CN108760003A - 一种车辆载重测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆载重测量系统，包括应变采样模块，测量终端，远程终端，其中：应变采样模块包括钢板弹簧形变测量装置、信号放大模块、AD采样模块、短距离通信模块、电源单元；其中所述钢板弹簧形变测量装置安装在车辆钢板弹簧上，用于测量车辆钢板弹簧的变形量。通过本发明，货物装载时可进行实时测量，运输途中，可收集运输通过路段的允许通过车辆总重量，与目前车辆的总重量对比，规划出安全合理的运输通过路径；运输途中，货车主可随时查看目前货车的总载重量，避免司机私自带货；运输管理部门可以实时检测所管辖路段的货车载重情况。

Description

一种车辆载重测量系统

技术领域

本发明涉及一种称重系统，尤其是涉及一种车辆载重测量系统。

背景技术

货车的载重量，是货车司机非常关注的一个指标，也是货物发运方非常关注的一个指标，还是运输管理部门非常关注的一个指标。目前货车载重的测量都是到固定地点的地磅进行测量。这样测量有如下几个问题：对于按照载重量进行运费计算的货物运输，可能会导致货车为了装载到最大允许载重量而来回几次装卸货物。如果不来回装卸货，又无法发挥货车的最大效益；对于一些有重量限制的路段，货车司机无法对自己车辆的总重量与路段的承重限值进行对照，从而可能因为货车过重产生路、桥损坏；运输管理部门对于超载的检测不便，无法做到实时监测；货物运输发运方无法在运输途中查看货物重量；对于司机与货车主分离的情况，货车主也无法知道货车在运输途中，是否带货，从而产生经济上的损失。

为此，本发明提供了一种车辆载重测量系统，该测量系统可以实时的测量货车的载重量，以解决上述汽车货运的这些缺点。总结本发明优点如下：货物装载时可进行实时测量，由手机实时监视货车载重量，根据货车车型和司机目标，在手机上设定目标载重量，一次到位，装载到目标载重量；运输途中，收集运输通过路段的允许通过车辆总重量，与目前车辆的总重量对比，规划出安全合理的运输通过路径；运输途中，货车主可随时查看目前货车的总载重量，避免司机私自带货；运输管理部门可以实时检测所管辖路段的货车载重情况。

发明内容

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种车辆载重测量系统，包括应变采样模块，测量终端，远程服务器，其中：应变采样模块包括应变信号处理电路，所述应变信号处理电路包括钢板弹簧形变测量装置、信号放大模块、AD采样模块、短距离通信模块、电源单元；其中所述钢板弹簧形变测量装置安装在车辆钢板弹簧上，用于测量车辆钢板弹簧的变形量。

所述的采样系统，AD采样模块和短距离通信模块包括在同一个芯片中。

所述的测量系统，其中：所述钢板弹簧形变测量装置是应变片，每个车辆钢板弹簧上安装一个应变片。

所述的测量系统，其中：应变片安装在车辆钢板弹簧的最上面。

所述的测量系统，其中：应变片粘贴在钢板弹簧顶面上，应变片上覆盖有硅胶；信号放大模块、AD采样模块、短距离通信模块安装在密封盒中，通过强磁铁将密封盒固定在钢板弹簧上。

所述的测量系统，其中：应变采样模块采用间歇式供电方式。

所述的测量系统，其中：应变采样模块用于采样货车上的每个钢板弹簧的弹性形变量，采样值通过短距离通信模块的广播通道将数据进行广播出来。

所述的测量系统，其中：应变采样模块的安装个数等于货车的钢板弹簧的数量，每个钢板弹簧上安装一个应变采样模块。

所述的测量系统，其中：测量终端包括车载测量终端或者测量现场移动终端，所述测量终端接收应变采样模块发送的采样数据，综合本车所有应变片的采样数据，计算得出车辆的载重量，将载重量显示出来。

所述的测量系统，其中：测量终端接收应变采样模块的电池电压，对锂电池电量进行评估，将电量显示出来，当电量低于一定值时，发出报警信号；测量终端还将载重量数据以及电池电压数据发送到远程服务器。

