專利名稱：貨運汽車超載報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動檢測貨運汽車載重量的裝置，特別涉及一種貨運汽車超載報警器。
背景技術(shù)：
目前，貨運汽車“大噸小標”的情況十分普遍，為謀求更多的經(jīng)濟利益，超載甚至嚴重超載的現(xiàn)象層出不窮。這樣做不僅加速了公路的老化，還直接威脅著公共道路交通安全。
對于貨運汽車超載的控制，管理部門積極采取措施加以應(yīng)對。目測是一種簡單易行的方法，但其依據(jù)不足。地磅具有精確測量的優(yōu)點，但是設(shè)施體積龐大，并且不能實時跟蹤載重的變化。一些搭載型的載重量測量裝置，利用壓應(yīng)力傳感器測得貨運汽車的載重質(zhì)量或利用直線位移傳感器測得空車與載貨時車廂相對于車橋的距離不同而間接獲得貨運汽車的載重質(zhì)量。
作為一種監(jiān)督、規(guī)范司機和車主行為的設(shè)備，搭載型的載重量測量裝置很有可能遭到一些人為破壞，如加厚板簧、固定傳感器傳動部件等。因此，只有當(dāng)其具備自檢和人為破壞檢測功能時，搭載型載重量測量裝置才具有推廣意義。同時，如何降低其它車載電氣裝置以及由于車輛運行而產(chǎn)生的顛簸對測量結(jié)果的影響都是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了增強搭載型載重量測量裝置對貨運汽車改裝的識別能力，提高貨運汽車行駛過程中的測量精度，提供了一種貨運汽車超載報警器。該報警器不僅能夠測量貨運汽車的載重量，對超載或裝載不均衡發(fā)出報警，而且能夠識別對車輛的改裝或?qū)y量裝置本身的改裝，同時能夠提高貨運汽車行駛過程中的測量精度。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種貨運汽車超載報警器，由傳感器模塊、主控模塊、顯示裝置組成。傳感器模塊、顯示裝置分別與主控模塊相連。傳感器模塊采集貨運汽車鋼板彈簧的形變量，并將其傳送給主控模塊。主控模塊對傳感器模塊采集到的信號進行以下處理1)模擬濾波處理；2)模/數(shù)轉(zhuǎn)換；3)數(shù)字信號處理；4)從形變量參數(shù)空間到載重量參數(shù)空間的映射。經(jīng)過以上處理，主控模塊獲得車輛的載荷質(zhì)量，同時進行車輛是否超載和車輛裝載是否均衡判斷，最后結(jié)果送給顯示裝置進行顯示。
所述的傳感器模塊由角度傳感器2、固定架3、傳動桿4組成，角度傳感器2通過固定架3安裝在車架1上，傳動桿4的一端與角度傳感器2的軸相連，另一端固定在車橋5上。
所述的主控模塊，由濾波電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、電可擦除只讀存儲器和微控制器等組成，濾波電路通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與微控制器相連，電可擦除只讀存儲器連接在微控制器上。
所述的顯示裝置為載重狀況指示燈和/或行車參數(shù)顯示屏。
主控模塊與顯示裝置之間的數(shù)據(jù)交換采用加密方式交換數(shù)據(jù)。
傳感器模塊根據(jù)汽車載重后車身懸掛系統(tǒng)鋼板彈簧的形變量與載重量成一定函數(shù)關(guān)系的原理，通過測量鋼板彈簧的形變量，并將此形變量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的重量。鋼板彈簧的形變量是利用車廂與車軸之間的相對位移變化而引起的角度傳感器角度變化量來間接測量的。
