專利名稱：機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及安全監(jiān)測技術(shù)，特別涉及一種機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，超載是機(jī)動車發(fā)生道路交通車禍的主要因素。由于車體在超過機(jī)動車自身載荷時，很難準(zhǔn)確控制其行駛路線，行駛的可靠性低，從而為道路交通事故埋下隱患；進(jìn)一步地，機(jī)動車在轉(zhuǎn)彎時，車體受力會不平衡，當(dāng)這種不平衡超過一定閾值時，車體將會發(fā)生側(cè)翻；而且，機(jī)動車的超載將對道路及橋梁造成嚴(yán)重的破壞。目前，對于機(jī)動車的超載，主要采用靜態(tài)的地磅檢測法，即稱量機(jī)動車的總重量，減去該機(jī)動車自身的重量，得到該機(jī)動車的載荷，如果得到的載荷超出該機(jī)動車的額定載 荷，則確定該機(jī)動車超載。但該方法設(shè)置的地磅成本較高、且受安置地理位置的影響，機(jī)動車需要行駛到設(shè)置有地磅的位置才能進(jìn)行檢測，因而，在機(jī)動車初始加載載荷時，不能確定加載的載荷是否超載，以及，在行駛至設(shè)置有地磅的位置之前，可能導(dǎo)致道路交通車禍的發(fā)生。目前還沒有一種有效的方法對機(jī)動車在初始加載載荷以及行駛過程中引起的超載進(jìn)行實(shí)時動態(tài)監(jiān)測。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提出一種機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)，降低檢測超載的成本、提高機(jī)動車行駛的可靠性。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感器以及載荷信息處理平臺，傳感器通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線方式連接至載荷信息處理平臺，其中，傳感器，安裝在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處，感知模擬信息，輸出數(shù)字信息至載荷信息處理平臺；載荷信息處理平臺，安裝在機(jī)動車的駕駛室內(nèi)，接收傳感器輸出的數(shù)字信息，輸出
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口呂 I I=I Λ !、ο進(jìn)一步包括通過無線網(wǎng)絡(luò)與載荷信息處理平臺相連的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。所述安裝在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處的傳感器為多個，分別位于在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處的車體中心位置，以及，在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處與車體中心對稱的兩側(cè)位置。所述傳感器為力傳感器或應(yīng)變傳感器。所述傳感器包括敏感元件單元、數(shù)據(jù)處理單元、通訊單元以及電源單元，其中，敏感元件單元與數(shù)據(jù)處理單元相連,數(shù)據(jù)處理單元與通訊單元相連，電源單元分別與敏感元件單元、數(shù)據(jù)處理單元以及通訊單元相連。所述傳感器進(jìn)一步包括數(shù)字信號處理器，通過集成電路接口電路或通用異步收發(fā)器接口與電源單元相連。所述載荷信息處理平臺包括界面顯示單元、第一通訊單元、數(shù)據(jù)處理單元以及電源單元，其中，界面顯示單元與數(shù)據(jù)處理單元相連，數(shù)據(jù)處理單元與第一通訊單元相連，電源單元分別與界面顯示單元、第一通訊單元以及數(shù)據(jù)處理單元相連。所述載荷信息處理平臺進(jìn)一步包括與數(shù)據(jù)處理單元以及電源單元相連的GPS定位單元。所述載荷信息處理平臺進(jìn)一步包括與數(shù)據(jù)處理單元以及電源單元相連的第二通訊單元。由上述的技術(shù)方案可見，本實(shí)用新型提供的一種機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感器以及載荷信息處理平臺，傳感器通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線方式連接至載荷信息處理平臺，其中，傳感器，安裝在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處，感知模擬信息，輸出數(shù) 字信息至載荷信息處理平臺；載荷信息處理平臺，安裝在機(jī)動車的駕駛室內(nèi)，接收傳感器輸出的數(shù)字信息，輸出告警信息。這樣，利用常見的傳感器進(jìn)行載荷安全監(jiān)測，成本低，可以有效降低檢測超載的成本；進(jìn)一步地，傳感器安裝不受地理位置的影響，安裝方便，能夠?qū)崟r獲取機(jī)動車的載荷信息，并在超載時，輸出告警，便于及時采取措施，可以有效預(yù)防機(jī)動車超載，從而避免了超載對道路的破壞，提高了機(jī)動車行駛的可靠性。