CN202229830U - 一种嵌入式车载称重系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种嵌入式车载称重系统，所述系统包括压力数据采集模块、压力数据存储模块、压力数据显示模块、键盘、GPRS通信模块、压力数据处理模块和车载电源；压力数据采集模块包括压力传感器、放大芯片和A/D转换芯片；压力数据采集模块、压力数据存储模块、压力数据显示模块、键盘、GPRS通信模块和车载电源分别连接到压力数据处理模块。本系统通过GPRS通信模块接收远程终端发送的命令信息或在特定时间约束条件下向后台监控终端传送采集到的数据，实现车辆在途载物重量信息的采集、处理、存储及传输功能，具有便携性好、环境适应能力强和数据处理效率高等优点，为建立强大的车辆载物重量信息监控网络奠定基础。
Description
技术领域
本实用新型属于数据采集与处理领域，涉及一种车载称重系统，特别涉及一种嵌入式车载称重系统。
背景技术
在车辆货物运输的过程中，车辆货物载重的检测是一项非常重要的工作，它对于交通运输安全、道路安全及使用寿命、企业或运输车队的运营管理具有十分重要的意义。然而，经调查发现，当前涉及车辆载物超重的交通事故和路桥损毁事故中大部分都与车辆运营超载密切相关，严格控制超载已经成为当前交通管理等相关部门亟待解决的问题。
目前的常用的车辆载荷检测技术是地面整车称重或路面轴重累加称重，前者是一种地磅称重系统，将车辆停放于称重平台上获取整车的重量；后者是在平坦的路面上安装轴重计，车轮依次通过轴重计平台，检测出各轴载荷后累加到车辆的总重。以上两种方式都是采用在固定地点埋设压力传感器进行称重检测，且只能进行速率低、精度低要求低的采集任务，同时同时检测重量信息不够全面，未实现车辆称重的在途监测以及形成完整的称重监测网络。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种嵌入式车载称重系统，该系统能够采集和处理车载压力传感器的模拟信号，并可实现载物重量数据的本地存储和远程终端传输，克服了检测便利性和远程传输实现困难的缺陷。
为达到上述目的，本实用新型采用如下的技术解决方案：
一种嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述系统包括压力数据采集模块、压力数据存储模块、压力数据显示模块、键盘、GPRS通信模块、压力数据处理模块和车载电源；所述压力数据采集模块包括依次相连的压力传感器、放大芯片和A/D转换芯片；所述压力数据采集模块的A/D转换芯片、压力数据存储模块、压力数据显示模块、键盘、GPRS通信模块和车载电源分别连接到压力数据处理模块。
所述压力传感器采用中航电测的剪切梁结构压力传感器HM9A。
所述放大芯片采用仪表多级放大芯片AD620AN。
所述A/D转换芯片采用低功耗8通道24位高精度的A/D转换芯片ADS1256。
所述压力数据存储模块采用8G的工业级SD卡。
所述压力数据显示模块采用工业级LED液晶显示屏。
所述压力数据处理模块采用AT9261处理器。
所述压力数据处理模块通过串口通信模块与GPRS通信模块相连接。
所述压力数据采集模块通过数字模拟转换电路与压力数字处理模块相连接。
本实用新型具有以下优点：
1、采用工业级ARM9处理器AT9261，支持高速数据处理、支持大容量存储器接口以及支持多种通讯方式，同时结合满足IP66等级标准的压力传感器和高性能、高精度的A/D采样模块，能够实现微弱信号的多级放大以及多路传感器信号的模数转化，且支持各种电压电流型传感器输入信号，可编程控制AD模块的增益，满足车载称重系统对于采样精度和速率的要求。
2、GPRS数据传输模块实现车辆载物重量数据的远程共享，可根据用户需求或者远程终端的控制命令进行相关的数据操作。GPRS网络提高了载物重量数据采集与处理的效率。
3、轻小、便携和低功耗，适合车辆驾驶室的安装环境。
本实用新型将嵌入式技术应用到车载系统中，是车载传感器数据采集与处理技术在车辆称重领域中的典型应用。本实用新型能够实时地对车辆的载物重量信息进行采集处理，通过可视化的人机交互界面直观的显示车辆当前装载物品的重量信息，对经过处理的数据做出超载超限评价判定，通过载物重量信息的数据共享，建立车辆载物重量信息监控网络，从而有效地治理超载超限。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的工作流程图。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的解释说明。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的嵌入式车载称重系统包括以下模块：
压力数据采集模块：用以实时采集车辆不同状态中车载压力传感器的压力数据信号；所述压力数据采集模块包括压力传感器、仪表多级放大芯片AD620AN和低功耗8通道24位高精度的A/D转换芯片ADS1256。其中，压力传感器、仪表多级放大芯片和A/D转换芯片依次相连。AD620AN用以实现微弱信号的多级放大，ADS1256用以实现多路传感器信号的模数转化，且支持各种电压电流型传感器输入信号，可编程控制AD模块的增益。压力传感器采用中航电测的剪切梁结构压力传感器HM9A。
压力数据存储模块：用来存储压力数据处理模块发送的信息；本模块采用8G的工业级SD卡，用来存储压力数据处理模块处理后的信息。
压力数据显示模块：用来显示压力数据处理模块的处理结果；采用工业级LED液晶显示屏，用来显示数据处理模块处理后的结果。
键盘：用来输入用户命令，如查询操作等。
GPRS通信模块：用来接收远程用户发送的数据上传命令并对数据处理模块处理后的数据进行远程传输；
压力数据处理模块：用于将压力数据采集模块发送的数据进行处理。压力数据处理模块采用ATMEL公司推出的高性能AT9261处理器，AT9261处理器是以ARM926EJ-S ARM Thumb处理器为核心的完全片上系统，处理器频率可达190MHz。作为一款为带LCD显示应用而优化的嵌入式处理器，配合嵌入式Linux或Wince操作系统，也可应用于U-COS II操作系统。
车载电源：为系统各模块提供电源；
