基于称重技术的车辆超载智能限速系统及该载重运输车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于车辆运输控制领域，同时涉及传感器技术、电子技术、通讯技术、车联网技术、嵌入式系统、软件等技术领域，具体为车辆超载智能限速系统。
【背景技术】
[0002]随着近几年来汽车工业和公路设施的发展，汽车保有量和客货运输量的急剧增加，运输企业竞争日益剧烈，为减低成本，超载超速现象极为普遍。车辆超载导致交通拥堵、造成严重交通事故、刹车失灵、道路等基础设施损毁严重，车辆性能严重下降、损毁，同时也造成国家税收流失。
[0003]目前，在大城市和高速路段上都有明确的卡车承重和行驶速度限制，大部分司机都能按照规定要求，安全驾驶，但是还是有部分司机无视国家法律法规，超载超速现象时而发生。尤其在乡镇化公路由于监管不严，超载超速现象严重。现阶段，整车上安装的限速器装置只限定了卡车的最高行驶速度，或者只在车辆上单单安装了称重系统，没有一款集成了监控超载以及超载状态而设计的智能分级限速系统。政府交管部门，由于在特殊路段没有监控这些车辆超速超载的设备，导致了对这类车辆的监管不到位，使得本应该超载严重不应上路的车辆还在运输，有可能因为超速驾驶酿成重大的交通事故。
【实用新型内容】
[0004]针对以上一个或多个问题，提供一种基于称重技术的车辆智能超载限速监控系统及该载重运输车辆，其结构简单、安装方便、操作方便，对超载车辆的速度进行限制，有利于防止恶性交通事故的发生，保护物流公司和驾驶员的财物及生命安全；防止了车辆行驶时由于超载性能的下降；保护了道路等基础设施损毁；免除了在通过收费站时停车称重，提高了高速路口的通过性；防止了国家税费的流失。
[0005]针对现有汽车超载超速难以监管的问题，本实用新型还具有以下效果:既能通过车载显示屏读出车辆的载重，并根据目前车辆超载状况分级限速，又可以通过无线发射技术(蓝牙、WIFI和3G/4G移动网络)发送车辆载重信息，以方便收费站收费、验货及物流信息的管理。
[0006]本实用新型的目的是通过安装在板簧悬架处车桥和车架上的电容式传感器，通过称重及判别控制单元计算出整车载重，并判断出车辆的是否超载，以根据超载的比例智能的分级限制汽车速度，并通过有线和无线方式，实时车辆载重信息，对超载的车辆速度进行分级限速。
[0007]本案的技术方案如下:
[0008]一种基于称重技术的车辆超载智能限速系统，包括电容式称重传感器、信号采集单元、称重及判别控制单元、报警显示单元和限速调节单元，具体地:
[0009]电容式称重传感器安装在车辆的车桥和车架上，通过两极板间距离的变化测量车辆的载重；
[0010]信号采集单元与电容式称重传感器连接，信号采集单元对电容式称重传感器的模拟电压信号和踏板传感器的信号进行采集；
[0011]称重及判别控制单元与信号采集单元连接，称重及判别控制单元根据各个点位的传感器的信号经算法综合获得车辆的载重值，计算此载重值下的速度值并与车辆当时的速度值进行比较，如果车辆超载且速度值已经超过限定值，则对当前车速进行限制，给限速调节单元发送限速指令，同时发送信号给报警显示单元，进行报警提示；
[0012]报警显示单元连接称重及判别控制单元，报警显示单元主要对获得的载重信息实时显示在显示屏上，如果载重超过了额定载重，则报警提示驾驶员；
[0013]限速调节单元连接称重及判别控制单元，限速调节单元根据称重及判别控制单元的指令对车辆的速度按超载比例限制。
[0014]进一步地，称重与判别控制单元包括称重模块、超载判别模块、超载速度界定模块，称重模块对送入进来的各路电容式传感器数字信息进行数字滤波处理，通过算法获得各个板簧支点的载重量，将板簧各个支点的载重信息运算获得整车的载重；超载判别模块连接称重模块而获得整车载重，并依据设定的车型额定载荷，根据国标判定整车的超载量比例；超载速度界定模块连接超载判别模块，并根据送来的车辆载重信息，决定此时车辆应该最高在什么时速下行驶，并根据车辆载重信息进行分级对车辆的最高行驶车速进行限制。
[0015]进一步地，还包括无线发射单元，无线发射单元连接称重及判别控制单元，对获得的车辆载重信息通过无线传输方式发送给接收终端，使管理车辆的人员能够掌握车辆载重信息。
[0016]进一步地，报警显示单元安装在驾驶室，包括语音报警提示和显示超载信息。
[0017]进一步地，限速调节单元从称重与判别控制单元获得车辆在超载状态下的最高时速的界定值，限速调节单元连接并控制车辆的电子油门，对车辆的最高时速进行限定；称重与判别控制单元的超载限速模块不断地采集油门踏板的位置量信号，并与此时界定的最高时速信号进行比较，如果油门踏板获得车辆速度信息值低于速度超载速度界定值，则不对发动机的电子油门进行干预；当超载限速模块从油门踏板位置采集到的车速值已经大于超载限速的车速值的时候，此时限速调节单元开始工作，对车辆的电子油门进行干预，将此时设定超载时汽车允许行驶的最大时速值发给电子油门，电子油门按此量对车辆的速度进行控制。
[0018]进一步地，限速调节单元根据称重与判别控制单元发送的限速指令对车辆的速度进行分段限速，限速调节单元包括比例分级限速模块、停车模块，比例分级限速模块根据载重超载额度的比例，分段限定按比例测算的速度值；停车模块，在车辆载重值大于最大限额值时启动，则此时限制车速到0，车辆将处于停车状态，限制车辆的行驶。
[0019]进一步地，电容式称重传感器安装在车架和车桥之间的板簧中央位置，电容式传感器的下极板固定在车桥上，沿车桥长度方向居中，其上极板固定在车架上，并与下极板相对应；利用板簧在空载和满载情况下，两电容极板间距离的变化测量车辆的载重；整车采用四个电容式称重传感器，根据板簧悬架位置，整车车辆简化为四个板簧支点，电容式称重传感器分布在四个板簧支点上，四个电容式称重传感器测取的重量分别为第一重量W1、第二重量W2、第三重量W3、第四重量W4，则载重量总重量W为四者的和。
[0020]进一步地，所述的无线发射单元包括无线发送网络、有线传输网络以及发射ID模块，无线发送网络包括3G、4G移动通讯网络、蓝牙、WIF1、Zigbee无线射频网络设备；有线传输网络包括CAN、LIN、Flexray网络设备；发射ID模块包括车辆网络标识码ID，发射ID模块配置成在无线发送网络、有线传输网络及接收终端之间传输，车辆网络标识码包括标示符、车牌信息以及载重信息；所述的接收终端包括高速公路ETC收费系统、物流公司数据库、终端计算机、手持设备。
[0021]进一步地，无线发射单元通过无线射频方式连接高速公路收费站，将车辆载重信息实时发送给高速公路收费站的计费系统，根据载重对车辆进行收费，实现无需停车可自动收费；所述的手持设备为笔记本电脑、手持仪、PDA或手机。
[0022]一种载重运输车辆，采用上述基于称重技术的车辆超载智能限速系统。
[0023]本实用新型是一种基于称重技术的车辆超载智能限速系统，它具有以下效果:它能够利用安装在车体上