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例傳感器在機(jī)動車上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的載荷信息處理平臺結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。現(xiàn)有通過地磅檢測機(jī)動車超載的方法，設(shè)置的地磅成本較高、且受地理位置的影響，不能滿足實(shí)時監(jiān)測機(jī)動車的需求?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,Wireless Sensor Network)是以大量靜止或移動的傳感器通過自組織方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，傳感器用于感知、采集、處理無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)監(jiān)測對象的信息，并通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用戶或遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，以便用戶或遠(yuǎn)程監(jiān)控中心根據(jù)接收的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，從而獲知監(jiān)測對象的運(yùn)行狀態(tài)信息以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。由于傳感器可以實(shí)時傳送采集的數(shù)據(jù)，并具有構(gòu)建快速、部署方便的特點(diǎn)，且不易受到監(jiān)測環(huán)境的限制，因此，在環(huán)境監(jiān)測、城市交通管理、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、倉儲管理、汽車電子等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用。本實(shí)用新型實(shí)施例中，考慮將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)動車載荷安全監(jiān)測，在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處，安裝傳感器，用于實(shí)時采集車體載荷信息以進(jìn)行機(jī)動車安全狀態(tài)的監(jiān)控，將采集的載荷信息無線發(fā)送至載荷信息處理平臺，載荷信息處理平臺將接收到的車體各測點(diǎn)的載荷信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過車體判別算法，判斷機(jī)動車是否超載、車體是否失衡以及各測點(diǎn)是否超值，如果出現(xiàn)異常，發(fā)出報(bào)警信息，這樣，可以有效預(yù)防機(jī)動車超載、失衡等引發(fā)的事故以及超載對道路的破壞。圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1，該系統(tǒng)包括傳感器以及載荷信息處理平臺，傳感器通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線方式連接至載荷信息處理平臺，其中，傳感器，安裝在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處，在預(yù)先設(shè)置的采集周期內(nèi)，感知車體載荷，將感知到的模擬信息進(jìn)行放大、濾波、數(shù)字轉(zhuǎn)換后，輸出數(shù)字 信息至載荷信息處理平臺；本實(shí)用新型實(shí)施例中，傳感器相對地磅來說，成本低，安裝方便，可以有效降低檢測超載的成本。傳感器可以是力傳感器，也可以是應(yīng)變傳感器等。較佳地，安裝在連接處的傳感器可以為多個，每一傳感器對應(yīng)一個測點(diǎn)，分別位于在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處的車體中心位置，用以感知車體中心載荷，以及，在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處與車體中心對稱的兩側(cè)位置，用以感知機(jī)動車在轉(zhuǎn)彎處車體兩側(cè)的載荷，每一傳感器分別通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線方式連接至載荷信息處理平臺。傳感器可以直接通過在測點(diǎn)布置應(yīng)變片的方式進(jìn)行檢測，也可以是通過安裝其內(nèi)部集成應(yīng)變片橋路的方式進(jìn)行檢測。