所述的测量系统，其中：所述远程服务器接收到现场移动终端或者车载测量终端的数据，对数据进行存储、处理、分析，并在需要时将数据提供给其他远程终端。

所述的测量系统，其中：远程终端包括货主的移动终端或PC终端。

所述的测量系统，其中：所述测量系统还包括测量校准系统，所述测量校准系统工作过程如下：

(1)测量校准系统接收车辆车牌号和该车辆的应变采样模块编号；

(2)将空载车辆移动到标准地磅上；

(3)通过标准地磅测量出空载车辆的重量，输入到测量校准系统中，测力校准系统记录这个重量，并且发送到远程服务器进行存储；

(4)测量校准系统接收此车牌号对应的应变采样模块发送的采样数据，测量校准系统将此时的应变采样值标定为空载，重量为0，将这个重量和应变采样值进行对应，同时发送到远程服务器进行存储；

(5)车辆开始逐次加载，每次加载的重量相同，每次加载后，暂停预定时间后，测量校准系统记录此时标准地磅的测量值和应变采样模块的测量值，同时发送到远程服务器进行存储，重复加载操作，直到加载到车辆的最大载重量，得到表示每次加载测量时的应变采样值与地磅测量值之间的对应关系的对照表；

(6)车辆加载到最大载重量以后，开始减载，每次减载的值与每次加载时的一次增加值相同，每次减载后，暂停预定时间后，测量校准系统记录此时标准地磅的测量值和应变采样模块的测量值，同时发送到远程服务器器进行存储，重复减载操作，直到货车减载到空载重量，得到表示每次减载测量时的应变采样值与地磅测量值之间的对应关系的对照表；

(7)根据步骤(5)和/或步骤(6)得到的对照表，用多项式拟合出加载和减载时从应变采样值到测量值之间的计算公式，发送到远程服务器进行存储。

所述的测量系统，其中：车辆加载货物时、或者减载货物时、或者车辆行驶时，测量终端接收应变采样模块的采样值，并从远程服务器下载对应车牌号的计算公式，将接收到的应变片采样值计算成车辆载重量。

所述的测量系统，其中：密封盒底部设置有多个安装槽，每个安装槽都嵌入一个强磁铁，安装时强磁铁吸附在钢板弹簧上，密封盒表面设置两道与橡皮带相同宽度的凹槽，然后用两条橡皮带系在钢板弹簧上。

所述的测量系统，其中：所述钢板弹簧形变测量装置是桥式应变片P2，所述信号放大模块包括放大芯片U3,其中，P2的引脚1、引脚3分别与放大芯片U3的引脚3和引脚2连接，且p2的引脚1、引脚3之间还连接有电容C27,P2的接地引脚4接地，P2的电源引脚2接U3的管脚7，U3的管脚8和管脚9之间接电阻R8，U3的管脚4接地，U3的管脚6接电阻的第一端，U3的管脚5接电阻R5的第一端，电阻R5的第二端接电源VCC，电阻R5的第一端接电阻R6的第一端和电容C25的第一端，电阻R6的第2端和电容C25的第2端接地。

所述的测量系统，其中：AD采样及短距离通信模块是AD转换芯片U1，电阻R12的第二端接U1的管脚13，电阻R12的第二端还同时连接电阻R17和电容C22的第一端，电阻R17和电容C22的第二端接地；U1的管脚14与电容C18和电阻R3的第一端连接，电容C18和电阻R3的第一端接地，管脚14还与电阻R2的第一端连接，R2的第二端接场效应管Q1的漏极，Q1的漏极接二极管正极，源极接二极管负极；U1管脚15电阻R14的第一端，R14第二端接三极管Q2基极，Q2发射极接地，Q2集电极接场效应管Q1的栅极，Q1的源极和栅极之间接电阻R13；Q1的管脚16接电阻R16的第一端，R16的第二端接三极管Q4的基极，Q4的发射极接地，Q4的集电极接电阻R15的第一端，电阻R15的第一端接场效应管Q3的栅极，Q3的漏极接R15的第二端和3.3V电压源，Q3的源极接电源VCC以及电容C24和电容C26的第一端，C24和C26的第二端接供电模块P1的接地管脚1，该管脚1接地，管脚1还与电容C5和电容C17的第一端连接，C5和C17的第二端接P1的管脚2以及Q1的源极和U2的Vin端，U2的Vout端接电容C23、C28、C29、C30的第一端，电容C23、C28、C29、C30的第二端接地，U2的GND端接地。

