CN1811352A - 移动式营运车辆超载检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明为移动式营运车辆超载检测系统，单片机(1)通过USB接口模块(2)与读卡器(3)连接，通过RS232接口模块(4)与轴重称(5)连接，IC卡(6)储存有车辆基本信息。

Description

移动式营运车辆超载检测系统

技术领域：

本发明与车辆超载检测装置和检测方法有关。

背景技术：

对营运车辆的超重检测，目前普遍采用的方法是在高速公路或国道的出/入口处安装电子地磅，它主要的问题是安装复杂、缺乏移动性。近年来，一种先进的移动超重检测设备—轴重称也开始投入使用。但是，当前无论是电子地磅还是轴重称它们都存在以下几个缺陷：1、对营运车辆准载吨位的判定以车身标识或行驶证记录为准，一些非法运营车辆通过涂改或伪造蒙混过关；2、检测时对进行非法营运的车辆超载历史记录的收集不完整，难以做到准确执法；3、区/市/省/国家级交通控制中心难以进行执法情况收集与了解，缺乏实时性；4、对执法人员的监督不够。

发明内容：

本发明的目的是提供一种检测快速、可靠检测和处理记录实时、完整，可远距离无线传输的移动式营运车辆超载检测系统。本系统还可以通过扩充本地数字录像设备，对执法过程进行录像监督。

本发明是这样实现的：

本发明移动式营运车辆超载检测系统，单片机1通过USB模块2与读卡器3连接，通过RS232接口模块4与轴重称5连接，IC卡6储存有车辆基本信息。

USB模块2与存储器10连接，RS232接口模块4与通讯模块11连接，通讯模块11与交通控制中心12通讯连接。

单片机1与打印机7，显示器8、键盘9连接。

USB模块2为集成电路PIDUSBD12，其D-、D+脚接USB接口13，USB接口13与读卡器3或/和硬盘10连接，单片机1为8051集成块，其P0-P7脚与PIDUSBD12的D0-D7连接，其1NTO脚与PIDUSBD12的INT-N脚连接。

RS232接口模块4由集成块U₂、U₃组成，U₂为74HC244，U₃为MAX232AEPE16，单片机1为8051，其TXD和RXD脚分别接U₂的2A2、1A2和1Y1、2Y1脚，U3的13、14脚接轴重称5的接口J₂和通讯模块11的接口J₁。

通讯模块11为EPPro⁺⁺，有SIM卡座接口和与J₁配合的插座。

系统的检测方法，包括如下步骤：

A.单片机1从读卡器3读入IC卡6的基本信息和轴重称5的检测数据，

B.将IC卡基本信息与检测数据比较，超重则显示、打印、储存检测记录，并向IC卡写入超载检测记录，不超重则显示检测结果并写入存储器。

步骤B中存储器10存储的检测结果的传输标记置为0，单片机1的传输定时到，从存储器10中读出传输标记置为0的一条记录，将记录写入接口模块4，通过通讯模块11发送给交通控制中心12，发射后该条记录传输标记置为1写入存储器10后再重复上述过程，直到所有传输标记为0的记录发送定后传输结束。

IC卡6的用户区有营运车辆基本信息和超载检测记录，存储器10有检测记录，营运车辆基本信息包括车主姓名、毛重、准载、发卡单位、发卡人、发卡时间、有效期，超载检测记录包括日期、超载地点、处罚金额、超载量、执法单位、执法人员，存储器10的检测记录包括日期、超载地点、车主姓名、车牌号、准载、超载量、罚金、执法单位、执法人员。

本发明利用IC卡记录营运车辆基本信息，利用单片机、读卡器、轴重称检测持卡营运车辆的装载状态，检测快速、可靠，可避免由于营运车辆基本信息的被涂改和造假造成的检测不准确，检测记录和处理结果实时，准确完整，为准确执法创造条件，并可远距离无线传输到交通控制中心，便于执法情况的收集、了解和对执法人员进行监督。

附图说明：

图1为本发明的框图。

图2为USB接口模块电路原理图。

图3为RS232接口模块电路原理图。

图4为单片机复位电路原理图。

图5为键盘输入电路原理图。

图6为检测流程图。

图7为传输流程图。

具体实施方式：

本系统的核心是8051单片机1，当检测到IC卡6插入时，数据经USB接口模块2输入单片机1，单片机驱动RS232接口模块4从轴重称读取称重数据，经过运算处理，检测结果在显示器8上显示出来，并将检测记录加密存入系统硬盘10。对于超载车辆，通过打印机7输出罚单。根据系统设置，可以实时或定时通过无线通讯模块11将检测记录发送到交通控制中心12。本系统核心模块采用稳定的12V直流电源供电。