載荷信息處理平臺，接收傳感器輸出的數(shù)字信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取機(jī)動車載荷，在確定機(jī)動車載荷超過預(yù)先設(shè)置的載荷閾值后，觸發(fā)告警。本實(shí)用新型實(shí)施例中，載荷信息處理平臺可以安裝在機(jī)動車的駕駛室內(nèi)。如前所述，如果安裝在連接處的傳感器為多個，則載荷信息處理平臺進(jìn)一步為安裝的傳感器設(shè)置傳感器標(biāo)識，并輸出至傳感器，建立傳感器標(biāo)識與傳感器安裝位置的映射關(guān)系，并針對每一位置的傳感器，分別設(shè)置該位置對應(yīng)的載荷閾值。觸發(fā)告警可以是生成告警信息，將該告警信息以及告警信息對應(yīng)的傳感器安裝位置信息在載荷信息處理平臺的顯示面板上進(jìn)行顯示，以便機(jī)動車駕駛員獲知超載信息，從而實(shí)時采取相應(yīng)措施避免超載，也可以是將生成的該告警信息以及告警信息對應(yīng)的傳感器安裝位置信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至預(yù)先設(shè)置的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，以便遠(yuǎn)程監(jiān)控中心記錄相關(guān)超載信息，并對該機(jī)動車進(jìn)行監(jiān)控以及采取相應(yīng)處理措施。進(jìn)一步地，載荷信息處理平臺預(yù)先存儲有該機(jī)動車的車牌號信息，在向遠(yuǎn)程監(jiān)控中心輸出告警信息時，攜帶該機(jī)動車的車牌號信息。實(shí)際應(yīng)用中，載荷信息處理平臺還用于獲取該機(jī)動車的全球定位系統(tǒng)(GPS，Global Position System Receiver)信息,在向遠(yuǎn)程監(jiān)控中心輸出告警信息時,攜帶該GPS信息。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，通過無線網(wǎng)絡(luò)與載荷信息處理平臺相連，用于接收載荷信息處理平臺通過無線方式發(fā)送的報(bào)警信息、地理位置及車牌號，進(jìn)行存儲并分析。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例傳感器在機(jī)動車上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2，在機(jī)動車的車體底盤下面，是承受車體載荷的減振鋼板，減振鋼板設(shè)置在車體承載輪軸上，車體承載輪軸由軸承支撐，軸承安裝在車輪中心，傳感器則安裝在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖3，該傳感器包括敏感元件單元、數(shù)據(jù)處理單元、通訊單元以及電源單元,其中，敏感元件單元與數(shù)據(jù)處理單元相連，數(shù)據(jù)處理單元與通訊單元相連，電源單元分別與敏感元件單元、數(shù)據(jù)處理單元以及通訊單元相連。敏感元件單元，用于感知車體載荷，將感知的模擬信息輸出至數(shù)據(jù)處理單元；本實(shí)用新型實(shí)施例中，敏感元件單元能夠靈敏地感知被測變量(車體載荷)并做出響應(yīng)。數(shù)據(jù)處理單元，用于接收敏感元件單元輸出的模擬信息，進(jìn)行放大及濾波以及數(shù)字轉(zhuǎn)換處理后輸出至通訊單元；本實(shí)用新型實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理單元主要是將敏感元件單元測得的數(shù)字信息(載 荷信息)進(jìn)行采集處理，例如，放大、濾波、數(shù)字轉(zhuǎn)換處理，并將處理得到的數(shù)字信息通過通訊單元發(fā)送到載荷信息處理平臺。通訊單元，用于將數(shù)據(jù)處理單元輸出的數(shù)字信息進(jìn)行發(fā)送；本實(shí)用新型實(shí)施例中，通訊單元采用802. 15. 4協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸。實(shí)際應(yīng)用中，傳感器不需要一直處于工作狀態(tài)，感應(yīng)并采集模擬信息，為了降低傳感器的功耗，較佳地，通訊單元進(jìn)一步地用于接收載荷信息處理平臺輸出的采集指令，輸出至敏感元件單元；本實(shí)用新型實(shí)施例中，通訊單元接收載荷信息處理平臺下發(fā)的采集指令，例如，開始采集指令、停止采集指令、采樣率設(shè)置指令、傳感器組號指令以及信道號指令，輸出至敏感元件單元，以便于敏感元件單元根據(jù)采集指令進(jìn)行相應(yīng)操作。 敏感元件單元，根據(jù)采集指令進(jìn)入工作狀態(tài)，感知車體載荷，在采集完畢后，將自身置于休眠狀態(tài)。其中，通訊單元包括功率放大器以及射頻天線(圖中未示出)。本實(shí)用新型實(shí)施例中，功率放大器用于解決遠(yuǎn)距離傳輸問題，包括發(fā)送通道上的射頻功率放大器，例如，HFA3925以及接收通道上的低噪聲放大器，例如，HFA3424。