所述压力数据采集模块、压力数据存储模块、压力数据显示模块、键盘、GPRS通信模块和车载电源分别连接到压力数据处理模块；其中，压力数据采集模块中的A/D转换芯片与数据处理模块相连接；压力数据处理模块通过串口通信模块与GPRS通信模块相连接；压力数据采集模块通过数字模拟转换电路与压力数字处理模块相连接。
另外，本系统可加入防火防盗及抗冲击措施。压力数据采集模块的压力传感器安装在汽车箱体底梁和汽车底盘大梁的结合部位，通过对箱体的受力分析确定压力传感器的数目和安装部署的具体位置。本系统的其他模块集成在同一块PCB上，并采用支架方式固定在车辆的驾驶室内，以便驾驶人员进行观察和操作。
参见图2，在实际使用过程中，本实用新型的工作流程如下：
车载称重系统供电模块经过加电操作后，各个车载的压力传感器及相关模块开始工作。压力传感器采集压力数据信息，由于压力传感器的输出信号是在正负10毫伏之间的非常微弱的压力信号，因此通过仪表多级放大模块对该微弱信号进行放大，并将经过放大的压力信号通过数字模拟转换电路转变为数字信号，然后将数字信号发送到压力数据处理模块；压力数据处理模块对接收到的数字信号进行处理后输出到压力数据显示模块，同时存储在压力数据存储模块；
车辆驾驶员根据实际需要通过键盘输入控制指令，键盘将接收到的指令数据发送到压力数据处理模块，压力数据处理模块实时判断接收到的指令数据，并根据指令数据完成相应的控制操作。
系统初始化后进入系统调度过程，也即压力数据处理模块实时判断A/D模块的状态信息以及键盘指令数据：
采样判断：是，则进入步骤A；否则继续判断；
处理数据判断：是，则进入步骤B；否则继续判断；
结束作业判断：是，则进入步骤C；否则继续判断；
按键判断：是，则进入步骤D；否则继续判断；
系统出错判断：是，则进入步骤E；否则继续判断；
步骤A：初始化压力数据采集模块，数据采集模块采集数据后发送到压力数据处理模块，数据处理模块根据A/D模块的状态和数据读取状态的判定，实现对压力传感器数据的采样和临时存储，以方便后续过程对压力数据处理。
步骤B：压力数据处理模块通过判定临时存储区是否有待处理的数据，实现对压力传感器采样信号的标定，即转化为实际的重量值，然后根据系统预先设定好的额定阈值进行超载判定，并将载物重量信息通过压力数据显示模块(LCD显示屏)进行显示。
步骤C：压力数据处理模块初始化文件系统，然后创建保存文件，通过串口通信模块与GPRS模块进行通信，从而文件数据的共享操作，最后置位等待循环操作，并将文件数据通过压力数据显示模块进行显示。
步骤D：压力数据处理模块进行按键处理，即更新全局变量并存储系统变量，压力数据显示模块显示结果。
步骤E：压力数据处理模块读取出错数据，并进行错误处理，如果处理成功，则从压力数据存储模块中消除出错数据，否则进行系统重启；然后系统初始化；重新进入系统调度阶段。
为了保证采集数据的安全性，可利用压力数据处理模块将数据加密后再发送到压力数据存储模块。同时，压力数据存储模块的数据可由远程发送的控制命令而进行清空处理，以保证采集数据的保密性。
利用压力数据存储模块将该系统获得的数据下载到本地的计算机中，再由压力数据处理软件进行数据的读写、分析处理，可实现车辆的离线状态判定，尤其是在车辆发生事故时，可分析车辆事故是否由超载引起的，从而为事故鉴定者提供科学的判定依据。
Claims (9)
1.一种嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述系统包括压力数据采集模块、压力数据存储模块、压力数据显示模块、键盘、GPRS通信模块、压力数据处理模块和车载电源；所述压力数据采集模块包括依次相连的压力传感器、放大芯片和A/D转换芯片；所述压力数据采集模块的A/D转换芯片、压力数据存储模块、压力数据显示模块、键盘、GPRS通信模块和车载电源分别连接到压力数据处理模块。
2.如权利要求1所述的嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述压力传感器采用中航电测的压力传感器HM9A。
3.如权利要求1所述的嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述放大芯片采用仪表多级放大芯片AD620AN。
4.如权利要求1所述的嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述A/D转换芯片采用低功耗8通道24位高精度的A/D转换芯片ADS1256。
5.如权利要求1所述的嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述压力数据存储模块采用8G的工业级SD卡。
6.如权利要求1所述的嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述压力数据显示模块采用工业级LED液晶显示屏。
7.如权利要求1所述的嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述压力数据处理模块采用AT9261处理器。
8.如权利要求1所述的嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述压力数据处理模块通过串口通信模块与GPRS通信模块相连接。
9.如权利要求1所述的嵌入式车载称重系统，其特征在于，所述压力数据采集模块通过数字模拟转换电路与压力数字处理模块相连接。
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| CN102937475A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-02-20 | 四川天壹科技发展有限公司 | 动态称重计次辨别矿物的系统及称重计数辨别矿物的方法 |
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| CN102937475B (zh) * | 2012-11-16 | 2015-07-01 | 四川天壹科技发展有限公司 | 动态称重计次辨别矿物的系统及称重计数辨别矿物的方法 |
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