CN112903077A - 一种货物重量远程监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及重量监测技术领域，公开了一种货物重量远程监测系统及监测方法，监测系统包括：多个压力传感器，设置在货车的车轴上；数据采集器，采集多个压力传感器的压力数据，将压力数据处理后发送到云端服务器；云端服务器，接收数据采集器发送的压力数据，并根据压力数据，获取货车载重货物的重量；智能客户端，用于接收云端服务器发送的载重货物的重量，这种货物重量远程监测系统及监测方法，能够对相应的载重货物变化提供远程监管，让管理者远程实时感知，实时决策、实时监管。

Description

一种货物重量远程监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及重量监测技术领域，特别涉及一种货物重量远程监测系统及监测方法。

背景技术

目前市场通用的载重计算是按照地磅对整体车辆进行计算，传统的地磅笨重、拿放不方便，在空间小、成本低的情况下，称重不容易解决。

现有的地磅不能使得用户及时获取货车上载重货物的重量。

发明内容

本发明提供一种货物重量远程监测系统及监测方法，能够对相应的载重货物变化提供远程监管，让管理者远程实时感知，实时决策、实时监管。

本发明提供了一种货物重量远程监测系统，包括：多个压力传感器，设置在货车的车轴上；

数据采集器，采集多个压力传感器的压力数据，并将压力数据处理后发送到云端服务器；

云端服务器，接收数据采集器发送的压力数据，并根据压力数据，获取货车载重货物的重量；

智能客户端，用于接收云端服务器发送的载重货物的重量。

上述货车为六轴货车，所述每根车轴上均设有四个压力传感器，四个压力传感器对应设置在车轴两端的四个轮轴上。

一种货物重量远程监测方法，包括以下步骤：

S1、通过多个压力传感器检测货车车轴上的压力；

S2、通过数据采集器采集多个压力传感器的数据，并将数据发送到云端服务器；

S3、云端服务器根据接收的压力数据，计算载重货物的重量；

S4、云端服务器发送载重货物的重量给智能客户端。

上述步骤S2中通过数据采集器采集多个压力传感器的数据具体包括以下步骤：

S21、数据预处理

在数据采集器采集完压力数据后，对压力数据进行异常判断；

S22、数据过滤

通过阈值过滤掉不合格的数据，获取有效数据。

上述步骤S3中计算载重货物的重量具体包括以下步骤：

S31、根据有效数据，通过货车的压力模型计算载重货物的压力值；

S32、根据载重货物的压力值，计算载重货物的重量。

上述步骤S31通过货车的压力模型计算载重货物的压力值的具体方法如下：

S311、划分子模块

六轴货车划分为12个子模块，每个车轴包括2个子模块，每个子模块包括2个压力传感器；

S312、计算子模块的压力值

根据子模块采集的有效压力数据计算子模块的压力值：

F_i＝f(θ_i1，θ_i2)，i＝1，2，"12，θ_i1和θ_i2为第i个子模块的两个压力传感器与大地坐标系x轴之间的夹角，F_i为第i个子模块的压力值，该设备共有12个子模块，共产生12个F_i；

记转换矩阵为T_R＝R₁(θ)₁R₂(γ)R₃(φ)，θ为压力传感器形变和大地坐标系x轴之间的夹角，γ为压力传感器形变和大地坐标系y轴之间的夹角，

为压力传感器形变和大地坐标系Z轴之间的夹角；

S313、根据子模块的压力值计算载重货物的压力值

载重货物的压力值为：

其中

为两个传感器的3轴分量转换矩阵，F_i为第i个子模块的压力值。

上述步骤S32中计算载重货物的重量的具体方法为：

对于载重货物的压力值F_all，，按照M＝G/g，其中g＝9.8N/kg进行重量计算。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提出一种货物重量远程监测系统，通过硬件设备采集的压力数据，形成载重测量初始数据，通过数据采集器将采集的数据通过数据采集接口，汇集至数据采集器，并通过采集器进行数据发送至数据云端，根据云端载重数据，通过机器学习不断形成称重模式，最终通过云端服务对每一个压力传感器进行编号识别，做到每一个硬件模块都有数据可查，分析可用，并对客户数据进行历史追溯，客户行为分析。

(1)本发明基于硬件设备实时监控的数据进行压力值采集、检测，体积小，方便提取。

(2)本发明是通过实际测量载重项目的运用，有其特殊场景，在载重测量中运用人工智能算法计算压力值大小。通过数据采集对相应的压力值进行计算，按照实际的压力值输出相应的货物重量。