其中，射頻功率放大器HFA3925用于實(shí)現(xiàn)2. 4GHz發(fā)射信號功率放大功能,放大增益最大可達(dá)28dB，輸出功率最大可達(dá)250mW ;低噪聲放大器HFA3424用于實(shí)現(xiàn)2. 4GHz接收信號低噪聲放大功能，放大增益可達(dá)14dB。本實(shí)用新型實(shí)施例中，可以使用將數(shù)據(jù)處理單元和通訊單元集成在一起的系統(tǒng)芯片，例如，CC2430實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理及傳輸功能，系統(tǒng)芯片CC2430包括一個高性能2. 4GHz的直接序列擴(kuò)頻(DSSS, Direct Sequence Spread Spectrum)射頻收發(fā)器和一顆工業(yè)級小巧高效的8051控制器。這樣，能夠提高處理性能并滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2. 4GHz ISM波段應(yīng)用對低成本、低功耗的要求。CC2430的設(shè)計(jì)結(jié)合了 8Kbyte的RAM及強(qiáng)大的外圍模塊，尺寸只有7 X 7mm 48-pin的封裝，采用具有內(nèi)嵌閃存的O. 18&microm CMOS標(biāo)準(zhǔn)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)數(shù)字基帶處理器、射頻(RF)、模擬電路及系統(tǒng)存儲器，并將這些功能整合在同一個硅晶片上。針對協(xié)議棧、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用軟件的執(zhí)行對MCU處理能力的要求，CC2430包含增強(qiáng)型工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的8位8051控制器，運(yùn)行時鐘32MHz。由于更快的執(zhí)行時間和通過除去被浪費(fèi)掉的總線狀態(tài)的方式，使得使用標(biāo)準(zhǔn)8051指令集的CC2430增強(qiáng)型8051內(nèi)核，具有8倍的標(biāo)準(zhǔn)8051內(nèi)核的性能。CC2430也集成了用于用戶自定義應(yīng)用的外設(shè)。在CC2430中，集成了一個增強(qiáng)的數(shù)據(jù)保密協(xié)議(AES, Advanced Encryption Standard)協(xié)處理器，以支持 IEEE802. 15. 4MAC 安全所需的(128位關(guān)鍵字)AES的運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)盡可能少的占用微控制器。電源單元，用于為敏感元件單元、數(shù)據(jù)處理單元以及通訊單元提供工作電壓。本實(shí)用新型實(shí)施例中，電源單元可以為電池，用于實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)中有源器件的供電，同時還可以對電池進(jìn)行充放電管理。較佳地，電源單元可以對系統(tǒng)的敏感元件單元、數(shù)據(jù)處理單元以及通訊單元分別采用獨(dú)立的電源管理，在其空閑時使其進(jìn)入休眠狀態(tài)或關(guān)閉其電源，從而使系統(tǒng)總功耗大大降低。 進(jìn)一步地，該傳感器還包括數(shù)字信號處理器(圖中未示出)，通過集成電路接口電路(IIC, Integrated Circuit Interface Circuit)或通用異步收發(fā)器(UART, UniversalAsynchronous Receiver Transmitter)接口與電源單元相連,實(shí)現(xiàn)對電源單元的電壓、電流和溫度情況的實(shí)時監(jiān)控，防止電源過充和欠電現(xiàn)象的發(fā)生，在電源單元電壓低于預(yù)先設(shè)置的電壓閾值時，通知載荷信息處理平臺及時更換電池并為電池充電。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的載荷信息處理平臺結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖4，該載荷信息處理平臺包括界面顯示單元、GPS定位單元、第一通訊單元、第二通訊單元、數(shù)據(jù)處理單元以及電源單元，其中，界面顯示單元與數(shù)據(jù)處理單元相連，數(shù)據(jù)處理單元分別與第一通訊單元、GPS定位單元以及第二通訊單元相連，電源單元分別與界面顯示單元、GPS定位單元、第一通訊單元、第二通訊單元以及數(shù)據(jù)處理單元相連。界面顯示單元，用于顯示傳感器在機(jī)動車上的安裝位置信息，顯示數(shù)據(jù)處理單元輸出的告警信息以及告警信息對應(yīng)的傳感器安裝位置信息；本實(shí)用新型實(shí)施例中，界面顯示單元還用于設(shè)置采集命令，是載荷信息處理平臺上顯示開關(guān)鍵、測點(diǎn)布置圖、測點(diǎn)數(shù)據(jù)、測點(diǎn)聲光報(bào)警、閾值設(shè)置、相關(guān)監(jiān)測命令設(shè)置的顯示面板。