CN112212957B - 一种贴片式车载称重方法及其系统 - Google Patents

一种贴片式车载称重方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种贴片式车载称重方法及其系统，一方面提供一种贴片式车载称重方法，还包括如下处理步骤，步骤1：第一微变检测装置和第二微变检测装置每隔设定时间检测对应的微变信号和温度信号；步骤2：云数据平台根据对应的微变信号与重量计算公式获得第一微变检测装置和第二微变检测装置检测的微变信号对应的重量；步骤3：云数据平台当收到温度信号的变化值大于设定值，则将该温度信号对应的微变检测装置的微变信号与重量计算公式进行修正从而得到修正重量；步骤4：根据总重量计算公式进行计算获得运输车辆的总重量。另一方法提供一种贴片式车载称重方法系统。通过本发明能够有效提高测量的准确性，使用方便简洁，提高检测的自动化。

Description

一种贴片式车载称重方法及其系统
技术领域
本发明属于车载设备领域，尤其涉及一种贴片式车载称重方法，还涉及一种贴片式车载称重系统。
背景技术
在水泥、建材、农业、矿山、码头、物流、化工等大宗运输称重行业，需要对装载的车辆进行称重，以确定车辆运载的总重量。在现有的测量称重方式，大多还是使用地磅等方式，进行一次性称重计数。目前也有车载称重系统，其是一套旨在称重车辆装载量的全自动称重仪器，主要由称重传感器和采集器和显示仪表三部分组成。但是其测量的数据精度差，不能够有效的根据不同的行驶条件及环境下提供准确的数据，来确保运输的安全。现有的称重传感器结构通过弹性体进行检测，在运输过程中，受到实时环境影响大，从而影响检测数据的准确性，从而这样的称重方法对实际称重使用具有很大的局限性。从而需要一种改进的车载称重方法，能够有效实时的进行车辆称重，并且能够提高有效准确的数据重量数据，以确保运输的安全。
发明内容
本发明的目的一，提供一种贴片式车载称重方法，能够有效提高测量的准确性，使用方便简洁，提高检测的自动化。
本发明的目的二，提供一种该称重方法的对应系统。
为实现该目的一，提供了一种贴片式车载称重方法，本方法涉及用于信号处理的机觉云盒、设置于车前轴上用于微变信号检测的第一微变检测装置、设置于车后轴上用于微变信号检测的第二微变检测装置和与机觉云盒信号连接用于数据处理的云数据平台，还包括如下处理步骤，
步骤1：所述第一微变检测装置和第二微变检测装置根据设定，每隔设定时间检测对应的微变信号和温度信号并且通过机觉云盒发送到云数据平台；
步骤2：所述云数据平台根据对应的微变信号与重量计算公式获得第一微变检测装置和第二微变检测装置检测的微变信号对应的重量；
步骤3：所述云数据平台将每隔设定时间接收到各个温度信号的变化值与设定值进行比较，当收到温度信号的变化值大于设定值，则将该温度信号对应的微变检测装置的微变信号与重量计算公式进行修正从而得到修正重量，反之，则不进行修正；
步骤4：所述云数据平台将第一微变检测装置和第二微变检测装置对应计算的重量根据总重量计算公式进行计算获得运输车辆的总重量。
优选地，在步骤2中，微变信号与重量计算公式为，x2＝2py；其中，x为微变信号，y为重量，p为计算系数，p大于零。
优选地，在步骤3中，所述云数据平台将每隔设定时间接收到各个温度信号的变化值与设定值进行比较，当收到温度信号的变化值大于设定值，则对对应的微变信号与重量计算公式中的计算系数p进行修正；首先，在收到温度信号的变化值小于于设定值时，所述云数据平台根据每隔设定时间接收到的温度信号变化值T和微变信号应变电压变化V建立温度变化与微变变化标准函数，V＝k1T+K2T2+k3T3+...+KnTn,其中，k1、K2、k3、...、Kn均为温度变化与微变关系系数；然后，在收到温度信号的变化值大于设定值时，云数据平台在温度信号的变化值大于设定值期间，将每隔设定时间接收到的温度信号变化值Ti和微变信号应变电压变化Vi建立温度变化与微变变化修正函数，Vi＝ki1Ti+Ki2Ti 2+ki3Ti 3+...+KinTi n,其中，ki1、Ki2、ki3、...、Kin均为温度变化与微变修正关系系数；最后，当ki1/k1大于经验常数时，则计算系数p的修正系数Pi为ki1/k1+ki2/k2+ki3/k3+...+kin/kn。
