專利名稱：一種箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物流工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適合箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài) 檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前貨物運(yùn)輸已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分，運(yùn)輸過(guò)程中由于受到交通工 具、地面條件以及作業(yè)人員等多方面的因素影響，運(yùn)輸中不可避免要出現(xiàn)振動(dòng)等影響貨物 質(zhì)量的現(xiàn)象，為了降低貨物損耗必須采取減振等多種技術(shù)手段。目前箱式貨物已經(jīng)成為貨 物包裝運(yùn)輸形式的重要形式，為了提高箱式貨物的運(yùn)輸質(zhì)量，需要對(duì)其運(yùn)輸狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)， 而已有產(chǎn)品主要集中在車輛的振動(dòng)測(cè)試，而忽略了運(yùn)輸工具的工作狀態(tài)、路面狀態(tài)以及箱 體貨物的放置狀態(tài)等因素，無(wú)法對(duì)箱式貨物的運(yùn)輸狀態(tài)做出綜合評(píng)價(jià)，提出的改善措施針 對(duì)性不強(qiáng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)， 解決了箱式貨物運(yùn)輸狀態(tài)測(cè)試不完善全面的問(wèn)題，且使用簡(jiǎn)單、功能全面，適合箱式貨物的 包裝設(shè)計(jì)等領(lǐng)域使用。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢 測(cè)系統(tǒng)包括振動(dòng)記錄儀、速度記錄模塊、GPS模塊；所述的振動(dòng)記錄儀包括傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、A/D采集芯片、 FPGA、SRAM、主板及存儲(chǔ)卡；所述的SRAM與FPGA內(nèi)部的SRAM控制器相連；所述的FPGA內(nèi) 部的輸入FIF0、SRAM控制器、輸出FIFO依次相連，并與SRAM共同構(gòu)成FIFO ；所述的傳感器 用于采集振動(dòng)信息；所述的信號(hào)調(diào)理模塊將傳感器采集到的信息調(diào)理到A/D采集芯片所能 采集的范圍，調(diào)理后的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)傳輸?shù)紸/D采集芯片；所述的FPGA控制多 路轉(zhuǎn)換開關(guān)，F(xiàn)PGA還控制A/D采集芯片將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)保存在 FIFO中；所述的主板通過(guò)循環(huán)查詢的方式從FIFO中讀取數(shù)據(jù)并保存在存儲(chǔ)卡中；所述的速度記錄模塊用于記錄貨物運(yùn)輸過(guò)程中車輛的速度信息；所述的GPS模塊與振動(dòng)記錄儀中的主板相連，用于記錄運(yùn)輸過(guò)程中車輛的位置信息。[0008]本實(shí)用新型的有益效果是該系統(tǒng)可以全面的記錄箱式貨物運(yùn)輸過(guò)程中多個(gè)方向 的振動(dòng)、車輛的運(yùn)輸速度以及相應(yīng)的行駛地點(diǎn)，可以綜合的考慮箱式貨物、運(yùn)輸工具以及路 面等多因素的影響。FPGA片內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)小的輸入FIFO和一個(gè)小的輸出FIFO，通過(guò)SRAM控 制與片外SRAM相聯(lián)，組合成一個(gè)大的FIFO，實(shí)現(xiàn)一個(gè)大的FIFO功能。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述的系統(tǒng)還包括分析模塊，該分析模塊根據(jù)記錄的振動(dòng)信息、速度信 息、位置信息，分析路面狀態(tài)對(duì)貨物運(yùn)輸?shù)挠绊?。[0011]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是設(shè)置分析模塊，根據(jù)檢測(cè)箱體提供的數(shù)據(jù)可以 方便的進(jìn)行運(yùn)輸狀態(tài)再現(xiàn)，分析路面狀態(tài)對(duì)貨物運(yùn)輸?shù)挠绊?，進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。進(jìn)一步，所述的FPGA還包括總線控制器、AD控制器及通道選擇控制器；所述的總 線控制器通過(guò)輸出接口依次與AD控制器、通道選擇控制器相連；該總線控制器通過(guò)控制AD 控制器進(jìn)而控制AD采樣的速度，所述的通道選擇控制器與多路轉(zhuǎn)換開關(guān)相連，用于控制通 道的選擇；所述的FIFO的輸入端接AD數(shù)據(jù)，輸出端與總線控制器相連。進(jìn)一步，所述的信號(hào)調(diào)理模塊是一個(gè)16通道的放大器，與傳感器通過(guò)BNC接頭相 連。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是采用高集成度的16通道放大器可以大大減 小振動(dòng)記錄儀的體積，其穩(wěn)定可靠、輸入阻抗高、頻帶寬，且精度高，該16通道放大器可通 過(guò)抗振BNC接頭直接與傳感器連接，而不需要外接放大器。進(jìn)一步，所述的傳感器為壓電式振動(dòng)傳感器。進(jìn)一步，所述的存儲(chǔ)卡為SD卡。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是SD卡可以取出，通過(guò)讀卡器將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算 機(jī)中。進(jìn)一步，所述的主板還連接有顯示屏和觸摸屏。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是主板連接IXD及觸摸屏，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面、 參數(shù)設(shè)置、采樣控制及當(dāng)前狀態(tài)顯示功能。進(jìn)一步，所述的主板還設(shè)置有USB接口與網(wǎng)口。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是主板提供USB接口及網(wǎng)口，可以直接與計(jì)算 機(jī)連接，導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)。

