CN205405893U - 基于北斗车联网的货车超载实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，包括货车超载检测终端、4个悬架负荷检测CAN节点、车主终端和远程监控平台，4个悬架负荷检测CAN节点设置钢板弹簧悬架上，悬架负荷检测CAN节点由子控制器及与其相连接的电阻应变传感器、6轴陀螺仪、电源模块和第三CAN收发模块组成，电阻应变传感器用于测量钢板弹簧的形变。本实用新型利用先进的电子化和信息化手段,在不干扰货运车辆正常行驶情况下进行载重量检查和违法取证工作,为治理货运车辆超限超载现象提供一种全新的、高效快捷的检测和执法手段,为进一步有效治理超载提供技术支持。

Description

基于北斗车联网的货车超载实时监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，更具体的说，尤其涉及一种可实现载荷精准测量的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统。。

背景技术

世界上许多国家，公路车辆在运输货物的过程中普遍存在超载现象，且超载车辆比例相当高。超载严重危害行车安全，扰乱了正常运输秩序，超限加速了道路和桥梁的损坏，增加了道路与桥梁养护费用，造成了环境污染。

近十多年来，政府每年投入大量的人力物力和财力进行超载治理，但超载现象仍然普遍存在。现有的超载检测主要有三种方式：(1)固定检测点检测。货运车辆按照一定的限制速度压过固定检测点地面埋设的传感器时检测车辆的载重量，进而进行超限超载检查。这种检测方式只能在固定地点检测，检测时车辆要低速通行，影响交通，效率较低；(2)移动检测。将方式(1)中的固定在地面的检测装置改造为可移动装置，执法时将该装置使用执法车辆运输到现场，然后按照方式(1)工作，同样存在影响交通和效率低下的问题；(3)车载检测。将称重传感器安装在货运车辆上，并在每一辆货运车辆上配置GPS模块和远程通信模块,将货运车辆载重信息和位置信息通过远程通信模块传送给监控管理中心。

至2015年9月，我国成功已发射20颗北斗导航卫星，北斗二代卫星导航系统的基本系统建设完成。北斗卫星导航系统集导航定位、授时、用户监测、短报文通信于一体，技术体制上有创新。北斗系统的优势主要体现在其兼容了RDSS与RNSS技术体制，实现了通信、导航、定位一体化服务。随着北斗二代卫星导航系统的试运行，它所具备的各方面优势将使其成为国内导航应用的首选。2012年12月27日，中国对外宣布，北斗卫星导航系统开始向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务。

2012年12月31日，交通运输部发出《通知》，明确规定：从2013年1月1日起，各示范省份（含山东省）在用的旅游包车、大客车、危险品运输车辆需要更新车载终端的，应安装北斗兼容车载终端；所有新进入运输市场的重型载货汽车和半挂牵引车应加装北斗兼容车载终端，并接入道路货运车辆公共监管与服务平台；鼓励农村客运车辆安装北斗兼容车载终端；自2013年6月1日起，所有新进入示范省份运输市场的以上三类车辆及重型载货汽车和半挂牵引车，在车辆出厂前应安装北斗兼容车载终端。凡未按规定安装或加装北斗兼容车载终端的车辆，不予核发或审验道路运输证。2014年交通运输部、公安部、国家安全生产管理监督总局联合下发“道路运输车辆动态监督管理办法”中已明确规定旅游客车、包车客车、三类以上班线客车和危险货物运输车辆在出厂前应当安装符合标准的卫星定位装置。重型载货汽车和半挂牵引车在出厂前应当安装符合标准的卫星定位装置，并接入全国道路货运车辆公共监管与服务平台。

发明内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于北斗车联网的货车超载实时监控系统。

本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，包括货车超载检测终端、4个悬架负荷检测CAN节点、车主终端和远程监控平台，4个悬架负荷检测CAN节点分别设置于车辆前轴、后轴两侧的钢板弹簧悬架上，车主终端用于显示车辆信息以供车主查看；其特征在于：所述悬架负荷检测CAN节点由子控制器及与其相连接的电阻应变传感器、6轴陀螺仪、电源模块和第三CAN收发模块组成，电阻应变传感器用于测量钢板弹簧的形变，其输出的形变信号经带放大功能AD模块处理后输入至子控制器，子控制器通过6轴陀螺仪获取所在路面的倾斜角度；子控制器通过第三CAN收发模块实现与货车超载检测终端的通信，以上传载荷信号；

