多功能车载超载监测系统的制作方法

本发明涉及车辆超载监测领域，尤其涉及一种多功能车载超载监测系统。

背景技术：

超限超载是扰乱道路交通运输秩序的顽症，被称为“公路杀手”和“事故元凶”。近年来，恶性超载事故频发，我国的公路运输不能承受之重。超限超载已成为严重危及人民群众生命安全、危及社会经济秩序稳定的一个突出社会问题，因此治理超限超载刻不容缓。

超限是指汽车装载超过公路对其限值，主要研究的是车辆装载与公路的关系，特别关注的是公路的正常使用。超载是指汽车装载货物时超过汽车额定载重量，对超载的核定，主要关注的是汽车性能以及由此而引发的行车安全性。目前，公路货运超限超载在全国范围内普遍存在，相关调查显示在所接触到的从事公路货运企业和个人中涉及超载的占99％，超限超载己经是货运行业中公开的秘密。

超限超载的表现形式主要有：货运车辆生产商的大吨小标；车辆改装厂的非法改装(如加大马力、改装车箱)；货运车主对车辆的不合理配置(如：加大车箱容积、加钢板、换轮胎等)；人为的硬性超限(超高、超宽、超长)等。

车辆超限超载所造成的危害主要有以下几个方面。

(1)诱发了大量道路交通安全事故，给人民生命财产造成了巨大损失。

(2)严重损坏了公路基础设施，给国家造成了巨额损失。

(3)造成国家规费大量流失，影响公路建设资金的筹措。

(4)致使尾气噪音严重超标，污染环境。

(5)导致了道路运输市场的恶性竞争。

目前尚缺乏一种不需改变车辆的任何结构部件，可靠性高、稳定性强、成本较低、并可实现车辆的动态实时监控的车载超载监测系统。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种多功能车载超载监测系统，不需改变车辆的任何结构部件，具有可靠性高、稳定性强、成本较低、并可实现车辆的动态实时监控的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种多功能车载超载监测系统，包括：至少一超声波传感器、一温度传感器、一载重测量装置、一通信装置和一手持设备，所述温度传感器、所述载重测量装置和所述通信装置固定于一车体，所述超声波传感器固定于所述车体的一悬架上，所述超声波传感器和所述温度传感器分别与所述载重测量装置通信连接，所述载重测量装置通过所述通信装置与所述手持设备和一监控中心通信连接。

本发明的进一步改进在于，所述手持设备包括一信号接收装置、一单片机和一声光报警器，所述信号接收装置和所述声光报警器连接所述单片机。

本发明的进一步改进在于，所述手持设备还包括一显示器，所述显示器连接所述单片机。

本发明的进一步改进在于，所述显示器采用LCD显示器。

本发明的进一步改进在于，还包括一卫星定位模块，所述卫星定位模块连接所述通信装置。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

超声波传感器用于向地面发射超声波并接受自地面返回的超声波反馈信号后将超声波反馈信号发送给载重测量装置。温度传感器用于测量实时温度，并将测得的温度传送给载重测量装置。载重测量装置通过超声波反馈信号计算悬架与地面的距离，并通过温度数据，对计算结果进行温度补偿，从而获得悬架与地面间的精确距离，循环不断的测量即可计算出距离的变化量，通过整合各个传感器的距离信息即可得出汽车的载重量。载重测量装置通过所述通信装置与所述手持设备通信连接，可以将计算获得的汽车载重量实时发送给手持设备，使得用户能够便捷地获知当前车辆的载重情况，并能在车辆超载时起到提醒的作用。载重测量装置通过所述通信装置与监控中心通信连接，使得监控中心可以对安装有本发明的车辆的载重情况进行实时监控，在发现车辆有过载现象时可以发送警示信号给车辆对应的手持设备要求车主处理超载问题，而在车主不积极执行时发送车辆信息给相关职能部门进行处理。信号接收装置用于接收通信装置或外部监控中心的信号，声光报警器用于接受单片机的控制发出声光报警信号。显示器用于显示车辆实时的载重情况和温度信息。卫星定位模块用于提供车辆的卫星定位数据。

附图说明

图1为本发明实施例的多功能车载超载监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图1，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图1，本发明实施例的一种多功能车载超载监测系统，包括：至少一超声波传感器1、一载重测量装置2、一温度传感器3、一通信装置4、一手持设备5和一卫星定位模块6。其中，温度传感器3、载重测量装置2和通信装置4固定于一车体(图中未示)，超声波传感器1固定于车体的一悬架上，超声波传感器1和温度传感器3分别与载重测量装置2通信连接，载重测量装置2通过通信装置4与手持设备5和一监控中心(图中未示)通信连接。卫星定位模块6连接通信装置4。

