CN105253017A - 校车超载检测和预警装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种校车超载检测和预警装置，包括底盘压力参数采集模块、乘客人数信息采集模块、存储模块、控制模块、检测预警模块、显示模块以及通信模块。其中控制模块作为核心模块用于控制底盘压力参数采集模块、乘客人数信息采集模块、存储模块、检测预警模块、显示模块以及通信模块的功能实现；检测预警模块对存储模块信息进行处理分析，通过底盘压力参数以及乘客人数的变化，判断校车是否超载；开始预警后，由显示模块显示预警信息，由通信模块对外发送超载信息。本发明提供一种校车超载检测和预警方法。

Description

校车超载检测和预警装置与方法

技术领域

本发明涉及校车的超载检测和预警技术领域，具体而言涉及一种校车超载检测和预警装置与方法。

背景技术

车辆在行驶过程中，由于超载引发事故的概率极大，事故发生后往往会造成严重的人员伤亡和财产损失。校车作为承载学生的车辆，近年来超载事故频发。例如：2012年4月，广东省某市一辆幼儿园校车与一辆货车相撞，造成2名儿童死亡，18名儿童受伤，该校车限载11人，实载19人；2014年6月，湖南省某市一辆幼儿园校车翻入水塘，乘客全部遇难，该校车限载7人，实载15人。为了避免悲剧再次发生，校车需要一种超载检测预警装置来提示相关人员，以便及时解决超载问题。

目前，国内已经有关于校车超载检测预警的发明专利，这些专利一般是通过对载重量的检测来判断校车是否超载，关于载客量的检测较少，并且没有把载重量检测和载客量检测联系起来。同时，在预警显示方面形式比较单一。

为了使校车超载检测结果更准确，可以将载重量与载客量同时作为检测标准，避免出现漏检的现象。另外，可以丰富校车超载预警的显示形式：包括车内警报和车外LED显示器，以及发送超载预警信息到学校监控终端和家长手机终端等；通过多形式的预警显示，促使各方人员监督和管理校车超载现象，从而更加有效地避免校车超载事故的发生。

发明内容

本发明目的在于提供一种校车超载检测和预警装置与方法，基于底盘压力传感器/客流计数器实现对校车载重量以及乘客人数信息的采集，通过分析实现对校车超载的检测和预警。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种校车超载检测和预警装置，包括底盘压力参数采集模块、乘客人数信息采集模块、存储模块、控制模块、检测预警模块、显示模块以及通信模块。控制模块作为核心模块用于控制底盘压力参数采集模块、乘客人数信息采集模块、存储模块、检测预警模块、显示模块以及通信模块的功能实现。其中：

底盘压力参数采集模块用以对校车底盘压力参数进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；

乘客人数信息采集模块用以对上下乘客人数进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；

存储模块用以储存前述底盘压力参数和乘客人数信息，并可在控制模块的控制下通过通信模块传输底盘压力参数和乘客人数信息；

检测预警模块用以对前述采集得到的底盘压力参数和乘客人数信息进行检测和预警，根据检测结果判定当前校车是否超载，若超载，可在控制模块的控制下将超载信息发送到显示模块，同时，在控制模块的控制下通过通信模块对外传输校车超载信息，从而实现对校车超载的检测和预警过程；

显示模块用以对前述预警信息进行显示；

通信模块作为检测预警装置中的对外通信模块，在控制模块的控制下通过无线发射向外界以无线信号，或者通过GPRS/CDMA接口以短信的形式传输编码信息、短信信息，实现装置与学校监控室上位机终端以及家长手机终端通信。

进一步的实施例中，所述的控制模块采用单片机实现，底盘压力参数采集模块采用传感器实现，乘客人数信息采集模块采用客流计数器实现，存储模块采用存储介质实现，例如SD卡，TF卡，MMC卡等，检测预警模块以程序的形式储存在控制模块的单片机内并可由单片机进行调用执行，显示模块采用语音提醒和LED显示屏实现，所述通信模块采用无线发射电路实现。

进一步的实施例中，所述底盘压力参数采集模块包括压力传感器，置于车辆底盘上方，用于检测车厢内乘客以及所带物品的重量，包括GPS系统，用于定位，包括GPRS系统，用于确定时间信息。