所述的测量系统，其中：U1管脚4接3.3V电压源，接电容C20、C31、C32、C33、C10、C6、C16的第一端，C20、C31、C32、C33、C10、C6、C16的第二端接地；U1的管脚1接地，管脚40和管脚1之间连接电容C10，管脚39连接3.3V电压源以及电容C9，电容C9第二端接地；U1管脚35接P3管脚2，管脚34接P3管脚3，P3管脚1接U2管脚20，P3管脚4接地，管脚5接3.3V电压源；U1的管脚32和33分别接晶振Y2的第一端和第二端，Y2的第一端接电容C8的第一端，Y2的第二端接电容C7的第一端，C7和C8的第二端接地，U1的管脚30接电阻R1后接地；U1管脚29接电容C3的第一端，电容C3的第二端接地，C3接电容C13的第一端，C13的第二端接电感L3的第一端和电感L4的第二端，L4第二端接的是PCB板载天线；电感L3第二端接电容C13的第二端，C13的第一端接电感L2的第一端，L2的第二端接地U1管脚27、28、29接3.3V电压源，管脚26接电容C12的第一端，C12的第二端接C13的第一端，管脚25接电容C4的第一端，C4的第二端接电感L1的第一端和电容C14的第二端，L1的第二端接C13的第二端，C14第二端接地以及电容C21的第一端，C21的第二端接3.3V电压源以及U1的管脚24，U1管脚23接电容C2第一端和外部晶振Y1管脚2，电容C2第二端接地，Y1管脚3、4接地，Y1管脚1接电容C1第一端，C1第二端接地；U1管脚21接3.3V电压源以及电容C11第一端，C11第二端接地。

所述的测量系统，其中：所述计算公式如下：

设对照表中设某一采样点的AD采样值和对应的货车载重量为(X_n,Y_n)，其中：下标n为对应的采样次数的序号，在校准时，对该采样点总共进行N次加载或减载，1≤n≤N；设某采样点的应变片实时的采样值设为X，对应的货车载重量为Y，则：

如果X＝X_n，则Y＝Y_n，否则：

如果X>X_n-1且X<＝X_n，则Y＝(Y_n-Y_n-1)*(X-X_n-1)/(X_n-X_n-1)+Y_n-1

如果X<X₁,则Y＝(Y₂-Y₁)*(X-X₁)/(X₂-X₁)+Y₁

如果X>X_N，则Y＝(Y_N-Y_N-1)*(X-X_N-1)/(X_N-X_N-1)+Y_N。

附图说明

图1为货车钢板弹簧结构示意图；

图2A为应变片安装示意图；

图2B为应变信号处理电路示意图；

图3为车辆载重测量系统结构示意图；

图4为载重测量校准原理框图。

具体实施方式

目前大部分的货车的车厢都是通过钢板弹簧固定到车桥上，钢板弹簧结构如图1所示。钢板弹簧101的弹性形变量与货车车厢以及车厢上的载荷存在对应关系，本发明的车辆载重测量系统主要就是基于上述原理。

如图2所示，应变片安装在货车钢板弹簧最上面，可通过502胶将应变片粘贴在钢板弹簧顶面上，然后再在应变片上覆盖硅胶，通过该方式可对钢板弹簧无损地安装应变片，避免降低钢板弹簧的强度。应变片对应的信号放大模块、AD采样及蓝牙通信芯片等构成的应变信号处理电路在密封盒安装好以后，通过密封盒固定在钢板弹簧上，再用橡皮筋固定在钢板弹簧上，应变片采取桥式或者单个的电阻应变片。应变片跟随钢板弹簧一起形变，应变片的形变量转换成微弱电信号，将微弱电信号放大调理，然后进行AD转换得到数字量，即可将数字量计算成货车的载重。具体的，应变采样模块盒底部设置有多个安装槽，每个安装槽都嵌入一个强磁铁，安装时强磁铁吸附在钢板弹簧上，应变片采样模块盒表面(盒盖)设置两道与橡皮带相同宽度的凹槽，然后用两条橡皮带系在钢板弹簧上，这样应变采样模块盒就能牢靠的固定在钢板弹簧上，同时对钢板弹簧的自身结构没有任何影响。所述密封盒包括两部分，通过间隔壁隔开，第一部分没有底，即底部是空的，可以扣在应变片上，在应变片黏贴在钢板弹簧上以后，在第一部分的整个空间填满硅胶；第二部分有底，用于容纳应变片信号处理电路，强磁铁安装槽设置在该第二部分上，应变片和信号处理电路安装完毕后，将密封盒上部的盖子通过卡扣或者螺丝固定的方式盖紧，起到保护作用。这样的结构，可以在应变片安装以前，能够起到保护应变片的作用，同时便于安装，在安装以后，也能起到保护作用。