GPS定位單元，用于獲取機(jī)動車的GPS信息，輸出至數(shù)據(jù)處理單元；本實(shí)用新型實(shí)施例中，GPS可實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的實(shí)時導(dǎo)航和定位，GPS由太空衛(wèi)星、地面控制系統(tǒng)、用戶設(shè)備三個部分組成。GPS的基本定位原理是每顆GPS衛(wèi)星時刻發(fā)布其位置和時間數(shù)據(jù)信號，用戶接收機(jī)可以測量每顆衛(wèi)星信號到接收機(jī)的時間延遲，根據(jù)信號傳輸?shù)乃俣瓤梢杂?jì)算出接收機(jī)到不同衛(wèi)星的距離。同時收集至少4顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)時，就可以算出三維坐標(biāo)、速度和時間。由于GPS具有全球覆蓋以及精度高、定位速度快、實(shí)時性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，近年來在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，在各個領(lǐng)域發(fā)揮了極大的作用，已成為了信息時代不可以或缺的一部分。本實(shí)用新型實(shí)施例中，使用GSU-38A0GPS模塊。其特點(diǎn)是體積小、接口簡單、可靠性強(qiáng)，可用于DSP、ARM、單片機(jī)系統(tǒng)。通過將輸入電壓5V輸入固定電源輸出芯片LT1085，輸出3. 3V電壓給GSU-38A0GPS模塊芯片。GSU-38A0GPS模塊具有12個數(shù)據(jù)并行接收通道，包括了 8個數(shù)據(jù)位、I個起始位、I個停止位、無校正位，輸出電平為CMOS電平、電流為1mA。通信方式采用異步串行通信，默認(rèn)的通訊速率是4800baud，接收頻率為1575. 42±1. OMHz, LI波段C/A碼。GSU-38A0GPS模塊可以提供經(jīng)度、緯度、速度、高度、世界協(xié)調(diào)時間、頻率和GPS衛(wèi)星軌道信息等。它的最大特點(diǎn)是低壓3. 3V供電；工作電流不高于50mA (不含天線消耗)；高靈敏度_145dBm ;可以輸出時間的最小單位為O. 01秒。該GSU-38A0GPS模塊有8M的flash存儲器，信息格式可以是NMEA-0183或Binary,米用美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼(ASCII, American Standard Code for InformationInterchange)代碼，附帶的天線中心頻率為1575. 42MHz,右螺旋偏振，增益大于或等于_5dB，軸線比為3dB。第一通訊單元，用于接收傳感器通訊單元輸出的數(shù)字信息，輸出至數(shù)據(jù)處理單元; 第二通訊單元，用于將數(shù)據(jù)處理單元輸出的信息發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心；本實(shí)用新型實(shí)施例中，第二通訊單元是將載荷信息處理平臺中相關(guān)數(shù)據(jù)通過通用無線分組業(yè)務(wù)(GPRS, General Packet Radio Service)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。GPRS是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無線IP連接，具有實(shí)時在線、按量計(jì)費(fèi)、快捷登錄、高速傳輸、自如切換的優(yōu)點(diǎn)。目前的GSM移動通信網(wǎng)的傳輸速度為每秒9. 6K字節(jié)，GPRS手機(jī)傳輸速度可以達(dá)到115Kbps。GPRS以分組交換的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由于是分組交換，因此在網(wǎng)絡(luò)資源的利用率上較電路交換有了很大的提高，而且GPRS可以同時進(jìn)行語音與數(shù)據(jù)的傳遞，并且計(jì)費(fèi)可以完全按照產(chǎn)生的流量來統(tǒng)計(jì)。數(shù)據(jù)處理單元，用于接收傳感器輸出的數(shù)字信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取機(jī)動車載荷，在確定機(jī)動車載荷超過預(yù)先設(shè)置的載荷閾值后，向界面顯示單元輸出告警信息以及告警信息對應(yīng)的傳感器安裝位置信息；接收GPS定位單元輸出的GPS信息，攜帶在告警信息中，向第二通訊單元輸出；本實(shí)用新型實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理單元還可以在向遠(yuǎn)程監(jiān)控中心輸出告警信息時，攜帶該機(jī)動車的車牌號信息。