进一步的实施例中，所述乘客人数信息采集模块包括客流计数器，置于车辆上下车门处。

进一步的实施例中，所述显示模块包括超载预警语音装置，置于上车门处，包括LED显示屏，置于车辆内后方挡风玻璃处。

进一步的实施例中，还包括一个与控制模块连接的计算机处理装置，该计算机处理装置包括接口单元、操作面板和指示单元，其中：

控制模块通过接口单元提供的USB接口与计算机处理装置连接，实现计算机处理装置与控制模块之间的通信；

操作面板以触控式显示屏实现，用以实现控制模块装置的数据清理、重新启动以及对前述压力传感器的调试等操作指令；

指示单元用以监控上述底盘压力参数采集模块、乘客人数信息采集模块、存储模块、控制模块、检测预警模块、显示模块以及通信模块的工作状况，例如车辆底盘处压力传感器是否工作正常，乘客人数信息采集模块客流计数器是否工作正常，通信模块信息传输是否正常等，并表征给用户，例如可通过指示灯或者文本框的形式显示工作状态。

进一步的实施例中，所述计算机处理装置是一台触控式平板计算机。

进一步的实施例中，所述检测预警模块对校车底盘压力参数和乘客人数信息的处理和分析包括以下过程：

步骤S01：获取底盘压力参数采集模块和乘客人数信息采集模块采集的底盘压力数据和客流计数器数据，记录到存储模块中；

步骤S02：根据当前时刻从存储模块中提取最新得到的底盘压力数据和客流计数器数据；

步骤S03：控制模块将获取的数据信息进行AD转换；

步骤S04：控制模块调用检测预警模块对实时底盘压力数据和客流计数器数据进行分析，根据底盘压力数据计算乘客及物品重量，根据客流计数器数据计算乘客人数；

步骤S05：界定重量极限，界定载客量极限，乘客及物品重量与乘客人数两者中，如果有一方超过极限设定，则视为校车超载；否则，视为校车未超载；

步骤S06：如果校车未超载，则返回步骤S02，如果校车超载，则进行步骤S07；

步骤S07：控制模块启动预警指令，开启校车超载预警；

步骤S08：控制模块调用显示模块，上车门处开启预警语音“车辆超载”，车后LED显示屏显示“车辆超载”；

步骤S09：接通无线通信模块接口；

步骤S10：将超载信息通过GPRS/CDMA接口或无线发射子模块发送；

步骤S11：检测超载信息是否发送成功：如果是，则进入步骤S12，如果否(由于受到干扰或者其他原因导致信息没有成功发送)，则进入步骤S09，重新启动通信模块发送超载信息；

步骤S12：退出预警。

进一步的实施例中，所述重量极限和人数极限的界定，应根据不同车型决定。

进一步的实施例中，所述上车门处开启预警语音“车辆超载”是为了提示司机及乘客，车后LED显示屏显示“车辆超载”，是为了提示车外相关工作人员。

由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于：

(1)布设简单，维护方便。本发明以压力传感器和客流计数器作为信息采集工具分别置于校车底盘和上下车门处，利用微型单片机作为控制中心，分析校车的超载情况，利用通信模块传输预警信息，整个装置实现了校车超载检测和预警系统的便携式开发，具有布设方便的特点。同时，由于整个装置采取分散式布设的形式，因此降低了维护的难度。

(2)提高检测准确性。本发明采取的是兼顾载重量和载客量的校车超载检测方法，利用压力传感器和客流计数器实时监测载重量和载客量的数据信息，通过计算判断实际载重量和实际载客量是否超标，若其中一方超标，则视为超载。本装置的超载检测方法有效地避免了漏检的情况，提高了装置的检测准确性。

(3)预警方式多样化。本发明利用通信模块向学校监控终端和家长手机终端传输校车超载预警信息，同时利用显示模块向车内人员提供语音警示，向车外人员提供LED显示提醒，预警方式多样化有助于各方人员实现对校车超载的监督和管理，从而有效地避免校车超载事故的发生。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明一个实施例中校车超载检测和预警装置的结构原理图。

图2为本发明另一个实施例中校车超载检测和预警装置的结构原理图。

图3为图1实施例中校车超载检测和预警装置的实现流程示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

图1所示为本发明一个实施例中校车超载检测和预警装置的结构原理图，其中，一种校车超载检测和预警装置100，包括底盘压力参数采集模块1、乘客人数信息采集模块2、存储模块3、控制模块4、检测预警模块5、显示模块6以及通信模块7。控制模块4分别与底盘压力参数采集模块1、乘客人数信息采集模块2、存储模块3、检测预警模块5以及通信模块7连接，显示模块6显示由检测预警模块5提供的信息，控制模块4作为核心模块用于控制上述模块的功能实现。

如图1所示，控制模块4作为检测预警装置的核心模块，一方面用以控制和连接通信模块7、底盘压力参数采集模块1、乘客人数信息采集模块2、存储模块3、检测预警模块5，另一方面用以和外界计算机等其它设备连接，以实现装置和其它设备之间的通信。