如图2B所示，应变信号处理电路结构如下：桥式应变片p2的引脚1(IN+端)、引脚3(IN-端)分别与放大芯片U3(如AD623)的引脚3(IN+端)和引脚2(IN-端)连接，且p2的引脚1(IN+端)、引脚3(IN-端)之间还连接有电容C27,P2的接地引脚4接地，P2的电源引脚2(VCC端)接U3的+Vs管脚7，U3的+Rg管脚8和-Rg管脚9之间接电阻R8，U3的-Vs管脚4接地，U3的OUTPUT管脚6接电阻R12的第一端，U3的REF管脚5接电阻R5的第一端，电阻R5的第二端接电源VCC，电阻R5的第一端接电阻R6的第一端和电容C25的第一端，电阻R6的第2端和电容C25的第2端接地。P2应变片随着货车钢板弹簧发生形变，从而引起内部栅格电阻变化，栅格电阻变化引起应变片引脚1与引脚3之间的电压值变化，这个电压值变化非常的微小，最大为10mV左右，这个大小的电压值不能直接进行AD转换，需要放大到2V。U3(AD623)是一个高放大倍数的仪表放大器，放大倍数最大可以到1000，U3的脚2、脚3就是放大输入脚，应变片P2的脚1、脚3的连接到U3的脚2、脚3，将mV级别的信号放大到V级别，为了防止干扰信号也被放大，所以需要在U3的脚2、脚3之间接上一个电容C27，吸收干扰信号。应变片的脚2、脚4为供电脚，脚2接3.3V(VCC)，脚4接0V(GND)。U3的脚5为参考电压输入脚，决定在应变输入为0的时候，放大输出管脚6的电压值，U3的脚5输入电压为1.65V，所以在应变片输入为0时，U3脚6的电压为1.65V，管脚6的电压随着P2的脚1与脚3直接的电压变化，而在1.65V的上下进行变化，管脚6的最大输出电压为3.3V，最小输出电压为0V。由于U1(CC2541)的AD转换的参考电压是1.25V，所以需要将U3的脚6的电压进行分压(使其最大电压不大于1.25V)以后，送入到U1的脚13进行AD转换。

电阻R12的第二端接AD转换芯片U1(如CC2541)的管脚13，电阻R12的第二端还同时连接电阻R17和电容C22的第一端，电阻R17和电容C22的第二端接地；U1的管脚14与电容C18和电阻R3的第一端连接，电容C18和电阻R3的第一端接地，管脚14还与电阻R2的第一端连接，R2的第二端接场效应管Q1的漏极，Q1的漏极接二极管正极，源极接二极管负极；U1管脚15电阻R14的第一端，R14第二端接三极管Q2基极，Q2发射极接地，Q2集电极接场效应管Q1的栅极，Q1的源极和栅极之间接电阻R13；Q1的管脚16接电阻R16的第一端，R16的第二端接三极管Q4的基极，Q4的发射极接地，Q4的集电极接电阻R15的第一端，电阻R15的第一端接场效应管Q3的栅极，Q3的漏极接R15的第二端和3.3V电压源，Q3的源极接电源VCC以及电容C24和电容C26的第一端，C24和C26的第二端接供电模块P1(包括2节并联的3.7V，2200mAH的18650锂电池)的接地管脚1，该管脚1接地，管脚1还与电容C5和电容C17的第一端连接，C5和C17的第二端接P1的管脚2以及Q1的源极和U2的Vin端，U2是线性稳压芯片，如HP7533，U2的Vout端接电容C23、C28、C29、C30的第一端，用于输出如3.3v等的工作电压，电容C23、C28、C29、C30的第二端接地，U2的GND端接地，电容C23、C28、C29、C30用于稳压。U1(CC2541)是一款带有AD转换、蓝牙通信功能的MCU，厂家为美国的TI。Y1、Y2是芯片工作的外部晶振，Y1是32M晶振，Y2是32.768K晶振。工作电源3.3V。脚25、脚26接蓝牙板载天线。脚16控制U2、P2供电，脚16输出低电平或者悬空时，NPN三极管Q4不导通，PMOS管Q3不导通，U3和P2没有供电电源，不工作，这时不进行应变片AD采样，节省功耗。脚16输出高电平时，NPN三极管Q4导通，PMOS管Q3导通，U3和P2有工作电源，进行工作，这时可以进行应变片AD采样。脚15控制锂电池电压采样分压电路，脚15输出低电平或者悬空时，NPN三极管Q2不导通，PMOS管Q1不导通，锂电池分压电路R2、R3没有分压，这时锂电池电压不进行采样，节省功耗。脚15输出高电平时，NPN三极管Q2导通，PMOS管Q1导通，R2、R3进行分压，这时可以对锂电池电压进行AD采样。