优选地，所述经验常数根据车轴材料温度膨胀系数和微变检测装置所用应变片的温度膨胀系数进行确定。
优选地，在步骤4中，通过所述第二微变检测装置设置若干个，总重量计算公式为，Mc＝(M前轴/1.05+M后轴1/1.1+M后轴2/1.1+M后轴3/1.1+M后轴4/1.1+M后轴5/1.1+M后轴6/1.1+...M后轴n-1/1.1)/n，其中，Mc为车辆测量总重量，M前轴为第一微变检测装置的微变信号对应的重量，M后轴1、M后轴2、M后轴3、M后轴4、M后轴5、M后轴6、...、M后轴n-1为各第二微变检测装置的微变信号对应的重量，1.05和1.1表示加权的系数，n表示微变检测装置总数量。
优选地，所述云数据平台在车辆原地装载货物完成后计算获得初始车载重量Mc0，车载运动后，车载重量不更新引用初始车载重量Mc0，当车辆不动后，云数据平台则重新计算此时车载重量Mci。
为实现目的二，提供了一种贴片式车载称重系统，包括用于系统供电的供电模块、供电模块用于信号处理的机觉云盒、设置于车前轴上用于微变信号检测的第一微变检测装置、设置于车后轴上用于微变信号检测的第二微变检测装置和与机觉云盒信号连接用于将车载状态信息发送至客户应用端的云数据平台，所述第一微变检测装置和第二微变检测装置分别与机觉云盒信号连接形成车载重量状态实时信号检测系统。
优选地，所述机觉云盒包括与供电模块连接的云盒电源、用于数据接收及处理的数据采集板、与数据采集板连接的芯片和分别与芯片和云数据平台连接用于数据传输的物联网模块，所述云盒电源分别与数据采集板、芯片和物联网模块连接，所述数据采集板分别与第一微变检测装置和第二微变检测装置连接。
优选地，所述第一微变检测装置和第二微变检测装置结构相同，所述第一微变检测装置包括有用于与机觉云盒连接的导线、用于原件布置的安装结构、设置于安装结构上用于采集车轴微变信号数据的第一应变片、设置于安装结构上用于根据温度检测提供温度补偿修正信号的第二应变片和设置于安装结构上用于进行温度检测的温度检测装置，所述第一应变片、第二应变片和温度检测装置均通过一接线板与导线信号连接从而形成检测微变信号及温度补偿修正信号的应变检测装置。
优选地，所述第一应变片、第二应变片和温度检测装置通过一固定结构进行固定连接。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
在本发明中本测量方法通过云数据平台进行温度修正计算能够有效提高测量的准确性，提高检测的自动化，同时不改变车身的结构使用方便简洁。在本发明中不设弹性体，直接将微变检测装置贴敷在车轴上，采集车载重量变化引起车轴微变的数据和温度数据，使得安装使用方便，同时微变检测装置的应变片对温度灵敏度高，在车载称重中增加温度修正云算法，极大提高车载称重的精度。在本发明中通过云数据平台及时将测量重量状态等信息发送给客户应用端，便于管理操作人员及时进行处理，提高运输的安全性。在本发明中通过设置第一应变片、第二应变片和温度检测装置能够实时进行数据检测并且实时根据检测提供温度补偿修正信号，从而有效简化操作，提高测量的准确性和实时性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中机觉云盒的结构框图；
图3为本发明中第一微变检测装置俯视结构示意图；
图4为本发明中第一微变检测装置正视结构示意图；