(3)本发明提出通过数字化监管的手段，通过计算不同传感器之间的压力总和，根据不同传感器的压力回传通过后台实施操作，给监管层提供实时测量，实时监管。

(4)可移动云端称重有其特殊性，并对相应的载重变化提供远程监管，按照云端服务提供实时载重变化，让管理者远程实时感知，实时决策、实时监管。

附图说明

图1为本发明提供的一种货物重量远程监测方法中数据处理的流程框图。

图2为本发明提供的一种货物重量远程监测系统的主体结构示意图。

图3为本发明提供的一种货物重量远程监测系统中接收装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-3，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本发明实施例提供的一种货物重量远程监测系统，运用远程控制对传感器设备进行远程监控，并根据传感器的压力值变化对相应传感器使用情况进行远程数字监控管理，根据传感器压力值数据的变化实时推送消息至客户现场，供客户实时查看，称重历史数据也可查看。

通过对车辆货物的重量进行检测，自查货物超载，监管车辆载重变化，并根据变化实时推送超载消息至司机或者车辆管理者，司机根据货物载重真实情况对车辆货物重量做出调整。本发明根据地磅的特点，轻量化、简易化、可移动地实现货物重量检测，通过传感器将压力数据通过云服务传输到云端服务器，然后通过云端服务器进行数据处理，实现将六轴车的货物载重数据计算，最后，云端服务器通过服务的方式将计算结果传输至实施现场，目前市场还没有一种通用的、简易化、轻量化的设备针对六轴车实现车辆载重计算。

市场通用的载重计算是按照地磅对整体车辆进行计算，在空间小、成本低的情况下称重不容易解决。本发明有效的避免地磅占据空间大，成本高的特点，发明简易、轻量化、可移动的云端可控移动地磅，解决了传统地磅笨重、拿放不方便的问题。

本发明提出一种远程车辆载重称量设备，通过硬件设备采集的压力数据，形成载重测量初始数据，通过数据采集器将采集的数据通过数据采集接口，汇集至数据采集器，并通过采集器进行数据发送至数据云端，根据云端载重数据，通过机器学习不断形成称重模式，最终通过云端服务器对每一个压力传感器进行编号识别，做到每一个硬件子模块都有数据可查，分析可用，并对客户数据进行历史追溯，客户行为分析。流程图如图1所示。

具体详细步骤如下：

(1)数据准备：在压力数据采集完成后，根据报文信息上报的压力数据进行异常判断。a、如果上报数据为65535，将压力值转换为9(标准模块儿量程最大)；b、如果数据上报为NULL，生成信息提示，返回显示信息，告知用户检查相应设备。对于临近模块数据进行临近点插值，对于缺失数据按照临近点插值填补相应压力值。

(2)压力值数据过滤。

解析设备提取的数据，并根据相应的数据解析设备和数据的对应关系，根据数据特性，对异常数据进行补偿，通过数据的变化填补数据缺失(按照临近点插值方法)。通过阈值的变化过滤不合格数据，抽取有效数据。

(3)子模块压力值计算。

因两个硬件设备构成了一个子模块，根据实验结果对子模块进行标定，初始值将子模块数据归零，其次根据子模块压力值计算按照编号对压力值计算：

其中

为运算符，

为第一个传感器得到的压力值，

为第二个传感器得到的压力值。

(4)压力模型计算

因采用六轴车辆进行模型设计，按照六轴车辆压力计算模型。

其中

为两个传感器的3轴分量转换矩阵，F_i为第i个子模块的压力值。

(5)载重货物计算

对相应的压力值按照转换矩阵进行计算相应的压力值结果，并按照测试轴展示相应编号下的各轴压力值，最终按照

M＝G/g，其中g＝9.8，N/kg，进行重量计算。

具体计算方式如下：

根据提取的压力信号信息计算子模块的压力值：

F_i＝f_i(θ_i1，θ_i2)，i＝1，2…12，θ_i1和θ_i2为第i个子模块的两个压力传感器与大地坐标系χ轴之间的夹角，F_i为第i个子模块的压力值，该设备共有12个子模块，共产生12个F_i；

记转换矩阵为T_R＝R₁(θ)₁R₂(γ)R₃(φ)，θ为压力传感器形变和大地坐标系χ轴之间的夹角，γ为压力传感器形变和大地坐标系y轴之间的夹角，

为压力传感器形变和大地坐标系Z轴之间的夹角；

根据得到的F_i计算相应的压力总和。根据压力和重量的计算公式M＝G/g计算相应的重量值。

载重设备装置如图2所示。

(6)设备安装实施要求：

按照车辆载重实施安全规定，对于硬件设备的安装考虑安全、便捷、精准的实施要求，该设备安装在称体内部，连接数据采集器和数据发射装置，将数据传输至云端；其次，经过云端的数据筛查分析，进行不同传感器的压力值分析，最终将数据回传至数据接收装置；最后，通过接收装置的接收数据连接显示器，显示不同压力传感器的状态和最终车体重量值。如图3所示：