U1管脚4接3.3V电压源，接电容C20、C31、C32、C33、C10、C6、C16的第一端，C20、C31、C32、C33、C10、C6、C16的第二端接地；U1的管脚1接地，管脚40和管脚1之间连接电容C10，管脚39连接3.3V电压源以及电容C9，电容C9第二端接地；U1管脚35接编程接口P3(用于在生产过程中，对CC2541进行编程)的管脚2，管脚34接P3管脚3，P3管脚1接U2管脚20，P3管脚4接地，管脚5接3.3V电压源；U1的管脚32和33分别接晶振Y2的第一端和第二端，Y2的第一端接电容C8的第一端，Y2的第二端接电容C7的第一端，C7和C8的第二端接地，U1的管脚30接电阻R1后接地；U1管脚29接电容C3的第一端，电容C3的第二端接地，C3接电容C13的第一端，C13的第二端接电感L3的第一端和电感L4的第二端，L4第二端接的是PCB板载2.4G天线，即分布在线路板上的铜皮，作为蓝牙收发天线。电感L3第二端接电容C13的第二端，C13的第一端接电感L2的第一端，L2的第二端接地U1管脚27、28、29接3.3V电压源，管脚26接电容C12的第一端，C12的第二端接C13的第一端，管脚25接电容C4的第一端，C4的第二端接电感L1的第一端和电容C14的第二端，L1的第二端接C13的第二端，C14第二端接地以及电容C21的第一端，C21的第二端接3.3V电压源以及U1的管脚24，U1管脚23接电容C2第一端和外部晶振Y1管脚2，电容C2第二端接地，Y1管脚3、4接地，Y1管脚1接电容C1第一端，C1第二端接地；U1管脚21接3.3V电压源以及电容C11第一端，C11第二端接地。

应变信号处理电路的工作原理是：P2为桥式应变片，应变信号输入到AD623芯片进行放大，放大以后的信号经过电阻分压以及RC滤波以后，输入到CC2541,CC2541对信号进行AD转换，然后通过蓝牙BLE广播包发送到智能手机或者专用的测量终端。CC2541通过Q1、Q2、Q3、Q4控制AD623、应变片、以及锂电池电压采样信号间歇工作，以节省功耗、同时CC2541也定期进入休眠模式，节省自身功耗。

应变片以及对应的信号放大处理电路由锂电池供电，锂电池与这些电路放在一起，不使用货车的蓄电池供电，这样避免长距离在货车底盘布线，使产品安装更方便。

应变片以及对应的信号处理电路中的信号放大模块、AD采样及蓝牙通信模块等的供电采用间歇式的供电，在测量载重时才进行加电采样，采样期间才对这些电路供电，在采样完成后，停止供电，减少这些电路的耗电量，使产品能够在锂电池供电的情况下，使用时间更长。信号处理电路还可以同时采样锂电池电压，发送到手机APP，手机APP通过电压判断锂电池电路，提醒用户是否需要更换锂电池。

在货车的每个钢板弹簧上都安装应变片传感器，对每个钢板弹簧都使用应变片传感器进行测量，手机APP对多个传感器的数据进行加权平均计算，得到货车载重量，克服在货车停放场地不平的测量误差。

如图3所示，车辆载重测量系统包括应变采样模块，现场移动终端，车载测量终端，远程终端，远程服务器(如云服务器)。其中应变采样模块包括钢板弹簧形变测量装置、信号放大模块、AD采样及短距离通信模块、电源单元。其中所述钢板弹簧形变测量装置是应变片，AD采样及短距离通信模块优选为带AD采样功能的蓝牙模块，电源单元优选为锂电池。车载测量终端由车辆点烟器供电，包括短距离通信模块(优选为蓝牙模块)、移动通信模块、测量计算及人机交互模块。

