通信等函數(shù)。該汽車節(jié)點(diǎn)采用arm處理器，采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，在嵌入式系統(tǒng)mdk的開發(fā)環(huán)境下使用c語言編程。編譯完成后可通過jtag接口進(jìn)行實(shí)時(shí)下載和硬件仿真。程序包括稱重?cái)?shù)據(jù)采集、人員計(jì)數(shù)采集、溫度采集、傾角檢測(cè)、液晶顯示、數(shù)據(jù)通信等函數(shù)。

如圖3所示，稱重?cái)?shù)據(jù)采集函數(shù)主要負(fù)責(zé)采集載重值，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，人員計(jì)數(shù)函數(shù)檢測(cè)紅外觸發(fā)順逆序次數(shù)統(tǒng)計(jì)人數(shù)，溫度采集、傾角檢測(cè)函數(shù)則分別讀取溫度和傾角值。對(duì)于上位機(jī)端，在visualstudio2010開發(fā)環(huán)境下使用sqlserver2008r2數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)以c#為編程語言，開發(fā)基于wpf的上位機(jī)軟件。本系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)地采集、處理汽車載重信息，滿足了數(shù)據(jù)的解析、存儲(chǔ)等要求，具有界面美觀，功能強(qiáng)大，代碼結(jié)構(gòu)清晰等優(yōu)勢(shì)。

一種基于gsm的車載式防超載檢測(cè)方法，

1）稱量上客區(qū)上車的乘客總體重g1，并通過信號(hào)發(fā)射器將g1發(fā)送給arm控制器模塊；稱量下客區(qū)下車的乘客總體重g2，并通過信號(hào)發(fā)射器將g2發(fā)送給arm控制器模塊；

2）利用所述arm控制器模塊計(jì)算出車上乘客的總體重g=g1-g2，并向gsm模塊發(fā)送承重信號(hào)；

3）所述gsm模塊接收所述承重信號(hào)后，將g與預(yù)設(shè)的超載重量進(jìn)行比較，當(dāng)g大于或等于所述超載重量時(shí)發(fā)送超載信號(hào)；

4）通過紅外傳感器用于計(jì)算車輛載人數(shù)，溫度傳感器用于對(duì)稱重傳感器的溫度補(bǔ)償，通過加速度傳感器可實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛加速度，同時(shí)判斷稱重平臺(tái)是否水平，系統(tǒng)中的gsm模塊通過網(wǎng)絡(luò)將車輛信息數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)端gsm總協(xié)調(diào)器，并在所述上位機(jī)端進(jìn)行顯示，所述上位機(jī)在超載或超員時(shí)做出及時(shí)反應(yīng)，降低行車隱患。

本發(fā)明的工作原理是，通過稱重傳感器將重力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)放大及a/d轉(zhuǎn)換模塊后將數(shù)據(jù)傳送給arm控制器模塊，從而判斷汽車是否超載，通過紅外傳感器用于計(jì)算車輛載人數(shù)，溫度傳感器用于對(duì)稱重傳感器的溫度補(bǔ)償，通過加速度傳感器可實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛加速度，同時(shí)判斷稱重平臺(tái)是否水平，系統(tǒng)中的gsm模塊通過網(wǎng)絡(luò)將車輛信息數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)端gsm總協(xié)調(diào)器，并在所述上位機(jī)端進(jìn)行顯示。

本發(fā)明的基于gsm的車載稱重系統(tǒng)，在gsm傳輸下實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛的載重及人員數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并可將車輛當(dāng)前信息可通過gsm模塊發(fā)射至遠(yuǎn)程上位機(jī)端，并在超載或超員時(shí)做出及時(shí)反應(yīng)，達(dá)到良好的防治超載的效果，降低行車隱患，且該系統(tǒng)能監(jiān)測(cè)稱重平臺(tái)中小于1°的傾角變化，避免了傾斜引起的誤差，保證了稱重的準(zhǔn)確性。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。