CN201837444U - 车辆动态称重装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆动态称重装置，包括MCU，GPRS模块和服务器，其中，还包括超声波发生电路和二个以上位移传感器处理电路；所述超声波发生电路分别对应二个以上位移传感器处理电路，二个以上位移传感器处理电路分别连接到MCU上，MCU连接GPRS模块，GPRS模块通过GPRS网络连接服务器。本实用新型解决了载重车辆的称重问题，实现了载重车辆的动态监控，可广泛应用在物流和公路管理等领域。

Description

车辆动态称重装置

技术领域

　　本实用新型涉及一种车辆称重设备，具体涉及一种车辆动态称重装置。

背景技术

车辆的称重一直是治理公路超限超载，确保车辆行驶安全的重要手段。传统的载重车辆的称量有两种，一种是固定的地中衡称量；另一种是公路收费站的称重器称量。这两种方法都有其不可避免的缺陷和缺点。固定的地中衡测量精度较高，但属于集中称量，载重车辆要到固定的称重场所，并且建设该场所占地大、投入多、维护费用高。公路收费站的称重器称量是在车辆不停驶的情况下对车辆的轴重进行称量累加，这种称量方法精密度和精确度相对较差，容易产生较大误差，不仅起不到准确计量的作用并且造价昂贵。因此如何实现对于车辆载重的精准测量，保证对于车辆在整个运行过程中载重情况的实时准确的了解，同时又能够大幅度地降低造价和运营费用，就成为车辆载重测量的一个重要的研究目标。

实用新型内容

由鉴于此，本实用新型的目的是提供一种车辆动态称重装置，能对车辆载重数据进行实时采集，并将采集结果进行统计分析，最后通过GPRS无线网络传输到服务器，该装置精度高、造价低、安装和使用方便，可以实现对车辆的载重情况进行实时检测。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种车辆动态称重装置，包括MCU，GPRS模块和服务器，其中，其还包括超声波发生电路和二个以上位移传感器处理电路；所述超声波发生电路分别对应二个以上位移传感器处理电路，二个以上位移传感器处理电路分别连接到MCU上，MCU连接GPRS模块，GPRS模块通过GPRS网络连接服务器。

进一步，所述的位移传感器处理电路包括超声波位移传感器，温度补偿电路，抗干扰电路，放大电路和A/D转换电路；超声波位移传感器接温度补偿电路，温度补偿电路接抗干扰电路，抗干扰电路接放大电路，放大电路接A/D转换电路。

进一步，所述车辆动态称重装置还包括GPS定位模块，所述GPS定位模块连接MCU。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型采用超声波测量汽车弹簧钢板或其它弹性材料上的形变量来计算汽车的载重量，并通过GPRS无线网络将载重信息实时传递到服务器，实现了对于车辆载重信息的动态测量。本实用新型具有测量精度高、测量方便的特点，同时载重信息实时动态测量也保证了车辆载重信息的真实性和实时性。

本实用新型的车辆速度监测部分采用GPS定位系统，一方面可以实时了解车辆的定位信息，同时还可以实时监测车辆的速度状态。 

本实用新型采用GPRS模块进行数据发送，将车辆的定位信息，速度信息以及载重信息实时准确地传输到服务器，同时还可以实时接收来自服务器的控制指令，实时调整车辆的各种受控参数。GPRS模块可以实现服务器对于运行车辆在整个行走过程中的各种状态，包括载重信息的动态监控。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书或者附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本实用新型一个位移传感器处理电路的原理框图；

图2为本实用新型的原理框图；

图3为本实用新型485总线接口电路原理图；

图4为本实用新型GPS定位模块原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型包括包括超声波发生电路，二个以上位移传感器处理电路，MCU，GPRS模块，GPS定位模块和服务器；一个超声波发生电路对应所有位移传感器处理电路，所有位移传感器处理电路经485总线均连接到MCU上，MCU分别接GPRS模块和GPS定位模块，GPRS模块通过GPRS网络连接服务器。每个位移传感器处理电路均包括超声波位移传感器，温度补偿电路，抗干扰电路，放大电路和A/D转换电路；超声波位移传感器接温度补偿电路，温度补偿电路接抗干扰电路，抗干扰电路接放大电路，放大电路接A/D转换电路。