主控模塊對原始數(shù)據(jù)的濾波分為兩步模/數(shù)轉(zhuǎn)換前的濾波和模/數(shù)轉(zhuǎn)換后的處理。經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換，模擬量的形變參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。主控模塊首先比對該數(shù)字量和其記憶庫中的數(shù)據(jù)，分析該數(shù)字量是否合理。如果該數(shù)字量異常，則進一步分析車輛或測量裝置本身的狀態(tài)是否發(fā)生變化，是否需要報警；如果該數(shù)字量正常，則將其加載于與某車型相關(guān)的標定后的映射函數(shù)，得到載重量的輸出。主控模塊因此可以做出貨運汽車是否超載和載重是否均衡的判斷，并將判斷結(jié)果編碼輸出給顯示裝置。
顯示裝置將接收到的結(jié)果數(shù)據(jù)解碼，若成功則顯示，否則判斷結(jié)果數(shù)據(jù)非法，直接報警。
本實用新型不僅能夠正確測量貨運汽車的載重量，做出是否超載的判斷，而且能夠有效的防范對車輛的改裝和對測量裝置的改裝，同時具有較高的測量精度。


圖1是本實用新型的總體結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是傳感器模塊的構(gòu)造圖。
圖3是主控模塊的電路原理圖。
圖4是載荷質(zhì)量計算結(jié)果更新流程圖。
具體實施方式
結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。
一種貨運汽車超載報警器，由傳感器模塊、主控模塊、顯示裝置組成。傳感器模塊、顯示裝置分別與主控模塊相連。傳感器模塊采集貨運汽車鋼板彈簧的形變量，并將其傳輸?shù)街骺啬K的濾波電路，經(jīng)主控模塊的模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并對原始數(shù)據(jù)進行處理，然后完成從形變量參數(shù)空間到載重量參數(shù)空間的映射，判斷貨運汽車是否超載，最后送到顯示模塊進行顯示結(jié)果的解碼輸出。傳感器模塊由角度傳感器2、固定架3、傳動桿4組成。角度傳感器2通過固定架3安裝在車架1上，傳動桿4的一端與角度傳感器2的軸相連，另一端固定在車橋5上。當(dāng)載荷變化時，鋼板彈簧發(fā)生形變，帶動傳動桿4，使角度傳感器的軸轉(zhuǎn)動。
在主控模塊中，傳感器的輸出首先通過濾波電路，然后經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路變?yōu)閿?shù)字量。微控制器會對該數(shù)字量進一步做處理。隨后，微控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的方法進行傳感器故障檢測、鋼板彈簧加厚檢測和傳感器被固定檢測。
傳感器故障檢測的方法是由于傳感器的輸出電壓范圍是事先知道的，因此微控制器可以通過檢測傳感器的輸入電壓是否在這個范圍內(nèi)來判斷傳感器是否存在故障。考慮到傳感器的個性誤差，在實際檢測中判斷門限需要適當(dāng)放寬。
鋼板彈簧加厚檢測的方法是在車輛初始化標定的過程中，微控制器檢測出各個傳感器在車輛空載狀態(tài)下的位移量并將其存入電可擦除只讀存儲器。如果初始化之后車輛鋼板彈簧被加厚，則車橋與大梁之間的距離將增加。因此可以通過比較車橋與大梁之間距離的實測值與標定值判斷鋼板彈簧是否被加厚。當(dāng)車輛后橋的兩個傳感器實測的車橋與大梁之間距離均比標定值大，則微控制器將認為鋼板彈簧被加厚。
傳感器被固定檢測的方法是由于車輛在行駛過程中不可避免地出現(xiàn)顛簸現(xiàn)象，因此傳感器的輸出在一段時間內(nèi)肯定有變化。在車輛運行的狀態(tài)下，如果系統(tǒng)檢測到某個傳感器在一段時間內(nèi)沒有變化，則認為傳感器被認為固定。
通過了傳感器故障檢測、鋼板彈簧加厚檢測和傳感器被固定檢測的數(shù)字量將帶入經(jīng)過標定的載荷計算算法以求得載重量。
對于采用了n個傳感器的系統(tǒng)，其載荷質(zhì)量按以下格式計算W＝P1L1+P2L2+ΛΛ+PnLn其中L1、L2、……、Ln分別是各個傳感器所測出的位移量。系數(shù)P1、P2、……、Pn分別是各個傳感器的權(quán)值，其隨著車型的不同而不同，在車輛初始化的過程中將其存入電可擦除只讀存儲器。