底盘压力参数采集模块1用以对装置100所处位置的校车底盘压力参数进行监测，底盘压力参数采集模块1在控制模块4的控制下工作，并将监测信息记录在存储模块3中；

作为优选的实施方式，所述底盘压力参数采集模块1包括压力传感器，置于车辆底盘上方，用于检测车厢内乘客以及所带物品的重量，包括GPS系统，用于定位，包括GPRS系统，用于确定时间信息。

乘客人数信息采集模块2用以对装置100所处位置的乘客人数进行监测，乘客人数信息采集模块2在控制模块4的控制下工作，并将监测信息记录在存储模块3中；

作为优选的实施方式，所述乘客人数信息采集模块2包括客流计数器，置于车辆上下车门处。

存储模块3用以储存前述底盘压力参数和乘客人数信息，并可在控制模块的控制下通过通信模块传输底盘压力参数和乘客人数信息；当然，控制模块4可以通过接口读取存储模块3中的数据。

检测预警模块5用以对前述采集得到的底盘压力参数和乘客人数信息进行检测和预警，根据检测结果判定当前校车是否超载，若超载，可在控制模块4的控制下将超载信息发送到显示模块6，同时，在控制模块4的控制下通过通信模块7对外传输校车超载信息，从而实现对校车超载的检测和预警过程；

显示模块6作为超载信息的输出环节，在控制模块4的控制下，将检测预警模块5的预警信息通过语音提示以及LED显示器发布，实现校车超载情况的实时展示。

通信模块7作为检测预警装置中的对外通信模块，在控制模块4的控制下通过无线发射向外界以无线信号，或者通过GPRS/CDMA接口以短信的形式传输编码信息、短信信息，实现装置与学校监控室上位机终端以及家长手机终端通信。

作为可选的实施例，通信模块包括无线发射单元和3G通信接口单元，分别实现无线发射数据和通过移动通信基站发射信息。

学校监控室上位机终端还可通过无线网络向检测预警装置的通信模块7发送指令编码，通信模块7将指令编码传输到控制模块4中，控制模块4根据指令控制其他模块工作。

本实施例中，所述控制模块4采用单片机实现，底盘压力参数采集模块1采用传感器实现，乘客人数信息采集模块2采用客流计数器实现，存储模块3采用存储介质实现，例如SD卡，TF卡，MMC卡等，检测预警模块5以程序的形式储存在控制模块4的单片机内并可由单片机进行调用执行，显示模块6采用语音提醒和LED显示屏实现，所述通信模块7采用无线发射电路实现。

如图2所示为本发明另一个实施例中校车超载检测和预警装置的结构原理图，其中，本实施例的装置200中包括上述图1实施例所述的各部件、组件或其他组合(本实施例中，与图1实施例功能、形状、位置均相同的部分采用同一标号)，本实施例的装置200还包括一个与控制模块4连接的微型计算机处理装置8，该计算机处理装置8包括接口单元9、操作面板10和指示单元11。

控制模块4通过接口单元9提供的USB接口与计算机处理装置8连接，实现计算机处理装置8与控制模块4之间的通信；

操作面板10通过触控式显示屏实现，用以实现控制模块4的数据清理、重新启动以及对前述压力传感器的调试等操作指令；

指示单元11用以监控上述底盘压力参数采集模块1、乘客人数信息采集模块2、存储模块3、控制模块4、检测预警模块5、显示模块6以及通信模块7的工作状况，例如车辆底盘处压力传感器是否工作正常，乘客人数信息采集模块2的客流计数器是否工作正常，通信模块7的信息传输是否正常等，并表征给用户，例如可通过指示灯或者文本框的形式显示工作状态。

作为可选的实施方式，计算机处理装置8是一台触控式平板计算机。

参照图3所示，本实施例中，前述检测预警模块5对所采集到的底盘压力参数和乘客人数信息的处理和分析包括以下过程：

步骤S01：获取底盘压力参数采集模块和乘客人数信息采集模块采集的底盘压力数据和客流计数器数据，记录到存储模块中；

步骤S02：根据当前时刻从存储模块中提取最新得到的底盘压力数据和客流计数器数据；

步骤S03：控制模块将获取的数据信息进行AD转换；

步骤S04：控制模块调用检测预警模块对实时底盘压力数据和客流计数器数据进行分析，根据底盘压力数据计算乘客及物品重量，根据客流计数器数据计算乘客人数；

步骤S05：界定重量极限，界定载客量极限，乘客及物品重量与乘客人数两者中，如果有一方超过极限设定，则视为校车超载；否则，视为校车未超载；

步骤S06：如果校车未超载，则返回步骤S02，如果校车超载，则进行步骤S07；

步骤S07：控制模块启动预警指令，开启校车超载预警；

步骤S08：控制模块调用显示模块，上车门处开启预警语音“车辆超载”，车后LED显示屏显示“车辆超载”；

步骤S09：接通无线通信模块接口；

步骤S10：将超载信息通过GPRS/CDMA接口或无线发射子模块发送；

步骤S11：检测超载信息是否发送成功：如果是，则进入步骤S12，如果否(由于受到干扰或者其他原因导致信息没有成功发送)，则进入步骤S09，重新启动通信模块发送超载信息；