本实用新型中称重的理论依据如下：

车辆的悬挂系统是车辆的承重实现，是由弹性材料（例如弹簧钢板）按照不同的结构类型实现承重，弹性材料的变形遵循胡克定律。该定律是材料力学和弹性力学的基本定律之一，其表达式为                                                

。在屈服范围内材料的形变和受力呈线性关系。其中k是弹性材料的弹性系数，由弹性材料的性质决定。弹性材料的并联和串联的关系表达式为

或者

。车辆的悬挂方式分为5种，其钢板的结构不同，但都属于串联结构。其刚度的计算式为：

（无骑马螺栓）

其中：

为修正系数，

 ，

 ，l为钢板的片长，I为计算截面积的惯性矩，

,

，

。固定截面积外惯性矩无穷大（汽车板弹簧材料见国家强制标准GB1222—84）。

本实用新型的称重部分就是根据上述原理而设计的。在对汽车弹簧钢板或其它弹性材料刚度精确计算后，通过超声波发生电路对汽车弹簧钢板或其它弹性材料变形进行测量以探知钢板的形变量，根据不同车辆类型制定相应的形变量-载重对照表，将形变量转换为载重参数。

超声波发生电路发射超声波，测得的超声波反馈信号强度就代表着弹性材料形变的程度，反馈信号经超声波位移传感器处理转换为电信号，经过温度补偿电路和抗干扰电路保证了信号的稳定性，并经过放大电路放大后形成可以进行模数转换的信号，在A/D转换电路进行模数转换后得到与弹性材料形变量对应的数字量，并通过MCU进行处理，得到反映弹性材料形变量的数字结果，等待服务器的处理。

如图3所示，MCU通过485总线连接多个位移传感器处理电路，多个位移传感器处理电路中的超声波位移传感器安装在车体不同的位置，MCU将获取的车辆不同位置的重量信息进行综合、计算，最后得到整个车体的载重信息。然后MCU启动它控制的GPRS模块，通过无线网络将该车辆的载重信息发送给远端的服务器。同时MCU还连接GPS定位模块，获取本车的实时定位信息，也通过GPRS模块向服务器发送。

如图4所示，本实用新型采用GPRS模块进行数据发送，将GPS定位模块测得的车辆定位信息，速度信息以及载重信息实时准确地发送到服务器，同时还可以实时接收来自服务器的控制指令，实时调整车辆的各种受控参数。GPRS模块可以实现服务器对于运行车辆在整个行走过程中的各种状态，包括载重信息的动态监控。

采用GPS定位模块进行车辆速度监测，一方面可以实时了解车辆的定位信息，同时还可以实时监测车辆的速度状态。定位信息中包含了车辆的速度信息，测量定位信息的传感器需要在车辆停止的状态下测量，才能保证测量数据的准确性，而发送给服务器的车辆速度信息也可以反映车辆是否出于静止状态，服务器可以根据上述信息真实可靠地获取车辆位置信息和实时的车辆载重信息。

本实用新型解决了载重车辆的称重问题，实现了载重车辆的动态监控，可广泛应用在物流和公路管理等领域。

Claims (3)

1.一种车辆动态称重装置，包括MCU，GPRS模块和服务器，其特征在于：其还包括超声波发生电路和二个以上位移传感器处理电路；所述超声波发生电路分别对应二个以上位移传感器处理电路，二个以上位移传感器处理电路分别连接到MCU上，MCU连接GPRS模块，GPRS模块通过GPRS网络连接服务器。

2.根据权利要求1所述的车辆动态称重装置，其特征在于：所述的位移传感器处理电路包括超声波位移传感器，温度补偿电路，抗干扰电路，放大电路和A/D转换电路；超声波位移传感器接温度补偿电路，温度补偿电路接抗干扰电路，抗干扰电路接放大电路，放大电路接A/D转换电路。

3.根据权利要求1或2所述的车辆动态称重装置，其特征在于：所述车辆动态称重装置还包括GPS定位模块，所述GPS定位模块连接MCU。

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