安装在钢板弹簧上的应变采样模块的作用是采样货车上的每个钢板弹簧的弹性形变量，采样值通过蓝牙BLE的广播通道将数据广播出来。采用锂电池供电，3000mAH左右的锂电池能够供电两年以上，应变采样模块还对锂电池的电压进行采样，电压采样值通过蓝牙BLE广播通道广播出来。应变采样模块的安装个数等于货车的钢板弹簧的数量K，每个钢板弹簧上安装一个应变采样模块。

车辆载重测量系统的测量终端或者现场货车司机的现场移动终端接收应变采样模块通过蓝牙BLE发送的采样数据，综合本车所有应变片的采样数据，计算得出货车的载重量，将载重量显示出来，同时接收应变采样模块采样的电池电压，对锂电池电量进行评估，将电量显示出来，当电量低于一定值时，提醒用户更换对应模块的电池。同时将载重量数据以及电池电压数据通过移动数据通信模块发送到云服务器。

云服务器接收到现场移动终端或者车载测量终端的数据，对数据进行存储、处理、分析，可以把数据提供给其他远程终端，如货主的手机终端、PC终端等。

通过多个应变片采样，然后综合处理这几个应变片的数据，可以解决场地不平的问题，即每个钢板弹簧都有应变片，每个应变片的计算出载重量以后，进行加权平均计算，可克服场地不平的问题。更进一步的，在计算的过程中，进行滤波，可以消除振动的影响，即对于货车行进中振动的问题，对每个应变片的采样进行多次采样，然后进行平均以克服行进中的振动问题。同时也可以根据数值振动的情况得出路面的颠簸程度。应变采样模块采用锂电池供电，现场移动终端或车载测量终端显示锂电池电量情况，提示是否需要更换电池，车载测量终端的蓝牙接收器采用货车铅酸蓄电池供电。计算得出的载重量结果根据需要可以通过云服务器将测量结果发送给不同的人。

如上所述，已经对车辆载重测量系统的结构和工作原理进行了说明，但是仍然存在以下问题：不同车型同样载重量的钢板弹簧的形变量是不一样的，那么最后AD转换值是不一样的，很难通过相同的计算方法得出精确的货车载重量；相同车型相同载重量的钢板弹簧的形变量也是不一样的，那么最后AD转换值是不一样的，很难通过相同的计算方法得出精确的货车载重量；不同的应变片装在同一辆货车上的形变量也有区别，那么最后AD转换值是不一样的，很难通过相同的计算方法得出精确的货车载重量；即使是应变相同的变形量，因为放大电路、信号调理电路、AD转换器的误差，最后得到的AD值也是不一样，很难通过相同的计算方法得出精确的货车载重量；钢板弹簧的弹性形变不一定是线性的，很难用线性公式计算得出精确的货车载重量。针对上述问题，本发明还提供了车辆载重测量系统的测量校准系统，通过该系统，能够保证对车辆载重测量的精度。

如图4所示，车辆载重实时测量系统的校准过程如下：

(1)空载货车安装应变采样模块，将货车车牌号和采样模块编号输入到货车载重测量校准系统中；

(2)将空载货车移动到标准地磅上；

(3)通过标准地磅测量出空载货车的重量，输入到货车载重测量校准系统中，测量校准系统记录这个重量，并且发送到云服务器进行存储；

(4)货车载重测量校准系统接收此车牌号对应的采样模块发送的蓝牙数据，校准系统将此时的应变采样值标定为空载，重量为0，将这个重量和应变采样值进行对应，同时发送到云服务器进行存储；

(5)货车开始加载，每次加载的重量为1吨或者货车最大载重量的十分之一(取其中的小值)，每次加载后，停止一会，待测量数据稳定后，记录此时标准地磅的测量值和应变采样模块的测量值，同时发送到云服务器进行存储，直到加载到货车的最大载重量，最后得到一个类似表1这样的表格，用于表示每次加载测量时应变片的采样值与地磅测量值之间的对应关系；

序号	应变片采样值	标准地磅测量值(吨)
			1	100	0
2	300	1
			3	400	2
4	500	3
			…	…	…
31	2000	30

表1加载减载过程应变片采样值与标准地磅测量值对应表

(6)货车加载到最大载重量以后，开始减载，每次减载的值与加载时的一次增加值相同，每次减载后，停止一会，待测量数据稳定后，记录此时标准地磅的测量值和应变采样模块的测量值，同时发送到云服务器进行存储，直到货车的减载到空载，同样最后得到一个类似表1这样的表格，用于表示每次减载测量时应变片的采样值与地磅测量值之间的对应关系；