步骤S12：退出预警。

作为可选的实施方式，所述重量极限和人数极限的界定，应根据不同车型决定；所述上车门处开启预警语音“车辆超载”是为了提示司机及乘客，车后LED显示屏显示“车辆超载”，是为了提示车外相关工作人员。

本发明的另一个实施例中还提出一种基于上述校车超载检测和预警装置实现的校车超载检测和预警方法，包括以下步骤：

步骤S01：获取底盘压力参数采集模块和乘客人数信息采集模块采集的底盘压力数据和客流计数器数据，记录到存储模块中；

步骤S02：根据当前时刻从存储模块中提取最新得到的底盘压力数据和客流计数器数据；

步骤S03：控制模块将获取的数据信息进行AD转换；

步骤S04：控制模块调用检测预警模块对实时底盘压力数据和客流计数器数据进行分析，根据底盘压力数据计算乘客及物品重量，根据客流计数器数据计算乘客人数；

步骤S05：界定重量极限，界定载客量极限，乘客及物品重量与乘客人数两者中，如果有一方超过极限设定，则视为校车超载；否则，视为校车未超载；

步骤S06：如果校车未超载，则返回步骤S02，如果校车超载，则进行步骤S07；

步骤S07：控制模块启动预警指令，开启校车超载预警；

步骤S08：控制模块调用显示模块，上车门处开启预警语音“车辆超载”，车后LED显示屏显示“车辆超载”；

步骤S09：接通无线通信模块接口；

步骤S10：将超载信息通过GPRS/CDMA接口或无线发射子模块发送；

步骤S11：检测超载信息是否发送成功：如果是，则进入步骤S12，如果否(由于受到干扰或者其他原因导致信息没有成功发送)，则进入步骤S09，重新启动通信模块发送超载信息；

步骤S12：退出预警。

作为优选，所述重量极限和人数极限的界定，应根据不同车型决定；所述上车门处开启预警语音“车辆超载”是为了提示司机及乘客，车后LED显示屏显示“车辆超载”，是为了提示车外相关工作人员。

本发明所提出的技术方案从校车超载检测和预警技术出发，结合当前校车超载事故频发、超载检测和预警技术不完善的特点，提出了校车超载检测和预警系统的便捷式集成开发。学校和家长通过通信模块获取本检测预警装置发送的校车超载信息，车内及车外人员通过显示模块得到校车超载的警示，起到对校车超载现象全方位监测的作用，进而实现对校车超载检测和预警的功能。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种校车超载检测和预警装置，其特征在于，包括底盘压力参数采集模块、乘客人数信息采集模块、存储模块、控制模块、检测预警模块、显示模块以及通信模块，控制模块作为核心模块用于控制底盘压力参数采集模块、乘客人数信息采集模块、存储模块、检测预警模块、显示模块以及通信模块的功能实现，其中：

底盘压力参数采集模块用以对校车底盘压力参数进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；

乘客人数信息采集模块用以对上下乘客人数进行监测，并将监测信息记录在存储模块中；

存储模块用以储存前述底盘压力参数和乘客人数信息，并可在控制模块的控制下通过通信模块传输底盘压力参数和乘客人数信息；

检测预警模块用以对前述采集得到的底盘压力参数和乘客人数信息进行检测和预警，根据检测结果判定当前校车是否超载，若超载，可在控制模块的控制下将超载信息发送到显示模块，同时，在控制模块的控制下通过通信模块对外传输校车超载信息，从而实现对校车超载的检测和预警过程；

显示模块用以对前述预警信息进行显示；

通信模块作为检测预警装置中的对外通信模块，在控制模块的控制下通过无线发射向外界以无线信号，或者通过GPRS/CDMA接口以短信的形式传输编码信息、短信信息，实现装置与学校监控室上位机终端以及家长手机终端通信。

2.根据权利要求1所述的校车超载检测和预警装置，其特征在于，所述的控制模块采用单片机实现，底盘压力参数采集模块采用传感器实现，乘客人数信息采集模块采用客流计数器实现，存储模块采用存储介质实现，检测预警模块以程序的形式储存在控制模块的单片机内并可由单片机进行调用执行，显示模块采用LED显示屏实现，所述通信模块采用无线发射电路实现。