較佳地，數(shù)據(jù)處理單元采用Atmel公司的AT89S52，獲取GPS定位單元及第一通訊單元的數(shù)據(jù)，根據(jù)發(fā)送數(shù)字信息的傳感器性能參數(shù)，對數(shù)字信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將數(shù)字信息換算為對應(yīng)的車體載荷信息，并通過預(yù)先設(shè)置的內(nèi)部車體判別算法，將處理結(jié)果通過面板顯示單元顯示，并通過第二通訊單元發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，采用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外，AT89S52可降至OHz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作；掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。下面對車體判別算法進(jìn)行說明。車體判別算法主要是將各測點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷出(I)超出載荷閾值的測點(diǎn)；(2)車體超載；[0086](3)車體失衡，左偏或右偏；算法描述如下設(shè)總共有4個測點(diǎn)A、B、C、D，采集周期為t。傳感器測出各測點(diǎn)數(shù)據(jù)(模擬載荷信息)Al, A2,…，An ;B1，B2，...，Bn;Cl，C2，…，Cn ;D1，D2，…，Drun 為自然數(shù)。根據(jù)監(jiān)測的機(jī)動車車型，獲取各測點(diǎn)的載荷閾值，其中，各測點(diǎn)的載荷閾值可以根據(jù)機(jī)動車車型、車體額定載荷以及測點(diǎn)位置，通過有限元方法、實(shí)際實(shí)驗(yàn)測試或機(jī)動車設(shè)計(jì)公司得到，設(shè)測點(diǎn)A、B、C、D的載荷閾值分別為Fa、Fb、Fe、Fd 如果An彡Fa或Bn彡Fb或Cn彡Fe或Dn彡Fd,則發(fā)出報(bào)警信息。當(dāng)然，實(shí)際應(yīng)用中，也可以在采集周期t內(nèi)計(jì)算各測點(diǎn)數(shù)據(jù)平均值I、]、
-—其中]_f4.
C、D, Α-^Τ·_如果]> Jj >叩或P > Fe或萬> FcL則發(fā)出報(bào)警信息。還可以根據(jù)機(jī)動車車型，計(jì)算出車體平均載荷閾值F :在采集周期t內(nèi)，根據(jù)各測點(diǎn)平均值計(jì)算出車體載荷總平均值V如果I > F，則發(fā)出報(bào)警信息。載荷信息處理平臺顯示各測點(diǎn)載荷值，并進(jìn)一步對超出載荷閾值的測點(diǎn)進(jìn)行聲光報(bào)警，即觸發(fā)告警為發(fā)送聲光報(bào)警。電源單元，用于為界面顯示單元、GPS定位單元、第一通訊單元、第二通訊單元以及數(shù)據(jù)處理單元提供工作所需的電壓。上述示例中，GPS定位單元以及第二通訊單元并不是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型必需的單元。下面對本實(shí)用新型實(shí)施例機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行說明。步驟501，安裝在車體承載輪軸與減振鋼板連接處的傳感器感知車體載荷，在預(yù)先設(shè)置的采集周期內(nèi)，將感知到的模擬信息進(jìn)行放大、濾波、數(shù)字轉(zhuǎn)換后，通過無線方式輸出數(shù)字信息至載荷信息處理平臺；本步驟中，安裝在車體承載輪軸與減振鋼板連接處的傳感器包括安裝在車體承載輪軸與減振鋼板連接處車體中心位置的傳感器，以及，安裝在車體承載輪軸與減振鋼板連接處與車體中心對稱的兩側(cè)位置的傳感器。較佳地，傳感器在將感知到的模擬信息進(jìn)行輸出時，處理得到的數(shù)字信息中攜帶有預(yù)先設(shè)置的傳感器標(biāo)識。進(jìn)一步地，傳感器在預(yù)先設(shè)置的采集周期時間到時，將自身置于休眠狀態(tài)，監(jiān)測來自載荷信息處理平臺的采集命令，在接收到采集命令后，進(jìn)入采集狀態(tài)。步驟502，載荷信息處理平臺接收傳感器輸出的數(shù)字信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取機(jī)動車載荷，在確定機(jī)動車載荷超過預(yù)先設(shè)置的載荷閾值后，觸發(fā)告警。本步驟中，所述載荷信息處理平臺安裝在機(jī)動車的駕駛室內(nèi)。