(7)根据步骤(5)和(6)得到的表格，用多项式拟合出加载和减载时从应变AD采样值到测量值之间的计算公式，发送到云服务器进行存储；

对载重计算公式说明如下：

首先，得到某一个应变片采样以后的值对应的货车载重的计算表如表1，该表中设某一采样点的AD采样值和对应的货车载重量为(X_n,Y_n)，其中：下标n为对应的采样次数的序号，在校准时，对该采样点总共进行N次加载或减载，1≤n≤N。设某采样点的应变片实时的采样值设为X，对应的货车载重量为Y。

如果X＝X_n，则Y＝Y_n，否则：

如果X>X_n-1且X<＝X_n，则Y＝(Y_n-Y_n-1)*(X-X_n-1)/(X_n-X_n-1)+Y_n-1

如果X<X₁,则Y＝(Y₂-Y₁)*(X-X₁)/(X₂-X₁)+Y₁

如果X>X_N，则Y＝(Y_N-Y_N-1)*(X-X_N-1)/(X_N-X_N-1)+Y_N

如果一辆货车有总共有K个钢板弹簧，每个钢板弹簧配置一个应变片，则可通过上述计算方法计算出总共K个Y值，设每个Y值为Y_k(K≥k≥1)，则汽车总共的载重量为Y_汽车＝(A₁*Y₁+…+A_K*Y_K)/(A₁+…+A_K)公式中，A_k为某一钢板弹簧在整个货车中对应的权值，这个公式的一个特例就是A_k都为1，公式退化成不同的平均值计算。关于权重选择，举例如下：一种牵引车加挂车的散装货车，挂车有三个后桥，6副钢板弹簧，牵引车2副钢板弹簧，设挂车的编号为A1,…,A6,牵引车为A7、A8，一个比较好的权值，A1,…,A6各为7，A7、A8各为4。

(8)车辆加载、减载货物时，或者车辆行驶时，智能手机APP或者其他终端设备从云服务器下载对应车牌号的计算公式，将接收到的应变片采样值计算成货车载重量；

(9)步骤(5)、(6)中可不采用地磅承重的方式，而是可以采用加减砝码的方式，即加载的方式可以是将预定加载重量的砝码依次加载到货车车厢，采样应变片的采样值，减载时将预定重量的砝码从货车车厢取出，采样应变片的采样值，记录加载、减载过程中应变片采样值与车辆承重之间的对应表格。或者在货车车厢上先放置水箱，然后往水箱内注水加载，减载的过程就是将水再放出，记录每次加水、减水的重量与应变片采样值之间的对应关系。

在精度要求不是很高的情况下，采用砝码或者水箱加载，也可以省去标准地磅测量，而是采用砝码的重量或者水箱内水的体积进行载重量的估计。

这样我们采用将应变采样模块安装到货车上以后，再对每一辆货车进行现场的校准，就解决了上述测量精度的问题。

Claims (8)

1.一种车辆载重测量系统，包括应变采样模块，测量终端，远程服务器，其特征在于：应变采样模块包括应变信号处理电路，所述应变信号处理电路包括钢板弹簧形变测量装置、信号放大模块、AD采样模块、短距离通信模块、电源单元；其中所述钢板弹簧形变测量装置安装在车辆钢板弹簧上，用于测量车辆钢板弹簧的变形量。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于：所述钢板弹簧形变测量装置是应变片，每个车辆钢板弹簧上安装一个应变片。

3.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于：应变片安装在车辆钢板弹簧的最上面。

4.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于：应变片粘贴在钢板弹簧顶面上，应变片上覆盖有硅胶；信号放大模块、AD采样模块、短距离通信模块安装在密封盒中。

5.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于：应变采样模块采用间歇式供电方式。

6.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于：应变采样模块用于采样货车上的每个钢板弹簧的弹性形变量，采样值通过短距离通信模块的广播通道将数据进行广播出来。

7.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于：应变采样模块的安装个数等于货车的钢板弹簧的数量，每个钢板弹簧上安装一个应变采样模块。

8.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于：测量终端包括车载测量终端或者测量现场移动终端，所述测量终端接收应变采样模块发送的采样数据，综合本车所有应变片的采样数据，计算得出车辆的载重量，将载重量显示出来。