图5为本发明方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1和图5所示，本发明提供了一种贴片式车载称重方法，本方法涉及用于信号处理的机觉云盒2、设置于车前轴4上用于微变信号检测的第一微变检测装置5、设置于车后轴6上用于微变信号检测的第二微变检测装置7和与机觉云盒2信号连接用于数据处理的云数据平台3，还包括如下处理步骤，
步骤1：第一微变检测装置5和第二微变检测装置7根据设定，每隔设定时间检测对应的微变信号和温度信号并且通过机觉云盒2发送到云数据平台3；
步骤2：云数据平台3根据对应的微变信号与重量计算公式获得第一微变检测装置5和第二微变检测装置7检测的微变信号对应的重量；
步骤3：云数据平台3将每隔设定时间接收到各个温度信号的变化值与设定值进行比较，当收到温度信号的变化值大于设定值，则将该温度信号对应的微变检测装置的微变信号与重量计算公式进行修正从而得到修正重量，反之，则不进行修正；
步骤4：云数据平台3将第一微变检测装置5和第二微变检测装置7对应计算的重量根据总重量计算公式进行计算获得运输车辆的总重量。
在步骤2中，微变信号与重量计算公式为，x2＝2py；其中，x为微变信号，y为重量，p为计算系数，p大于零。
在本实施例中，计算系数p为通过在车辆载货后，将车辆装载货物的过磅单准确重量与微变信号通过云训练模式，依据抛物线数学模型得到。
在步骤3中，云数据平台3将每隔设定时间接收到各个温度信号的变化值与设定值进行比较，当收到温度信号的变化值大于设定值，则对对应的微变信号与重量计算公式中的计算系数p进行修正；首先，在收到温度信号的变化值小于于设定值时，云数据平台3根据每隔设定时间接收到的温度信号变化值T和微变信号应变电压变化V建立温度变化与微变变化标准函数，V＝k1T+K2T2+k3T3+...+KnTn,其中，k1、K2、k3、...、Kn均为温度变化与微变关系系数；然后，在收到温度信号的变化值大于设定值时，云数据平台3在温度信号的变化值大于设定值期间，将每隔设定时间接收到的温度信号变化值Ti和微变信号应变电压变化Vi建立温度变化与微变变化修正函数，Vi＝ki1Ti+Ki2Ti 2+ki3Ti 3+...+KinTi n,其中，ki1、Ki2、ki3、...、Kin均为温度变化与微变修正关系系数；最后，当ki1/k1大于经验常数时，则计算系数p的修正系数Pi为ki1/k1+ki2/k2+ki3/k3+...+kin/kn。
经验常数根据车轴材料温度膨胀系数和微变检测装置所用应变片的温度膨胀系数进行综合确定，可以加权计算。
在步骤4中，通过第二微变检测装置7设置若干个，总重量计算公式为，Mc＝(M前轴/1.05+M后轴1/1.1+M后轴2/1.1+M后轴3/1.1+M后轴4/1.1+M后轴5/1.1+M后轴6/1.1+...M后轴n-1/1.1)/n，其中，Mc为车辆测量总重量，M前轴为第一微变检测装置5的微变信号对应的重量，M后轴1、M后轴2、M后轴3、M后轴4、M后轴5、M后轴6、...、M后轴n-1为各第二微变检测装置7的微变信号对应的重量，1.05和1.1表示加权的系数，n表示微变检测装置总数量。
在本实施例中，对计算系数p进行修正过程为温压比修正，云数据平台3在计算过程中分别对第一微变检测装置5和第二微变检测装置7的数据进行计算，从而对应有不同的修正系数Pi，在根据不同的修正系数Pi计算获得对应的修正后的重量M前轴、M后轴1、M后轴2、M后轴3、M后轴4、M后轴5、M后轴6、...、M后轴n-1从而提高测量的精度。
云数据平台3在车辆原地装载货物完成后计算获得初始车载重量Mc0，车载运动后，车载重量不更新引用初始车载重量Mc0，当车辆不动后，云数据平台3则重新计算此时车载重量Mci。从而使得称重系统精度最大能达到0.5％-2％。
