专利名称：货运汽车超载报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动检测货运汽车载重量的装置，特别涉及一种货运汽车超载报警器。
背景技术：
目前，货运汽车“大吨小标”的情况十分普遍，为谋求更多的经济利益，超载甚至严重超载的现象层出不穷。这样做不仅加速了公路的老化，还直接威胁着公共道路交通安全。
对于货运汽车超载的控制，管理部门积极采取措施加以应对。目测是一种简单易行的方法，但其依据不足。地磅具有精确测量的优点，但是设施体积庞大，并且不能实时跟踪载重的变化。一些搭载型的载重量测量装置，利用压应力传感器测得货运汽车的载重质量或利用直线位移传感器测得空车与载货时车厢相对于车桥的距离不同而间接获得货运汽车的载重质量。
作为一种监督、规范司机和车主行为的设备，搭载型的载重量测量装置很有可能遭到一些人为破坏，如加厚板簧、固定传感器传动部件等。因此，只有当其具备自检和人为破坏检测功能时，搭载型载重量测量装置才具有推广意义。同时，如何降低其它车载电气装置以及由于车辆运行而产生的颠簸对测量结果的影响都是亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型的目的是为了增强搭载型载重量测量装置对货运汽车改装的识别能力，提高货运汽车行驶过程中的测量精度，提供了一种货运汽车超载报警器。该报警器不仅能够测量货运汽车的载重量，对超载或装载不均衡发出报警，而且能够识别对车辆的改装或对测量装置本身的改装，同时能够提高货运汽车行驶过程中的测量精度。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种货运汽车超载报警器，由传感器模块、主控模块、显示装置组成。传感器模块、显示装置分别与主控模块相连。传感器模块采集货运汽车钢板弹簧的形变量，并将其传送给主控模块。主控模块对传感器模块采集到的信号进行以下处理1)模拟滤波处理；2)模/数转换；3)数字信号处理；4)从形变量参数空间到载重量参数空间的映射。经过以上处理，主控模块获得车辆的载荷质量，同时进行车辆是否超载和车辆装载是否均衡判断，最后结果送给显示装置进行显示。
所述的传感器模块由角度传感器2、固定架3、传动杆4组成，角度传感器2通过固定架3安装在车架1上，传动杆4的一端与角度传感器2的轴相连，另一端固定在车桥5上。
所述的主控模块，由滤波电路、模/数转换模块、电可擦除只读存储器和微控制器等组成，滤波电路通过模/数转换模块与微控制器相连，电可擦除只读存储器连接在微控制器上。
所述的显示装置为载重状况指示灯和/或行车参数显示屏。
主控模块与显示装置之间的数据交换采用加密方式交换数据。
传感器模块根据汽车载重后车身悬挂系统钢板弹簧的形变量与载重量成一定函数关系的原理，通过测量钢板弹簧的形变量，并将此形变量转换为相应的重量。钢板弹簧的形变量是利用车厢与车轴之间的相对位移变化而引起的角度传感器角度变化量来间接测量的。
主控模块对原始数据的滤波分为两步模/数转换前的滤波和模/数转换后的处理。经过模/数转换，模拟量的形变参数转换为数字量。主控模块首先比对该数字量和其记忆库中的数据，分析该数字量是否合理。如果该数字量异常，则进一步分析车辆或测量装置本身的状态是否发生变化，是否需要报警；如果该数字量正常，则将其加载于与某车型相关的标定后的映射函数，得到载重量的输出。主控模块因此可以做出货运汽车是否超载和载重是否均衡的判断，并将判断结果编码输出给显示装置。
显示装置将接收到的结果数据解码，若成功则显示，否则判断结果数据非法，直接报警。
本实用新型不仅能够正确测量货运汽车的载重量，做出是否超载的判断，而且能够有效的防范对车辆的改装和对测量装置的改装，同时具有较高的测量精度。
图1是本实用新型的总体结构框图。
图2是传感器模块的构造图。
图3是主控模块的电路原理图。
图4是载荷质量计算结果更新流程图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步的描述。
一种货运汽车超载报警器，由传感器模块、主控模块、显示装置组成。传感器模块、显示装置分别与主控模块相连。传感器模块采集货运汽车钢板弹簧的形变量，并将其传输到主控模块的滤波电路，经主控模块的模/数转换，并对原始数据进行处理，然后完成从形变量参数空间到载重量参数空间的映射，判断货运汽车是否超载，最后送到显示模块进行显示结果的解码输出。传感器模块由角度传感器2、固定架3、传动杆4组成。角度传感器2通过固定架3安装在车架1上，传动杆4的一端与角度传感器2的轴相连，另一端固定在车桥5上。当载荷变化时，钢板弹簧发生形变，带动传动杆4，使角度传感器的轴转动。