圖1為本實(shí)用新型箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型FPGA內(nèi)部程序結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述。如圖1所示，箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)包括振動(dòng)記錄儀、速度記錄模塊 (圖中未顯示)、GPS模塊。振動(dòng)記錄儀包括傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、A/D采集 芯片、FPGA(Field-Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)、SRAM、主板、存儲(chǔ)卡、顯 示屏和觸摸屏。傳感器為一壓電式振動(dòng)傳感器，用于采集振動(dòng)信息。信號(hào)調(diào)理模塊是一個(gè)16通道的放大器，每通道實(shí)現(xiàn)阻抗匹配、濾波、放大等功能， 其與傳感器通過(guò)BNC (Bayonet Nut Connector ；刺刀螺母連接器)接頭相連。16通道放大 器集成度高，可以大大減小振動(dòng)記錄儀的體積，且穩(wěn)定可靠、輸入阻抗高、頻帶寬、精度高， 通過(guò)抗振BNC接頭直接與傳感器連接，而不需要外接放大器。該信號(hào)調(diào)理模塊將傳感器采 集到的信息調(diào)理到A/D采集芯片所能采集的范圍，并將調(diào)理后的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開關(guān) 傳輸?shù)紸/D采集芯片。[0028]如圖2所示，F(xiàn)PGA包括總線控制器、輸入FIF0、SRAM控制器、輸出FIF0、AD控制器 及通道選擇控制器；輸入FIFO、SRAM控制器、與SRAM控制器相連的外部SRAM、輸出FIFO組 成FIF0(First In First Out ；先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)緩存器)。所述的總線控制器通過(guò)輸出接口 依次與AD控制器、通道選擇控制器相連；該總線控制器通過(guò)控制AD控制器進(jìn)而控制AD采 樣的速度，所述的通道選擇控制器與多路轉(zhuǎn)換開關(guān)相連，用于控制通道的選擇；所述FIFO 用于緩沖AD數(shù)據(jù)，輸入FIFO、SRAM控制器、輸出FIFO依次相連，輸入FIFO的輸入端接AD 數(shù)據(jù)，輸出FIFO的輸出端與總線控制器相連?？偩€控制器實(shí)現(xiàn)地址譯碼、讀寫總線時(shí)序，實(shí) 現(xiàn)FIFO數(shù)據(jù)的輸出、配置信息的輸入、存儲(chǔ)。并通過(guò)輸出接口控制AD控制器，進(jìn)而控制AD 采樣速度、通道選擇、采集啟動(dòng)及停止等。FPGA控制多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，控制A/D采集芯片將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換后 將數(shù)據(jù)保存在FIFO中；FIFO實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖的功能，主板中的采樣程序可以周期性的讀取 FIFO中的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)卡中，在系統(tǒng)寫存儲(chǔ)卡的過(guò)程中或處理系統(tǒng)其它任務(wù) 時(shí)，采集的數(shù)據(jù)由FPGA先寫入FIFO，這樣可以保證采樣數(shù)據(jù)的連續(xù)性，能夠?qū)崿F(xiàn)一邊采樣 一邊存盤而保證數(shù)據(jù)不丟失，從而達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)采樣的要求。主板通過(guò)循環(huán)查詢的方式從FIFO中讀取數(shù)據(jù)并保存在存儲(chǔ)卡中，該存儲(chǔ)卡為SD 卡，可以取出，通過(guò)讀卡器將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中。與主板相連的GPS模塊為HX-87 GPS接收 器，在記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)的同時(shí)，還可以通過(guò)GPS模塊同步記錄車輛的位置及速度信息。顯示屏 為IXD(Liquid Crystal Display ；液晶顯示器)，主板連接IXD及觸摸屏，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)界 面、參數(shù)設(shè)置、采樣控制及當(dāng)前狀態(tài)顯示功能。主板提供USB接口及網(wǎng)口，可以直接與計(jì)算 機(jī)連接，導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)。FPGA內(nèi)部RAM可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)FIFO，但FPGA片內(nèi)RAM空間較小，所以本實(shí)施 例中采用一片SRAM與FPGA內(nèi)部的SRAM控制相聯(lián)，并在FPGA片內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)小的輸入FIFO 和一個(gè)小的輸出FIFO，通過(guò)SRAM控制器與片外SRAM相聯(lián)，組合成一個(gè)大的FIFO，即輸入數(shù) 據(jù)先進(jìn)入FPGA片內(nèi)輸入FIFO，然后通過(guò)SRAM控制器將數(shù)據(jù)存入片外SRAM緩沖；當(dāng)FPGA 片內(nèi)輸出FIFO數(shù)據(jù)被讀空時(shí)，通過(guò)SRAM控制器將片外SARM中的數(shù)據(jù)讀入FPGA內(nèi)部的輸 出FIFO。