如图1-图4所示，本发明提供了一种贴片式车载称重方法包括用于系统供电的供电模块1、供电模块1用于信号处理的机觉云盒2、设置于车前轴4上用于微变信号检测的第一微变检测装置5、设置于车后轴6上用于微变信号检测的第二微变检测装置7和与机觉云盒2信号连接用于将车载状态信息发送至客户应用端的云数据平台3，第一微变检测装置5和第二微变检测装置7分别与机觉云盒2信号连接形成车载重量状态实时信号检测系统。，第一微变检测装置5和第二微变检测装置7结构相同。
在本实施例中，供电模块1为车载电源。客户应用端为手机、电脑或大屏。机觉云盒2设置于车辆上。
机觉云盒2包括与供电模块1连接的云盒电源24、用于数据接收及处理的数据采集板21、与数据采集板21连接的芯片22和分别与芯片22和云数据平台3连接用于数据传输的物联网模块23，云盒电源24分别与数据采集板21、芯片22和物联网模块23连接，数据采集板21分别与第一微变检测装置5和第二微变检测装置7连接。机觉云盒2还设置有与芯片22连接用于车辆运动及位置状况的GPS或北斗定位系统。
在本实施例中，数据采集板21用于减少干扰信号、过滤干扰信号等，物联网模块23实现信号数据上传至云数据平台3。机觉云盒2的电压为直流24V,设置低压保护，确保机觉云盒电压正常。第一微变检测装置5中应变片的激励电压为直流3.3V通过机觉云盒2中的继电器转换而来。应变片的微变信号为电压信号值-250mV—250mV，通常数据采集板21放大，得到广阔应用范围。工作中，通过测试数据发现，温度变化引起应变片电压信号变化是十位，车运动状态或震动引起应变片电压信号变化是百位。所以，当运输车辆载重后，云数据平台3根据应变片电压信号的变化值可判断此时车辆状态是运动或静止。机觉云盒上的GPS或北斗定位系统，可获取运输车辆的状态数据，运动或静止、运功轨迹等。
第一微变检测装置5包括有用于与机觉云盒2连接的导线51、用于原件布置的安装结构52、设置于安装结构52上用于采集车轴微变信号数据的第一应变片54、设置于安装结构52上用于根据温度检测提供温度补偿修正信号的第二应变片55和设置于安装结构52上用于进行温度检测的温度检测装置56，第一应变片54、第二应变片55和温度检测装置56均通过一接线板53与导线51信号连接从而形成检测微变信号及温度补偿修正信号的应变检测装置。
第一应变片54、第二应变片55和温度检测装置56通过一固定结构57进行固定连接。第一应变片54通过第一连接结构521与安装结构52连接，第二应变片55通过第二连接结构522与安装结构52连接，温度检测装置56通过第三连接结构523与安装结构52连接。安装结构52、第一连接结构521、第二连接结构522和第三连接结构523均为绝缘不粘模。固定结构57为聚四氟乙烯胶带。
在本实施例中，第一应变片54和第二应变片55均为压力应变片。温度检测装置56为温度传感器，能够实时检测第一应变片54、第二应变片55安装位置的实时温度。第一连接结构521、第二连接结构522和第三连接结构523设置用于将第一应变片54、第二应变片55和温度检测装置56与接线板53连接的连接线进行绝缘安装从而能够有效提高工作检测的稳定性。在工作时，将本贴片式安装的应变装置安装于车轴上，并且将导线51与机觉云盒2进行连接，实现实时的数据传输连通，从而第一应变片54、第二应变片55和温度检测装置56能够根据设置实时将检测数据传输到机觉云盒2进行处理，使得安装检测方便，同时云数据平台3通过温度补偿修正能够有效提高测量的准确性。