所述货车超载检测终端由主控制器及与其相连接的北斗-GPS模块、电源模块、第一CAN收发模块和第二CAN收发模块组成，主控制器通过北斗-GPS模块获取车辆的位置、速度信息并可利用北斗网络通信，通过第一CAN收发模块、第二CAN收发模块实现与北斗兼容终端、悬架负荷检测CAN节点的通信；货车超载检测终端将获取的车辆的载荷、位置、速度信息通过北斗兼容终端或其自身的北斗-GPS模块上传至远端的远程监控平台；

远程监控平台将获取的车辆的载荷、位置、速度信息发送至车主终端，以供车主实时查看，并判断车辆是否存在超载、超速行为，如果存在超载、超速则将报警信息发送至货车超载检测终端，对驾驶员进行提醒。

本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，所述货车超载检测终端上设置有与主控制器相连接的声光报警模块和液晶显示模块，液晶显示模块用于显示车辆的载荷、位置和速度信息，当车辆超载、超速时，通过声光报警模块发出报警信号。

本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，所述车主终端由子控制器及与其相连接的声光报警模块、显示模块、电源模块和北斗-GPS模块组成，车主终端通过北斗-GPS模块获取车辆的载荷、位置、速度信息，并通过显示模块进行显示，声光报警模块用于超速、超载时的报警提醒。

本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，所述货车超载检测终端上的液晶显示模块和车主终端上的显示模块均采用2.4寸TFT彩屏，声光报警模块均采用蜂鸣器和闪烁指示灯。

本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，所述货车超载检测终端和车主终端中的北斗-GPS模块均采用UM220模块，以通过UM220模块获取车辆的当前位置、速度信息，并可发送、接收短信报文。

本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，所述悬架负荷检测CAN节点中的带放大功能AD模块选用型号为ADS1356的芯片，其为最大放大128倍的24位高精度AD转换器；6轴陀螺仪选用MPU6050，经过对其输出的加速度信号处理后可获取所在位置的倾斜角度信息。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，通过在车辆前轴、后轴两侧的钢板弹簧上设置悬架负荷检测CAN节点，CAN节点根据电阻应变传感器和6轴陀螺仪获取应变和倾角，进而计算出载荷并上传至货车超载检测终端；货车超载检测终端对上传的载荷求和，即可获取准确的车辆载荷。货车超载检测终端通过自身的北斗-GPS模块获取车辆的位置、速度信号，并将车辆载荷、位置、速度信息显示出来，以供驾驶员查看，还通过北斗-GPS模块或者北斗兼容终端将其上传至远程监控平台，远程监控平台可将车辆的载荷、位置和速度信号发送至车主终端并显示出来，以供车主查看和实时了解车辆的运行状态。同时远程监控平台还可实现对车辆的监控，当货车存在超速、超载的违法行为，则通过货车超载检测终端和车主终端发出声光报警信号，以提醒驾驶人、车主，并做违法记录。

本实用新型利用先进的电子化和信息化手段,能够对货运车辆超载实时检测,不仅可对货运车辆驾驶员进行超载提示,还可在不干扰货运车辆正常行驶情况下进行载重量检查和违法取证工作,为治理货运车辆超限超载现象提供一种全新的、高效快捷的检测和执法手段,为进一步有效治理超载提供技术支持。