本发明的技术关键点是对载重数据进行提取、并对载重的真实重量进行计算、最后进行模块化实时计算，其关键是在不同模块之间相互通信，最后计算整车的重量模型，并通过远程控制台对当前测量结果回传至显示平台是我们欲申请的专利保护。

本发明提出一种远程车辆载重称量设备，通过硬件设备采集的压力数据，形成载重测量初始数据，通过数据采集器将采集的数据通过数据采集接口，汇集至数据采集器，并通过采集器进行数据发送至数据云端，根据云端载重数据，通过机器学习不断形成称重模式，最终通过云端服务对每一个压力传感器进行编号识别，做到每一个硬件模块都有数据可查，分析可用，并对客户数据进行历史追溯，客户行为分析。

(1)本发明基于硬件设备实时监控的数据进行压力值采集、检测，体积小，方便提取。

(2)本发明是通过实际测量载重项目的运用，有其特殊场景，在载重测量中运用人工智能算法计算压力值大小。通过数据采集对相应的压力值进行计算，按照实际的压力值输出相应的货物重量。

(3)本发明提出通过数字化监管的手段，通过计算不同传感器之间的压力总和，根据不同传感器的压力回传通过后台实施操作，给监管层提供实时测量，实时监管。

(4)可移动云端称重有其特殊性，并对相应的载重变化提供远程监管，按照云端服务提供实时载重变化，让管理者远程实时感知，实时决策、实时监管。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种货物重量远程监测系统，其特征在于，包括：

多个压力传感器，设置在货车的车轴上；

数据采集器，采集多个压力传感器的压力数据，并将压力数据处理后发送到云端服务器；

云端服务器，接收数据采集器发送的压力数据，并根据压力数据，获取货车载重货物的重量；

智能客户端，用于接收云端服务器发送的载重货物的重量。

2.如权利要求1所述的货物重量远程监测系统，其特征在于，所述货车为六轴货车，所述每根车轴上均设有四个压力传感器，四个压力传感器对应设置在车轴两端的四个轮轴上。

3.一种货物重量远程监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过多个压力传感器检测货车车轴上的压力；

S2、通过数据采集器采集多个压力传感器的数据，并将数据发送到云端服务器；

S3、云端服务器根据接收的压力数据，计算载重货物的重量；

S4、云端服务器发送载重货物的重量给智能客户端。

4.如权利要求3所述的货物重量远程监测方法，其特征在于，所述步骤S2中通过数据采集器采集多个压力传感器的数据具体包括以下步骤：

S21、数据预处理

在数据采集器采集完压力数据后，对压力数据进行异常判断；

S22、数据过滤

通过阈值过滤掉不合格的数据，获取有效数据。

5.如权利要求4所述的货物重量远程监测方法，其特征在于，所述步骤S3中计算载重货物的重量具体包括以下步骤：

S31、根据有效数据，通过货车的压力模型计算载重货物的压力值；

S32、根据载重货物的压力值，计算载重货物的重量。

6.如权利要求5所述的货物重量远程监测方法，其特征在于，所述步骤S31通过货车的压力模型计算载重货物的压力值的具体方法如下：

S311、划分子模块

六轴货车划分为12个子模块，每个车轴包括2个子模块，每个子模块包括2个压力传感器；

S312、计算子模块的压力值

根据子模块采集的有效压力数据计算子模块的压力值：

F_i＝f_i(θ_i1，θ_i2)，i＝1，2，…12，θ_i1和θ_i2为第i个子模块的两个压力传感器与大地坐标系χ轴之间的夹角，F_i为第i个子模块的压力值；

记转换矩阵为T_R＝R₁(θ)₁R₂(γ)R₃(φ)，θ为压力传感器形变和大地坐标系χ轴之间的夹角，γ为压力传感器形变和大地坐标系y轴之间的夹角，

为压力传感器形变和大地坐标系Z轴之间的夹角；

S313、根据子模块的压力值计算载重货物的压力值载重货物的压力值为：

其中

为两个传感器的3轴分量转换矩阵，F_i为第i个子模块的压力值。

7.如权利要求6所述的货物重量远程监测方法，其特征在于，所述步骤S32中计算载重货物的重量的具体方法为：

对于载重货物的压力值F_all，按照M＝G/g，其中g＝9.8N/kg进行重量计算。

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