車輛在行駛過程中不可避免地有顛簸現(xiàn)象，為了消除由于顛簸而引起的測量結(jié)果的波動，采用圖4所示載荷質(zhì)量計算結(jié)果更新流程。其中K是緩沖區(qū)長度。
求得的載重量將由主控模塊加密并發(fā)送給顯示模塊裝置。
顯示裝置包括基本的載重狀況指示燈，也可含有顯示行車參數(shù)的顯示屏。指示燈放在車輛擋風(fēng)玻璃后面或車頂，用來指示車輛裝載狀況綠燈閃爍表示車輛沒有超載；黃燈閃爍表示車輛輕微超載；紅燈閃爍表示車輛嚴重超載。其主要作用是便于公路管理執(zhí)法者能夠遠距離地了解車輛裝載狀況。
顯示屏顯示內(nèi)容包括重量、車速、日期、時間、特征系數(shù)、司機代碼、報警等。報警的內(nèi)容包括超載、傳感器故障、人為故障、傾斜、超速、疲勞駕駛等。
權(quán)利要求1.一種貨運汽車超載報警器，由傳感器模塊、主控模塊、顯示裝置組成，其特征在于傳感器模塊、顯示裝置分別與主控模塊相連，傳感器模塊采集貨運汽車鋼板彈簧的形變量，并將其傳輸?shù)街骺啬K的濾波電路，經(jīng)主控模塊的模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并對原始數(shù)據(jù)進行處理，然后完成從形變量參數(shù)空間到載重量參數(shù)空間的映射，判斷貨運汽車是否超載和車輛裝載是否均衡，最后送到顯示裝置進行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨運汽車超載報警器，其特征在于所述的傳感器模塊由角度傳感器(2)、固定架(3)、傳動桿(4)組成，角度傳感器(2)通過固定架(3)安裝在車架(1)上，傳動桿(4)的一端與角度傳感器(2)的軸相連，另一端固定在車橋(5)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨運汽車超載警器，其特征在于所述的主控模塊，由濾波電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、電可擦除只讀存儲器和微控制器組成，濾波電路通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與微控制器相連，電可擦除只讀存儲器連接在微控制器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨運汽車超載報警器，其特征在于所述的顯示裝置為載重狀況指示燈和/或行車參數(shù)的顯示屏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨運汽車超載報警器，其特征在于主控模塊與顯示裝置之間的數(shù)據(jù)交換采用加密方式交換數(shù)據(jù)。
專利摘要本實用新型涉及一種貨運汽車超載報警器，由傳感器模塊、主控模塊、顯示裝置組成。傳感器模塊、顯示裝置分別與主控模塊相連。傳感器模塊采集貨運汽車鋼板彈簧的形變量，并將其傳輸?shù)街骺啬K的濾波電路，經(jīng)主控模塊的模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并對原始數(shù)據(jù)進行處理，然后完成從形變量參數(shù)空間到載重量參數(shù)空間的映射，判斷貨運汽車是否超載和車輛裝載是否均衡，最后送到顯示裝置進行顯示。本實用新型不僅能夠正確測量貨運汽車的載重量，做出是否超載和裝載是否均衡的判斷，而且能夠有效地防范對車輛的改裝和對測量裝置的改裝，同時具有較高的測量精度。
文檔編號B60P5/00GK2784242SQ20042005805
公開日2006年5月31日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者徐杰, 郭見兵, 曾南志, 黃寅洲, 廖雁鴻, 程潮, 肖沛宏, 何銀山, 楊健 申請人:武漢虹信通信技術(shù)有限責(zé)任公司, 東風(fēng)襄樊儀表系統(tǒng)有限公司