在本实施例中，接线板53设置有第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、用于与导线51的各线头连接的第一类连接头和用于分别与第一应变片54、第二应变片55和温度检测装置56连接的第二类连接头，导线51包括第一连接线U1-、第二连接线U1+、第三连接线U2-、第四连接线U2+、第五连接线V+和地线GND，第二连接线U1+依次通过第一电阻R1与第一应变片54的一端连接，第一应变片54的另一端与第二应变片55的一端连接，第二应变片55的另一端通过第四电阻R4与第四连接线U2+连接并且通过第三电阻R3与第三连接线U2-连接，第二应变片55的另一端通过还通过第二电阻R2与第二连接线U1+连接，第三连接线U2-还通过第五电阻R5与温度检测装置56一端连接，地线GND与第四电阻R4和第二应变片55的连接端连接。
在本实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5的阻值大小根据实际需要进行选择。固定结构57为聚四氟乙烯胶带能够将第一应变片54、第二应变片55和温度检测装置56稳定固定在安装结构52上，使得在工作使用中能够有效的适应使用环境。
在本实施例中，工作中，将第一微变检测装置5、各第二微变检测装置7贴片式安装于对应的车轴上后，机觉云盒2与供电模块1连接后，分别与第一微变检测装置5和第二微变检测装置7连通后，便能够自动进行检测工作。第一微变检测装置5和第二微变检测装置7每隔设定时间对车轴的微变信号和温度信号进行检测并且发送到机觉云盒2，机觉云盒2每隔设定时间将信号处理后发生到云数据平台3，其中，每隔设定时间第一微变检测装置5和各第二微变检测装置7检测若干组微变信号和温度信号取平均值，云数据平台3根据对应的微变信号与重量计算公式获得第一微变检测装置5和第二微变检测装置7检测的微变信号对应的重量；云数据平台3将每隔设定时间接收到第一微变检测装置5和第二微变检测装置7的各个温度信号的变化值与设定值进行比较，当收到温度信号的变化值大于设定值，则将该温度信号对应的微变检测装置的微变信号与重量计算公式进行修正从而得到修正重量，反之，则不进行修正；从而，云数据平台3实时将第一微变检测装置5和第二微变检测装置7对应计算的重量根据总重量计算公式进行计算获得运输车辆的总重量，能够有效检测提高测量的准确性和稳定性，使用方便简洁。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种贴片式车载称重方法，其特征在于，本方法涉及用于信号处理的机觉云盒(2)、设置于车前轴(4)上用于微变信号检测的第一微变检测装置(5)、设置于车后轴(6)上用于微变信号检测的第二微变检测装置(7)和与机觉云盒(2)信号连接用于数据处理的云数据平台(3)，还包括如下处理步骤，
步骤1：所述第一微变检测装置(5)和第二微变检测装置(7)根据设定，每隔设定时间检测对应的微变信号和温度信号并且通过机觉云盒(2)发送到云数据平台(3)；
步骤2：所述云数据平台(3)根据对应的微变信号与重量计算公式获得第一微变检测装置(5)和第二微变检测装置(7)检测的微变信号对应的重量；
步骤3：所述云数据平台(3)将每隔设定时间接收到各个温度信号的变化值与设定值进行比较，当收到温度信号的变化值大于设定值，则将该温度信号对应的微变检测装置的微变信号与重量计算公式进行修正从而得到修正重量，反之，则不进行修正；
步骤4：所述云数据平台(3)将第一微变检测装置(5)和第二微变检测装置(7)对应计算的重量根据总重量计算公式进行计算获得运输车辆的总重量；
在步骤2中，微变信号与重量计算公式为，x2＝2py；其中，x为微变信号，y为重量，p为计算系数，p大于零；