USB接口模块的设计

为了方便数据的存储，采用了PIDUSBD12模块来构成存储接口电路。USB接口芯片采用PHILIPS公司的PDIUSBD12，此芯片单片集成SIE、FIFO存储器、收发器及电压变换器，并严格遵从USB1.1协议，PHILIPS SIE完成USB协议层，并且完全高速硬连接，无须任何软件干预。此模块功能包括：同步模式识别，并/串转换，位填充/解填充，CRC检验/产生，PID确认/产生，地址识别，握手响应/产生；类似于控制其它接口芯片(如并口芯片)一样控制此接口芯片，单片机将A/D转换结果送至PIDUSBD12，PIDUSBD12将自动完成通过USB接口传输数据至8051的功能(按USB1.1协议)。

如图2所示，PIDUSBD12经引脚25D-、26D+通过USB接口13与外部设备相连接。引脚D0-D7作为数据总线与8051的P0-P7并行连接实现数据传输。8051的中断设置为电平触发，通过INTO与PIDUSBD12的INT_N引脚相连接，实现数据传输的中断处理。

本系统中，通过外接USB扩展设备，可以实现USB硬盘10和读卡器3的连结，标准的硬盘配置为512M。

显示器的设计

对于显示方面，采用了12864A图形液晶显示器。它主要由行驱动/列驱动和128*64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可显示8*4个(16*16点阵)汉字。

为方便我们能及时拿到相关数据，在本系统中，我们采用了GP16的智能微型打印机，在该系统中，单片机执行固化在EPROM中的控打程序，接受和执行主机送来的命令，通过控制口和驱动电路，实现对GP16打印机芯的机械动作的控制。把主机送过来的数据以字符串、数据和图表的形式打印出来。也可以响应停机、自检、走纸等开关操作。使操作员随时对打印机状态进行干预。

RS232-接口模块设计

与8051的连结电路图如图3所示。

在该接口电路中采用了74HC244作为与单片机1进行通信的8路三态缓冲器，采用MAX232双组驱动/接收器芯片U3外接RS232串口来对外进行数据的交换。该片内含有一个电容性电压发生器以便在单5V电源供电时提供EIA/TIA-232-E电平。每个接收器将EIA/TIA-232-E电平输入转换为5V TTL/CMOS电平。这些接收器具有典型门限值以及0.5V的典型迟滞，而且可以接收+30V的输入。每个驱动器将TTL/CMOS电平转换为EIA/TIA-232-E电平。

通讯模块的选择

通讯模块11采用了ETPro++模块来实现网络的通讯。ETPro++是一款嵌入式产品，在硬件接口上作了特别优化。它包括一个天线接口、SIM卡座接口、14Pin的插座。接口包括电源部分、通讯接口部分、语音部分、热复位部分和在线升级接口部分。将该模块插入通讯模块的14Pin插座中即可实现无线网络通讯功能。

复位及键盘模块设计

1、复位电路设计

应用系统的复位状态与单片机的复位状态密切相关。8051单片机1通常采用上电复位和按钮复位两种方式。最简单的复位方式如图4所示，上电瞬间，RC电路充电，RESET引脚端出现正脉冲，只要RESET保持10ms以上高电平，就能使单片机有效的复位。为避免干扰串入复位端，引起内部某些寄存器的错误复位。这时，可以在RESET引脚上接一去耦电容。

2、键盘输入电路设计

在本系统中，如图5所示，采用了使用软件延时去抖动，从而达到消除对系统的影响的独立式按键输入方式。独立式按键是指直接用I/O口线构成的单个按键电路，每个独立式按键单独占据一根I/O口线，每根I/O口线的按键工作状态不会影响其它I/O口线的工作状态。

独立式按键电路配置灵活，软件结构简单但每个按键必须占用一根I/O口线，在本系统中，由于按键数量不多，所以采用这种按键电路。

软件设计

IC卡信息格式

系统中，采用非接触式IC卡6和IC卡读写器3。把IC卡的用户区分成两个部分：

(1)营运车辆基本信息

车主姓名	车牌号	毛重	准载	发卡单位	发卡人	发卡日期	有效日期
								20字节	20字节	2字节	2字节	20字节	20字节	8字节	8字节

(2)超载检测记录

日期	超载地点	处罚金额	超载量	执法单位	执法人员
						8字节	50字节	2字节	2字节	20字节	20字节

(3)硬盘测试记录格式

标记	日期	超载地点	车主姓名	车牌	准载	超载	罚金	执法单位	执法人员
										1字节	8字节	50字节	20字节	20字节	2字节	2字节	2字节	20字节	20字节