在主控模块中，传感器的输出首先通过滤波电路，然后经过模/数转换电路变为数字量。微控制器会对该数字量进一步做处理。随后，微控制器根据预先设定的方法进行传感器故障检测、钢板弹簧加厚检测和传感器被固定检测。
传感器故障检测的方法是由于传感器的输出电压范围是事先知道的，因此微控制器可以通过检测传感器的输入电压是否在这个范围内来判断传感器是否存在故障。考虑到传感器的个性误差，在实际检测中判断门限需要适当放宽。
钢板弹簧加厚检测的方法是在车辆初始化标定的过程中，微控制器检测出各个传感器在车辆空载状态下的位移量并将其存入电可擦除只读存储器。如果初始化之后车辆钢板弹簧被加厚，则车桥与大梁之间的距离将增加。因此可以通过比较车桥与大梁之间距离的实测值与标定值判断钢板弹簧是否被加厚。当车辆后桥的两个传感器实测的车桥与大梁之间距离均比标定值大，则微控制器将认为钢板弹簧被加厚。
传感器被固定检测的方法是由于车辆在行驶过程中不可避免地出现颠簸现象，因此传感器的输出在一段时间内肯定有变化。在车辆运行的状态下，如果系统检测到某个传感器在一段时间内没有变化，则认为传感器被认为固定。
通过了传感器故障检测、钢板弹簧加厚检测和传感器被固定检测的数字量将带入经过标定的载荷计算算法以求得载重量。
对于采用了n个传感器的系统，其载荷质量按以下格式计算W＝P1L1+P2L2+ΛΛ+PnLn其中L1、L2、……、Ln分别是各个传感器所测出的位移量。系数P1、P2、……、Pn分别是各个传感器的权值，其随着车型的不同而不同，在车辆初始化的过程中将其存入电可擦除只读存储器。
车辆在行驶过程中不可避免地有颠簸现象，为了消除由于颠簸而引起的测量结果的波动，采用图4所示载荷质量计算结果更新流程。其中K是缓冲区长度。
求得的载重量将由主控模块加密并发送给显示模块装置。
显示装置包括基本的载重状况指示灯，也可含有显示行车参数的显示屏。指示灯放在车辆挡风玻璃后面或车顶，用来指示车辆装载状况绿灯闪烁表示车辆没有超载；黄灯闪烁表示车辆轻微超载；红灯闪烁表示车辆严重超载。其主要作用是便于公路管理执法者能够远距离地了解车辆装载状况。
显示屏显示内容包括重量、车速、日期、时间、特征系数、司机代码、报警等。报警的内容包括超载、传感器故障、人为故障、倾斜、超速、疲劳驾驶等。
权利要求1.一种货运汽车超载报警器，由传感器模块、主控模块、显示装置组成，其特征在于传感器模块、显示装置分别与主控模块相连，传感器模块采集货运汽车钢板弹簧的形变量，并将其传输到主控模块的滤波电路，经主控模块的模/数转换，并对原始数据进行处理，然后完成从形变量参数空间到载重量参数空间的映射，判断货运汽车是否超载和车辆装载是否均衡，最后送到显示装置进行显示。
2.根据权利要求1所述的货运汽车超载报警器，其特征在于所述的传感器模块由角度传感器(2)、固定架(3)、传动杆(4)组成，角度传感器(2)通过固定架(3)安装在车架(1)上，传动杆(4)的一端与角度传感器(2)的轴相连，另一端固定在车桥(5)上。
3.根据权利要求1所述的货运汽车超载警器，其特征在于所述的主控模块，由滤波电路、模/数转换模块、电可擦除只读存储器和微控制器组成，滤波电路通过模/数转换模块与微控制器相连，电可擦除只读存储器连接在微控制器上。
4.根据权利要求1所述的货运汽车超载报警器，其特征在于所述的显示装置为载重状况指示灯和/或行车参数的显示屏。
5.根据权利要求1所述的货运汽车超载报警器，其特征在于主控模块与显示装置之间的数据交换采用加密方式交换数据。
专利摘要本实用新型涉及一种货运汽车超载报警器，由传感器模块、主控模块、显示装置组成。传感器模块、显示装置分别与主控模块相连。传感器模块采集货运汽车钢板弹簧的形变量，并将其传输到主控模块的滤波电路，经主控模块的模/数转换，并对原始数据进行处理，然后完成从形变量参数空间到载重量参数空间的映射，判断货运汽车是否超载和车辆装载是否均衡，最后送到显示装置进行显示。本实用新型不仅能够正确测量货运汽车的载重量，做出是否超载和装载是否均衡的判断，而且能够有效地防范对车辆的改装和对测量装置的改装，同时具有较高的测量精度。
文档编号B60P5/00GK2784242SQ20042005805
公开日2006年5月31日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年12月30日
发明者徐杰, 郭见兵, 曾南志, 黄寅洲, 廖雁鸿, 程潮, 肖沛宏, 何银山, 杨健 申请人:武汉虹信通信技术有限责任公司, 东风襄樊仪表系统有限公司