超声波传感器1用于向地面发射超声波并接受自地面返回的超声波反馈信号后将超声波反馈信号发送给载重测量装置2。温度传感器3用于测量实时温度，并将测得的温度传送给载重测量装置2。载重测量装置2通过超声波反馈信号计算悬架与地面的距离，并通过温度数据，对计算结果进行温度补偿，从而获得悬架与地面间的精确距离，循环不断的测量即可计算出距离的变化量，通过整合各个超声波传感器1的距离信息即可得出汽车的载重量。载重测量装置2通过通信装置4与手持设备5通信连接，可以将计算获得的汽车载重量实时发送给手持设备5，使得用户能够便捷地获知当前车辆的载重情况，并能在车辆超载时起到提醒的作用。载重测量装置2通过通信装置4与监控中心通信连接，使得监控中心可以对安装有本发明的车辆的载重情况进行实时监控，在发现车辆有过载现象时可以发送警示信号给车辆对应的手持设备5要求车主处理超载问题，而在车主不积极执行时发送车辆信息给相关职能部门进行处理。卫星定位模块6用于提供车辆的卫星定位数据。

本实施例中，手持设备5包括一信号接收装置、一单片机和一声光报警器(图中未示)，信号接收装置和声光报警器连接单片机。单片机采用STM32F103RBT6单片机。信号接收装置用于接收通信装置4或外部监控中心的信号，声光报警器用于接受单片机的控制发出声光报警信号。

手持设备5还包括一显示器，显示器连接单片机。显示器用于显示车辆实时的载重情况和温度信息。本实施例中，显示器采用LCD显示器。

本发明不要求车辆停止或者保持低速行驶，从而可以在不影响公路运输车辆通行效率的前提下，综合运用动态称重技术称取车身多个部位的重量，然后计算得车身整体重量，然后利用无线数据传输技术将计算得车辆载重情况以及是否超载情况发送给司机的手持设备5，让司机一目了然，还可以结合北斗定位技术和4G网络中数据高速采集与处理技术，将车辆位置、车辆身份和车辆载重情况远程传输到监控中心。

本发明的工作原理如下：

当车辆载重时，轮胎受到压力会发生变形，同时钢板弹簧也会发生弹性形变，故导致车桥与地面间的距离变短，通过测量这个距离变化量即可推出汽车的载重量。从力学上分析，它的原理较简单：汽车车身与轮轴之间都安装有钢板弹簧，钢板弹簧作为吸收弹簧具有良好的减震性能，其受力与形变是呈线性关系的，弹性系数为常数C。这使电路设计有了可行性，只要测出车桥与地面间的距离变化就可间接测出汽车的载重量。因此把超声波传感器1安装在车体的悬架上，上电后超声波传感器1不断的向地面发送超声波信号，再检测地面返回的超声波反馈信号，然后将超声波反馈信号传输给载重测量装置2，通过载重测量装置2内部的微控制器上的定时器测量该信号的脉宽，可得到超声波由发射到返回的时间，然后需要结合温度传感器3测出的实时环境温度，同样将温度传感器3测出的实时环境温度数据传输给载重测量装置2，融合经温度补偿后的声速，这样微控制器就可以计算出车桥与地面的精确距离，循环不断的测量即可计算出距离的变化量，通过整合各个超声波传感器1的距离信息即可得出车辆的载重量。

得到车辆的载重量之后，一方面将测量结果通过射频无线通讯的方式发送到驾驶室手持设备5，并利用STM32F103RBT6单片机内部的RTC功能获取时间一并在LCD显示屏上予以实时显示，让司机可以了解车辆的载重量以及时间，当车辆超载的时候，驾驶室手持设备5上面的声光报警器工作，提醒司机车辆已经超载，赶紧采取措施。另一方面将测量结果通过射频无线通讯的方式发送给通信装置4，通信装置4连接卫星定位模块6获取定位信息，卫星定位模块6可采用北斗UM220，经过整合北斗卫星定位信息后，通过4G无线网路传送至监控中心，达到实时监控车辆的目的，当监控中心监控到车辆已经有超载行为时，可以发送警示信号到驾驶室手持设备5上，警示司机车辆已经超载，请采取措施，如果司机不听，则监控中心将信号发送给最近的收费站，收费站会采取措施。同样监控中心可以监控超载车辆的路径行为，为后面优化治理车辆超载行为打好基础。

本发明解决了现有监控车载情况时，时效性低的问题，只需将本发明安装在各种载货车辆上，即可直接测出载重量，不需改变车辆的任何结构部件，可靠性高，稳定性强，且成本较低，实现了车辆载重的动态实时监控，可广泛应用于物流及公路管理等领域。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。