進(jìn)一步地，載荷信息處理平臺預(yù)先建立傳感器標(biāo)識與傳感器安裝位置的映射關(guān)系，并針對每一安裝位置的傳感器，分別設(shè)置該安裝位置對應(yīng)的載荷閾值，則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲取機(jī)動車載荷，在確定機(jī)動車載荷超過預(yù)先設(shè)置的載荷閾值后包括[0111]接收各傳感器在采集周期內(nèi)輸出的數(shù)字信息；根據(jù)傳感器性能參數(shù)確定該傳感器數(shù)字信息對應(yīng)的載荷，作為機(jī)動車載荷；本步驟中，數(shù)字信息量與機(jī)動車載荷的大小成正比，根據(jù)傳感器性能參數(shù)，例如，放大倍數(shù)，確定該傳感器數(shù)字信息對應(yīng)的載荷，具體可參見相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，在此不再贅述。實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)動車載荷包括測點(diǎn)單次載荷、測點(diǎn)平均載荷以及綜合平均載荷。每一傳感器對應(yīng)一個測點(diǎn)，設(shè)測點(diǎn)編號為A的測點(diǎn)感知的模擬信息為Ai,其中，i為自然數(shù)，則測點(diǎn)單次載荷SAi ；測點(diǎn)平均載荷Z的計(jì)算公式為
權(quán)利要求1.一種機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括傳感器以及載荷信息處理平臺，傳感器通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線方式連接至載荷信息處理平臺，其中， 傳感器，安裝在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處，感知模擬信息，輸出數(shù)字信息至載荷 目息處理平臺； 載荷信息處理平臺，安裝在機(jī)動車的駕駛室內(nèi)，接收傳感器輸出的數(shù)字信息，輸出告警信息。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括通過無線網(wǎng)絡(luò)與載荷信息處理平臺相連的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述安裝在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處的傳感器為多個，分別位于在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處的車體中心位置，以及，在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處與車體中心對稱的兩側(cè)位置。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為力傳感器或應(yīng)變傳感器。
5.如權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括敏感元件單元、數(shù)據(jù)處理單元、通訊單元以及電源單元，其中， 敏感元件單元與數(shù)據(jù)處理單元相連，數(shù)據(jù)處理單元與通訊單元相連，電源單元分別與敏感元件單元、數(shù)據(jù)處理單元以及通訊單元相連。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器進(jìn)一步包括 數(shù)字信號處理器，通過集成電路接口電路或通用異步收發(fā)器接口與電源單元相連。
7.如權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述載荷信息處理平臺包括界面顯示單元、第一通訊單元、數(shù)據(jù)處理單元以及電源單元，其中，界面顯示單元與數(shù)據(jù)處理單元相連，數(shù)據(jù)處理單元與第一通訊單元相連，電源單元分別與界面顯示單元、第一通訊單元以及數(shù)據(jù)處理單元相連。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述載荷信息處理平臺進(jìn)一步包括與數(shù)據(jù)處理單元以及電源單元相連的GPS定位單元。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述載荷信息處理平臺進(jìn)一步包括與數(shù)據(jù)處理單元以及電源單元相連的第二通訊單元。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)動車載荷安全監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括傳感器以及載荷信息處理平臺，傳感器通過無線網(wǎng)絡(luò)或有線方式連接至載荷信息處理平臺，其中，傳感器，安裝在車體承載輪軸與減振鋼板的連接處，感知模擬信息，輸出數(shù)字信息至載荷信息處理平臺；載荷信息處理平臺，安裝在機(jī)動車的駕駛室內(nèi)，接收傳感器輸出的數(shù)字信息，輸出告警信息。應(yīng)用本實(shí)用新型，可以降低檢測超載的成本、提高機(jī)動車行駛的可靠性。
文檔編號G05B19/418GK202533786SQ20122000522
公開日2012年11月14日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者沈唯真, 羅銀生, 陳得民 申請人:北京必創(chuàng)科技有限公司