CN202373136U - 一种基于物联网技术的车辆超载实时监控系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于物联网技术的车辆超载实时监控系统，涉及交通运输管理技术领域。安装于载重车弹簧钢板下的压力传感器通过电缆与监测单元的电压转换模块连接，监测单元通过互联网与监控中心连接。压力传感器是电压型传感器，可根据50吨、10吨、20吨不同车型及载重量来确定。监测单元由电压转换模块即变送器、MCU模块、GPRS模块、GPS定位模块构成。MCU模块通过A/D输入接口与电压转换模块连接，通过串行口与GPRS模块、GPS定位模块连接。传感器对监控车辆的载重情况进行实时采集，监测单元通过互联网把过载车辆的信息传输给监控中心，监管者可阻止大型车辆过载等违法行为，及时避免车辆超载带来的严重后果。
Description
技术领域
本实用新型涉及交通运输管理技术领域，尤其涉及一种基于物联网技术的车辆超载实时监控系统。
背景技术
目前交通运输与道路交通安全形势依然是严峻的，尤其是由超载超限导致的道路交通事故仍然多发频发。以某市为例，市城区范围内在市城管局备案的渣土运输车共2070辆，此外，长期在某市二三圈层行驶，但时常也到城区范围内非法从事营运的渣土车保守估计约为4000余辆。这部分车辆超载、非法运营情况非常严重，对人民群众的生命财产安全造成了严重威胁。据统计，2008年至2010年，在某市城区发生涉及渣土车的交通事故153起，死亡82人，伤72人，其中，仅2010年发生56起、死亡33人、伤62人，分别占三年总数的37%、40%和37%。
与此同时，工程运输车辆超载、超限运输，存在引发道路基础设施垮塌的公共安全隐患，据统计，某市中心城区各类桥梁有460座，绝大多数未设置限重标志和龙门架，只有13座设有限制标志，最大限重30吨，最小限重15吨，违法超载、超限工程运输车驶上超过承载重量的桥梁，成为极大的公共安全隐患。
面对层出不穷的超载超速等违规现象，各级交通安全管理机构积极引进高科技手段进行监管防治。其中，对超速已经有比较成熟的手段，如：雷达探测等。但是对于超重的检测，纵观国内外超重监控系统，目前使用中的还是以定点称重为主，辅以网络传输和数据库技术，形成监控系统。例如：
山东交通学院运达应用技术研究所研制的固定式超载超限检测系统，机械部分由高刚性的框架结构的称重板及精度高、可靠性好的悬臂梁式传感器等组成。究其原理还是称重，只不过增加了称重后结果的自动传输。
东北林业大学、吉林大学、四川省交通厅联合研制了一套“超限超载运输监控系统”，对于超限部分采用外廓几何形状及参数，自动判别是否超限。但对于超重仍然是采用的定点称重方式。
目前基于过磅称重的监控系统，严重落后于形势发展的需要。在当前超重货车偷逃过路费、城市大多数桥梁没有限制超重车辆的措施的大环境下，在收费站或特定地点设点过磅称重完全不能满足监控要求，甚至可以说在城市交通量极具增加的背景下，任何增加交通堵塞的措施都是不可行的。目前，已有在高峰时段收费站不收费放行的做法，在这种情况下定点称重完全不具备城市内监控的可行性，急需发展新的超载监控技术、设备和系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于物联网技术的车辆超载实时监控系统，以克服上述问题之不足。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于物联网技术的车辆超载实时监控系统，包括压力传感器、监测单元、互联网、监控中心；所述压力传感器通过电缆与监测单元内的电压转换模块连接，所述监测单元通过互联网与监控中心连接。
上述压力传感器是电压型传感器，可根据50吨、10吨、20吨不同车型及载重量来确定。
上述监测单元包括电压转换模块即变送器、MCU模块、GPRS 模块 、GPS定位模块构成。
上述MCU模块通过A/D输入接口与电压转换模块连接，通过串行口与GPRS模块、GPS定位模块连接。
本实用新型的工作原理是：载重货车的悬挂一般是非独立式悬挂，即两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连。这种悬挂结构简单，传力可靠，但两轮受冲击震动时互相影响，而且由于非悬挂质量较重，悬挂的缓冲性能较差，行驶时汽车振动，冲击较大。非独立悬挂大多采用钢板弹簧做弹性元件，可省去导向装置和减震器，结构简单。它由多片不等长和不等曲率的钢板叠合而成，安装好后两端自然向上弯曲。钢板弹簧除具有缓冲作用外，还有一定的减震作用，纵向布置时还具有导向传力的作用。利用安装在车辆一侧后轮的钢板弹簧下的钢板形变和压力检测传感器，传感器的安装方案参见图2所示。不同的货车由于悬挂尺寸不同，所以传感器的安装尺寸根据车辆的不同，具体而定。由于车辆的载重使钢板感应受压，钢板的形变导致传感器产生一定的电压信号，该信号传输至检测单元。
本项目采用最新研发的传感器技术，对监控车辆的载重情况进行实时采集，与基于定点称重的监控不同点是本项目直接从车辆自身提取需要的载重信息及车辆信息，实时、准确采集被监控车辆的过载情况。