附图说明

图1为本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统的原理图；

图2为本实用新型中货车超载检测终端的电路原理图；

图3为本实用新型中悬架负荷检测CAN节点的电路原理图；

图4为本实用新型中车主终端的电路原理图。

图中：1货车超载检测终端，2悬架负荷检测CAN节点，3车主终端，4北斗兼容终端，5远程监控平台，6主控制器，7北斗-GPS模块，8电源模块，9第一CAN收发模块，10声光报警模块，11液晶显示模块，12第二CAN收发模块，13子控制器，14电阻应变传感器，15带放大功能AD模块，166轴陀螺仪，17电源模块，18第三CAN收发模块，19子控制器，20声光报警模块，21显示模块，22电源模块，23北斗-GPS模块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，给出了本实用新型的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统的原理图，其由货车超载检测终端1、4个悬架负荷检测CAN节点2、车主终端3、北斗兼容终端4和远程监控平台5组成，4个悬架负荷检测CAN节点分别设置于车辆前轴、后轴两侧的钢板弹簧悬架上，由于对每个钢板弹簧悬架的载荷进行测量，并将测量的载荷上传至货车超载检测终端1上。北斗兼容终端4为车辆上配置或增设的可进行北斗通信的装置，以便将接收的货车超载检测终端1的信息转发至远程监控平台5，由远程监控平台5实现对货车的监控。远程监控平台5将获取的车辆信息发送至车主终端3上，以供车主随时查看车辆状态，车主终端3根据车主的需求放置或随身携带。

如图3所示，给出了本实用新型中悬架负荷检测CAN节点的电路原理图，其由子控制器13以及与其相连接的电阻应变传感器14、带放大功能AD模块15、6轴陀螺仪16、电源模块17和第三CAN收发模块18组成，子控制器13具有采集、运算和控制功能，其可采用微控制器。电阻应变传感器14用于测量钢板弹簧的形变，将钢板弹簧的形变转化为毫负级电压输出，输出的电压信号经带放大功能AD模块15的放大、A/D转换后，输入至子控制器13中，由子控制器13计算出钢板弹簧的形变大小。

6轴陀螺仪16用于检测三轴加速度和角速度，并将测得的加速度、角速度上传至子控制器13，由子控制器13根据加速度、角速度计算出悬架负荷检测CAN节点所在斜面的倾斜角度；进而自控制器13根据倾斜角度和钢板弹簧的形变计算出其所在钢板弹簧的载荷。电源模块17为整个悬架负荷检测CAN节点2的工作提供稳定电压，子控制器13通过第三CAN收发模块18与货车超载检测终端1进行CAN总线通信，以便将获取的载荷上传至货车超载检测终端1中。

如图2所示，给出了本实用新型中货车超载检测终端1的电路原理图，其由主控制器6及与其相连接的北斗-GPS模块7、电源模块8、第一CAN收发模块9、声光报警模块10、液晶显示模块11和第二CAN收发模块12组成，所示的主控制器6具有采集、运算和控制作用，其也可采用微控制器。主控制器6通过北斗-GPS模块7既可获取车辆的位置、速度信息，又可利用其进行北斗网络数据传输，将检测的车辆载荷、位置、速度信息发送至远程监控平台5。电源模块8为整个货车超载检测终端1的工作提供稳定电压。

主控制器6通过第一CAN收发模块9与北斗兼容终端4进行通信，以便将采集的信息传送至北斗兼容终端4中；在有北斗兼容终端4存在的情况下，则由北斗兼容终端4负责向远程监控平台5发送车辆的载荷、位置和速度信息，在没有北斗兼容终端4存在的情况下，则货车超载检测终端1通过自身的北斗-GPS模块7向远程监控平台5传送数据。

远程监控平台5根据获取的车辆载荷、位置、速度信息，并依据事先存储的车辆荷载重量、行驶道路的限速值判断车辆是否存在超速、超载的交通违法行为，如果存在交通违法，则发出报警信息至货车超载检测终端1和车主终端3。货车超载检测终端1接收到超速或超载信息后，通过声光报警模块10发出声光报警信号，以提醒驾驶人。液晶显示模块11用于显示车辆的载荷、位置和速度信息，以供驾驶人员查看，主控制器6通过第二CAN收发模块12实现与悬架负荷检测CAN节点2的通信。