3.根据权利要求2所述的校车超载检测和预警装置，其特征在于，所述底盘压力参数采集模块包括压力传感器，置于车辆底盘的上方，用于检测车厢内乘客以及所带物品的总重量，该压力传感器具有用于定位的GPS系统以及用于确定时间信息的GPRS系统。

4.根据权利要求2所述的校车超载检测和预警装置，其特征在于，所述乘客人数信息采集模块包括客流计数器，置于车辆上下车门处。

5.根据权利要求2所述的校车超载检测和预警装置，其特征在于，所述显示模块包括超载预警语音器和LED显示屏，超载预警语音器置于上车门处，LED显示屏置于车辆内后方挡风玻璃处。

6.根据权利要求1所述的校车超载检测和预警装置，其特征在于，还包括一个与控制模块连接的计算机处理装置，该计算机处理装置包括接口单元、操作面板和指示单元，其中：

控制模块通过接口单元提供的USB接口与计算机处理装置连接，实现计算机处理装置与控制模块之间的通信；

操作面板以触控式显示屏实现，用以实现控制模块装置的数据清理、重新启动以及对前述压力传感器的调试操作指令；

指示单元用以监控上述底盘压力参数采集模块、乘客人数信息采集模块、存储模块、控制模块、检测预警模块、显示模块以及通信模块的工作状况，并表征给用户。

7.根据权利要求6所述的校车超载检测和预警装置，其特征在于，所述计算机处理装置是一台触控式平板计算机。

8.根据权利要求1所述的校车超载检测和预警装置，其特征在于，所述检测预警模块对校车底盘压力参数和乘客人数信息的处理和分析包括以下过程：

步骤S01：获取底盘压力参数采集模块和乘客人数信息采集模块采集的底盘压力数据和客流计数器数据，记录到存储模块中；

步骤S02：根据当前时刻从存储模块中提取最新得到的底盘压力数据和客流计数器数据；

步骤S03：控制模块将获取的数据信息进行AD转换；

步骤S04：控制模块调用检测预警模块对实时底盘压力数据和客流计数器数据进行分析，根据底盘压力数据计算乘客及物品的总重量，根据客流计数器数据计算乘客人数；

步骤S05：界定重量极限，界定载客量极限，乘客及物品重量与乘客人数两者中，如果有一方超过极限设定，则视为校车超载；否则，视为校车未超载；

步骤S06：如果校车未超载，则返回步骤S02，如果校车超载，则进行步骤S07；

步骤S07：控制模块启动预警指令，开启校车超载预警；

步骤S08：控制模块调用显示模块，上车门处开启预警语音“车辆超载”，车后LED显示屏显示“车辆超载”；

步骤S09：接通无线通信模块接口；

步骤S10：将超载信息通过GPRS/CDMA接口或无线发射子模块发送；

步骤S11：检测超载信息是否发送成功：如果是，则进入步骤S12，如果否，则进入步骤S09，重新启动通信模块发送超载信息；

步骤S12：退出预警。

9.一种基于权利要求1的校车超载检测和预警装置实现的校车超载检测和预警方法，包括以下步骤：

步骤S01：获取底盘压力参数采集模块和乘客人数信息采集模块采集的底盘压力数据和客流计数器数据，记录到存储模块中；

步骤S02：根据当前时刻从存储模块中提取最新得到的底盘压力数据和客流计数器数据；

步骤S03：控制模块将获取的数据信息进行AD转换；

步骤S04：控制模块调用检测预警模块对实时底盘压力数据和客流计数器数据进行分析，根据底盘压力数据计算乘客及物品重量，根据客流计数器数据计算乘客人数；

步骤S05：界定重量极限，界定载客量极限，乘客及物品重量与乘客人数两者中，如果有一方超过极限设定，则视为校车超载；否则，视为校车未超载；

步骤S06：如果校车未超载，则返回步骤S02，如果校车超载，则进行步骤S07；

步骤S07：控制模块启动预警指令，开启校车超载预警；

步骤S08：控制模块调用显示模块，上车门处开启预警语音“车辆超载”，车后LED显示屏显示“车辆超载”；

步骤S09：接通无线通信模块接口；

步骤S10：将超载信息通过GPRS/CDMA接口或无线发射子模块发送；

步骤S11：检测超载信息是否发送成功：如果是，则进入步骤S12，如果否，则进入步骤S09，重新启动通信模块发送超载信息；

步骤S12：退出预警。