监测单元通过互联网把过载车辆的载重信息、车牌信息、车辆类型和位置信息及时传输相关监控管理者，可以及时避免车辆超载由此带来的严重后果，同时阻止大型车辆过载等违法行为。将大大的减少因超载造成的人员死伤，以及对交通基础设施的破坏，具有显著的经济与社会效益。
附图说明
图1是本新型所述车辆超载实时监控系统结构示意图。
图2是本新型所述车辆超载实时监控系统传感器、监测单元安装示意图。
图3是本新型所述车辆超载实时监控系统监测单元工作流程示意图。
图4是本新型所述车辆超载实时监控系统工作流程示意图。
具体实施方式
参见图1～图4，本新型包括压力传感器1、监测单元2、互联网3、监控中心4组成。所述压力传感器1采用与深圳某企业联合研发的专门传感器，可以在恶劣环境下工作，属电压型传感器，在构建放大、变送和保持后，输送到12位的AD转换器。
材质采用合金钢、全密封，防护等级不低于IP66；量程是根据5吨、10吨、20吨不同车型及载重量来确定的，输出是2mv/v，综合精度0.05%，通过电缆与监测单元2内的电压转换模块即送变器连接，所述监测单元2包括电压转换模块即送变器、保持器、MCU模块、GPRS模块、GPS定位模块构成。MCU模块通过A/D输入接口与电压转换模块连接，通过串行口与GPRS模块、GPS定位模块连接。MCU是监控设备的处理核心，负责整个系统监控设备的所有信息的处理、数据的管理，联接着各个子模块，使其调协工作。
GPS定位模块通过GPS定位，确定用户的位置。GPRS模块是监控设备无线通信的关键模块，负责与监控后台系统联系。MCU模块采用STC公司生产的STC12C5410 AD系列单片机，兼容8051 内核单片机，低功耗、16级中断、高效寻址方式、10K大容量Flash EEPROM，12位速度均可达100KHz的A/D转换。GPRS/GPS模块采用芯讯通无线科技有限公司的SIM548GPRS模块，将GSM/GPRS & GPS 技术整合在一个解决方案里，将GSM/GPRS & GPS 技术整合在一个模块中，尺寸为55mm×34mm×3mm：重约12克、正常工作温度为-20℃至+60℃、四频GSM 850/900/1800/1900MHz、采用GPRS multi-slot（Class 10/8）标准和GPRS mobile station（Class B）标准、准确定位2.5米CEP。监测单元3还包括监控系统软件模块。其软件子系统采用Windows 平台，SQLServer数据库，.NET设计，分数据接收模块、分析模块、显示模块和报警模块。
图2示出，压力传感器1安装在车辆悬挂的弹簧钢板5下方，6为横向车轴、7为汽车抱箍；压力传感器1可将弹簧钢板5变形转变成电压信号，该信号通过电缆连接到监测单元2。监测单元2中主要由MCU、GPS和GPRS构成。监测单元2装埋在车辆后轮之上的车厢一侧。
所述监测单元2通过互联网3与监控中心4连接。监控中心4在不断获取车辆位置信息时，结合GIS系统，可以定位车辆的位置，一旦车辆超载，系统报警，交警部门获得信息后，可以快速截止车辆运行。
图3、图4示意了监测单元及监测系统的工作流程。监测单元的工作流程是，上电自检，判断正常否，如果是正常，调入车牌号和车辆类型信息，如果否，监测单元报警；调入车辆位置信息，判断超载否，如果是，延时检测超载否，如果是，向系统发送报警；如果判断没有超载，发送车辆相关信息。监测系统的工作流程是，等待接收监测单元信息，判断是否超载，如果是，报警提示；如果判断没有超载，再判断车辆信息是否匹配，如果否，报警提示；如果是匹配，再判断车辆位置信息是否变化，如果否，再判断是否累计三天，如果是，报警提示监测单元可能被拆除；如果再判断车辆位置是有变化，则返回等待接收监测单元信息步骤。
Claims (4)
1.一种基于物联网技术的车辆超载实时监控系统，其特征在于，包括压力传感器（1）、监测单元（2）、互联网（3）、监控中心（4）；所述压力传感器（1）通过电缆与监测单元（2）内的电压转换模块连接，监测单元（2）通过互联网（3）与监控中心（4）连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的车辆超载实时监控系统，其特征在于，所述压力传感器（1）是电压型传感器，可根据50吨、10吨、20吨不同车型及载重量来确定。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的车辆超载实时监控系统，其特征在于，所述监测单元（2）包括电压转换模块、MCU模块、GPRS模块、GPS定位模块构成。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网技术的车辆超载实时监控系统，其特征在于，所述MCU模块通过A/D输入接口与电压转换模块连接，通过串行口与GPRS模块、GPS定位模块连接。
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