在步骤3中，所述云数据平台(3)将每隔设定时间接收到各个温度信号的变化值与设定值进行比较，当收到温度信号的变化值大于设定值，则对对应的微变信号与重量计算公式中的计算系数p进行修正；首先，在收到温度信号的变化值小于于设定值时，所述云数据平台(3)根据每隔设定时间接收到的温度信号变化值T和微变信号应变电压变化V建立温度变化与微变变化标准函数，V＝k1T+K2T2+k3T3+...+KnTn,其中，k1、K2、k3、...、Kn均为温度变化与微变关系系数；然后，在收到温度信号的变化值大于设定值时，云数据平台(3)在温度信号的变化值大于设定值期间，将每隔设定时间接收到的温度信号变化值Ti和微变信号应变电压变化Vi建立温度变化与微变变化修正函数，Vi＝ki1Ti+Ki2Ti 2+ki3Ti 3+...+KinTi n,其中，ki1、Ki2、ki3、...、Kin均为温度变化与微变修正关系系数；最后，当ki1/k1大于经验常数时，则计算系数p的修正系数Pi为ki1/k1+ki2/k2+ki3/k3+...+kin/kn。
2.根据权利要求1所述的一种贴片式车载称重方法，其特征在于，所述经验常数根据车轴材料温度膨胀系数和微变检测装置所用应变片的温度膨胀系数进行确定。
3.根据权利要求2所述的一种贴片式车载称重方法，其特征在于，在步骤4中，通过所述第二微变检测装置(7)设置若干个，总重量计算公式为，Mc＝(M 前轴/1.05+M后轴1/1.1+M后轴2/1.1+M后轴3/1.1+M后轴4/1.1+M后轴5/1.1+M后轴6/1.1+...M后轴n-1/1.1)/n，其中，Mc为车辆测量总重量，M前轴为第一微变检测装置(5)的微变信号对应的重量，M后轴1、M后轴2、M后轴3、M后轴4、M后轴5、M后轴6、...、M后轴n-1为各第二微变检测装置(7)的微变信号对应的重量，1.05和1.1表示加权的系数，n表示微变检测装置总数量。
4.根据权利要求3所述的一种贴片式车载称重方法，其特征在于，所述云数据平台(3)在车辆原地装载货物完成后计算获得初始车载重量Mc0，车载运动后，车载重量不更新引用初始车载重量Mc0，当车辆不动后，云数据平台(3)则重新计算此时车载重量Mci。
5.一种根据权利要求1所述方法的贴片式车载称重系统，其特征在于，包括用于系统供电的供电模块(1)、供电模块(1)用于信号处理的机觉云盒(2)、设置于车前轴(4)上用于微变信号检测的第一微变检测装置(5)、设置于车后轴(6)上用于微变信号检测的第二微变检测装置(7)和与机觉云盒(2)信号连接用于将车载状态信息发送至客户应用端的云数据平台(3)，所述第一微变检测装置(5)和第二微变检测装置(7)分别与机觉云盒(2)信号连接形成车载重量状态实时信号检测系统。
6.根据权利要求5所述的一种贴片式车载称重系统，其特征在于，所述机觉云盒(2)包括与供电模块(1)连接的云盒电源(24)、用于数据接收及处理的数据采集板(21)、与数据采集板(21)连接的芯片(22)和分别与芯片(22)和云数据平台(3)连接用于数据传输的物联网模块(23)，所述云盒电源(24)分别与数据采集板(21)、芯片(22)和物联网模块(23)连接，所述数据采集板(21)分别与第一微变检测装置(5)和第二微变检测装置(7)连接。
7.根据权利要求5所述的一种贴片式车载称重系统，其特征在于，所述第一微变检测装置(5)和第二微变检测装置(7)结构相同，所述第一微变检测装置(5)包括有用于与机觉云盒(2)连接的导线(51)、用于原件布置的安装结构(52)、设置于安装结构(52)上用于采集车轴微变信号数据的第一应变片(54)、设置于安装结构(52)上用于根据温度检测提供温度补偿修正信号的第二应变片(55)和设置于安装结构(52)上用于进行温度检测的温度检测装置(56)，所述第一应变片(54)、第二应变片(55)和温度检测装置(56)均通过一接线板(53)与导线(51)信号连接从而形成检测微变信号及温度补偿修正信号的应变检测装置。
8.根据权利要求7所述的一种贴片式车载称重系统，其特征在于，所述第一应变片(54)、第二应变片(55)和温度检测装置(56)通过一固定结构(57)进行固定连接。
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