這樣在通過(guò)FPGA內(nèi)部輸入、輸出FIFO、SRAM控制器及片外SRAM，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)大的 FIFO的功能。以下是振動(dòng)記錄儀技術(shù)參數(shù) 該箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)用于采集車輛在運(yùn)輸過(guò)程中的振動(dòng)波形，數(shù) 據(jù)采集軟件在采集各通道振動(dòng)波形的同時(shí)采集并保存速度記錄模塊及GPS模塊傳來(lái)的車 速及位置信息，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)可以分析振動(dòng)情況與車速及位置的相關(guān)性。采集的數(shù)據(jù) 可以通過(guò)隨機(jī)軟件做數(shù)據(jù)分析，可以進(jìn)行濾波，輸出幅值譜、功率譜、相位譜等功能。
權(quán)利要求一種箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括振動(dòng)記錄儀、速度記錄模塊、GPS模塊；所述的振動(dòng)記錄儀包括傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、A/D采集芯片、FPGA、SRAM、主板及存儲(chǔ)卡；所述的SRAM與FPGA內(nèi)部的SRAM控制器相連；所述的FPGA內(nèi)部的輸入FIFO、SRAM控制器、輸出FIFO依次相連，并與SRAM共同構(gòu)成FIFO；所述的傳感器用于采集振動(dòng)信息；所述的信號(hào)調(diào)理模塊將傳感器采集到的信息調(diào)理到A/D采集芯片所能采集的范圍，調(diào)理后的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)傳輸?shù)紸/D采集芯片；所述的FPGA控制多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，F(xiàn)PGA還控制A/D采集芯片將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)完成模數(shù)轉(zhuǎn)換后將數(shù)據(jù)保存在FIFO中；所述的主板通過(guò)循環(huán)查詢的方式從FIFO中讀取數(shù)據(jù)并保存在存儲(chǔ)卡中；所述的速度記錄模塊用于記錄貨物運(yùn)輸過(guò)程中車輛的速度信息；所述的GPS模塊與振動(dòng)記錄儀中的主板相連，用于記錄運(yùn)輸過(guò)程中車輛的位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的系 統(tǒng)還包括分析模塊，該分析模塊根據(jù)記錄的振動(dòng)信息、速度信息、位置信息，分析路面狀態(tài) 對(duì)貨物運(yùn)輸?shù)挠绊憽?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述 的FPGA還包括總線控制器、AD控制器及通道選擇控制器；所述的總線控制器通過(guò)輸出接 口依次與AD控制器、通道選擇控制器相連；該總線控制器通過(guò)控制AD控制器進(jìn)而控制AD 采樣的速度，所述的通道選擇控制器與多路轉(zhuǎn)換開關(guān)相連，用于控制通道的選擇；所述的 FIFO的輸入端接AD數(shù)據(jù)，輸出端與總線控制器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的信 號(hào)調(diào)理模塊是一個(gè)16通道的放大器，與傳感器通過(guò)BNC接頭相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述 的傳感器為壓電式振動(dòng)傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的存 儲(chǔ)卡為SD卡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述 的主板還連接有顯示屏和觸摸屏。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的主 板還設(shè)置有USB接口與網(wǎng)口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種箱式貨物使用的運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，包括振動(dòng)記錄儀、速度記錄模塊、GPS模塊，振動(dòng)記錄儀包括傳感器、信號(hào)調(diào)理模塊、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、A/D采集芯片、FPGA、SRAM、主板、存儲(chǔ)卡，所述的速度記錄模塊用于記錄貨物運(yùn)輸過(guò)程中車輛的速度；所述的GPS模塊與振動(dòng)記錄儀中的主板相連，用于記錄運(yùn)輸過(guò)程中車輛的位置。該運(yùn)輸狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)在記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)的同時(shí)，還可以通過(guò)GPS模塊、速度記錄模塊同步記錄車輛的位置及速度信息，可以綜合的考慮箱式貨物、運(yùn)輸工具以及路面等多因素的影響。通過(guò)設(shè)置分析模塊，能夠?qū)ο涫截浳锏倪\(yùn)輸狀態(tài)做出綜合評(píng)價(jià)，提出具有針對(duì)性的改善措施。
文檔編號(hào)B65D90/48GK201587689SQ20102000255
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者佟祥國(guó), 姚志英, 張耀荔, 王成林, 鄔躍 申請(qǐng)人:北京物資學(xué)院