软件流程

(1)检测流程

首先从有效IC卡的基本信息区中读取车辆基本信息(车主姓名XM，车牌号PH，毛重MZ，准载ZZ)，然后从轴重称读取称重数据CZ，则实际载重SZ＝称重数据CZ-毛重MZ。将实际载重SZ与准载ZZ进行比较，若SZ-ZZ＞0，则表示车辆超载，超载量CZL＝SZ-ZZ，进而显示超载提示信息，并按照规定格式(车主姓名XM，车牌号PH，超载地点DD，超载日期RQ，处罚金额FJ，处罚单位DW，执行人ZX)进行打印输出。按照上述数据形成超载检测记录(超载日期RQ，超载地点DD，处罚金额FJ，超载量CZL，执法单位DW，执法人员ZX)写入IC卡的超载记录区。然后形成测试记录数据(传输标记BJ，超载日期RQ，超载地点DD，车主姓名XM，车牌号PH，准载ZZ，超载量CZL，处罚金额FJ，执法单位DW，执法人员ZX)写入USB存储设备，并将该记录的传输标记清0。

(2)传输流程

测试记录的传输按照定时的方式进行。流程如下：

按照系统设置的定时间隔，当定时信号到来时，按顺序从USB硬盘中读出传输标记为0的测试记录信息(传输标记BJ，超载日期RQ，超载地点DD，车主姓名XM，车牌号PH，准载ZZ，超载量CZL，处罚金额FJ，执法单位DW，执法人员ZX)，然后通过ETPro++向后台管理程序进行数据传输，当后台程序接收到数据后，反馈一个握手信号ACK，系统接收到数据发送成功的信号后，将测试记录的传输标记BJ置为1，并写入USB硬盘。

Claims (9)

1、移动式营运车辆超载检测系统，其特征在于单片机(1)通过USB接口模块(2)与读卡器(3)连接，通过RS232接口模块(4)与轴重称(5)连接，IC卡(6)储存有车辆基本信息。

2、根据权利要求1所述的系统，其特征在于USB接口模块(2)与存储器(10)连接，RS232接口模块(4)与通讯模块(11)连接，通讯模块(11)与交通控制中心(12)通讯连接。

3、根据权利要求1所述的系统，其特征在于单片机(1)与打印机(7)，显示器(8)、键盘(9)连接。

4、根据权利要求1所述的系统，其特征在于USB接口模块(2)为集成电路PIDUSBD12，其D-、D+脚接USB接口(13)，USB接口(13)与读卡器(3)或/和存储器(10)连接，单片机(1)为8051集成块，其P0-P7脚与PIDUSBD12的D0-D7连接，其1NTO脚与PIDUSBD12的INT-N脚连接。

5、根据权利要求1所述的系统，其特征在于RS232接口模块(4)由集成块U₂、U₃组成，U₂为74HC244，U₃为MAX232AEPE(16)，单片机(1)为8051，其TXD和RXD脚分别接U₂的2A2、1A2和1Y1、2Y1脚，U3的13、14脚接轴重称(5)的接口J₂和通讯模块(11)的接口J₁。

6、根据权利要求1所述的系统，其特征在于通讯模块(11)为EPPro⁺⁺，有SIM卡座接口和与接口J₁配合的插座。

7、根据权利要求1-6所述的系统的检测方法，包括如下步骤：

A.单片机(1)从读卡器(3)读入IC卡(6)的车辆基本信息和轴重称(5)的检测数据，

B.单片机(1)将车辆基本信息与检测数据比较，超重则显示、打印、储存检测记录和处理记录，并向IC卡写入超载检测记录，不超重则显示检测结果并写入存储器。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于步骤B中存储器(10)存储的检测结果的传输标记置为0，单片机(1)设定的传输定时到，从存储器(10)中读出传输标记置为0的一条记录，将记录写入RS232接口模块(4)，通过通讯模块(11)发送给交通控制中心(12)，发射后该条记录传输标记置为1写入存储器(10)后再重复上述过程，直到存储器(10)中所有传输标记为0的记录发送完后传输结束。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于IC卡(6)的用户区有营运车辆基本信息和超载检测记录，存储器(10)有检测记录，营运车辆基本信息包括车主姓名、毛重、准载、发卡单位、发卡人、发卡时间、有效期，超载检测记录包括日期、超载地点、处罚金额、超载量、执法单位、执法人员，存储器(10)的检测记录包括日期、超载地点、车主姓名、车牌号、准载、超载量、罚金、执法单位、执法人员。

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