如图4所示，给出了本实用新型中车主终端3的电路原理图，其包括子控制器19、声光报警模块20、显示模块21、电源模块22和北斗-GPS模块23，子控制器19具有采集、运算和控制作用，其也可采用微控制器，电源模块22为车主终端3的工作提供电能。子控制器19通过北斗-GPS模块23获取远程监控平台5发送的载荷、位置和速度信息，并通过显示模块21显示出来，以供车主查看。当车主终端3接收到远程监控平台5发送来的报警信息后，则通过声光报警模块20发出报警信号，以提醒车主。

所示的车超载检测终端1和车主终端3中的北斗-GPS模块均采用UM220模块，可通过UM220模块获取车辆的当前位置、速度信息，并可发送、接收短信报文。带放大功能AD模块15选用型号为ADS1356的芯片，其为最大放大128倍的24位高精度AD转换器；6轴陀螺仪16选用MPU6050，经过对其输出的加速度信号处理后可获取所在位置的倾斜角度信息。

Claims (6)

1.一种基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，包括货车超载检测终端（1）、4个悬架负荷检测CAN节点（2）、车主终端（3）和远程监控平台（5），4个悬架负荷检测CAN节点分别设置于车辆前轴、后轴两侧的钢板弹簧悬架上，车主终端用于显示车辆信息以供车主查看；其特征在于：所述悬架负荷检测CAN节点由子控制器（13）及与其相连接的电阻应变传感器（14）、6轴陀螺仪（16）、电源模块（17）和第三CAN收发模块（18）组成，电阻应变传感器用于测量钢板弹簧的形变，其输出的形变信号经带放大功能AD模块（15）处理后输入至子控制器，子控制器通过6轴陀螺仪获取所在路面的倾斜角度；子控制器通过第三CAN收发模块实现与货车超载检测终端的通信，以上传载荷信号；

所述货车超载检测终端由主控制器（6）及与其相连接的北斗-GPS模块（7）、电源模块（8）、第一CAN收发模块（9）和第二CAN收发模块（12）组成，主控制器通过北斗-GPS模块获取车辆的位置、速度信息并可利用北斗网络通信，通过第一CAN收发模块、第二CAN收发模块实现与北斗兼容终端（4）、悬架负荷检测CAN节点（2）的通信；货车超载检测终端将获取的车辆的载荷、位置、速度信息通过北斗兼容终端或其自身的北斗-GPS模块上传至远端的远程监控平台；

远程监控平台将获取的车辆的载荷、位置、速度信息发送至车主终端，以供车主实时查看，并判断车辆是否存在超载、超速行为，如果存在超载、超速则将报警信息发送至货车超载检测终端，对驾驶员进行提醒。

2.根据权利要求1所述的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，其特征在于：所述货车超载检测终端（1）上设置有与主控制器（6）相连接的声光报警模块（10）和液晶显示模块（11），液晶显示模块用于显示车辆的载荷、位置和速度信息，当车辆超载、超速时，通过声光报警模块发出报警信号。

3.根据权利要求2所述的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，其特征在于：所述车主终端（3）由子控制器（19）及与其相连接的声光报警模块（20）、显示模块（21）、电源模块（22）和北斗-GPS模块（23）组成，车主终端通过北斗-GPS模块获取车辆的载荷、位置、速度信息，并通过显示模块进行显示，声光报警模块用于超速、超载时的报警提醒。

4.根据权利要求3所述的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，其特征在于：所述货车超载检测终端（1）上的液晶显示模块（11）和车主终端（3）上的显示模块（21）均采用2.4寸TFT彩屏，声光报警模块均采用蜂鸣器和闪烁指示灯。

5.根据权利要求3所述的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，其特征在于：所述货车超载检测终端（1）和车主终端（3）中的北斗-GPS模块均采用UM220模块，以通过UM220模块获取车辆的当前位置、速度信息，并可发送、接收短信报文。

6.根据权利要求1或2所述的基于北斗车联网的货车超载实时监控系统，其特征在于：所述悬架负荷检测CAN节点（2）中的带放大功能AD模块（15）选用型号为ADS1356的芯片，其为最大放大128倍的24位高精度AD转换器；6轴陀螺仪（16）选用MPU6050，经过对其输出的加速度信号处理后可获取所在位置的倾斜角度信息。