专利名称：脚垫称重式客车载重测量方法
技术领域：
本发明涉及一种客车载荷测量方法，尤其是涉及一种应用重量测量传感技术及重 量累计控制系统的脚垫称重式客车(或公交车)载重测量方法。
背景技术：
在我国，每逢春运时节，长途客车超载现象严重，出现许多由超载引起的恶性交通 事故。交通部严查、严令禁止超载并没有从根本上解决此现象。此外，城市公交系统多已 实现无人售票，公交在运营过程中是否超载运营，上下乘客多少，应该有多少的票款收入等 信息都是由公交司机汇报或查数票款多少来确定的。有些公交系统中加装了无线的监控装 置，对公交司机进行监视。这种办法引起公交司机的反感，不利于社会的和谐。且这种监 控技术也有缺点一旦监控镜头被遮挡，则监控功能就失去作用，可能会带来更多的麻烦。 因此，如果能实现对载荷的实时、相对准确测量，便可以实时显示车辆的载荷信息。若发生 超载，则由行车电脑控制，使车辆停止运营，可从客观上避免了人为因素造成的超载安全隐 患。对无人售票公交运营；若任一时刻的载荷变化，则会有上客或下客，即可完成对运营量 的客观控制。中国专利CN1825072公开一种基于TPMS的超载自动监测装置及其控制方法，该 系统建立在直接式的轮胎气压温度监测系统(TPMS)上，由轮胎气压温度传感器、TPMS处理 器、内部通讯部分、超载检测对外通讯部分、便携式超载检测装置组成，利用TPMS系统的传 感器信号，通过在TPMS处理器中添加一个超载计算模块判断是否超载，把汽车是否超载的 信号一路传给驾驶室TPMS面板上显示且能报警提醒车主，另一路通过超载检测外部通讯 部分，在激发后能把超载信号发送到便携式超载检测装置中，在超载时能进行报警，以便执 法，可大大提高超载检测的效率，保证车辆正常载荷运行、减少交通事故发生。中国专利CN2726941公开一种设置在汽车上的超载报警器。它主要由电源、超重 开关、点火开关、手刹开关、四接头继电器、六接头继电器及语音提示装置组成；电源正极联 接超重开关、点火开关、四接头继电器、六接头继电器、语音提示装置及警灯、手刹开关与电 源负极构成回路。该装置可提示和预防汽车超载，提高行车安全和延长公路使用寿命。中国专利CN2742405公开一种汽车超载装载监测系统，系统主要包括自动检测部 分、通讯部分、数据处理部分和自动报警部分；其中自动检测部分包括一组安装在轮胎中的 轮胎压力温度传感器和分处理器，轮胎压力温度传感器与分处理器的输入端相接，分处理 器的输出端通过通讯部分与数据处理部分中的主处理器的输入端相接，主处理器的输出端 一路与自动报警部分中的显示器相接，另一路与自动报警部分中的语音报警器相接。上述汽车超载检测专利属于车载装置，能够实时检测超载状况并告知车主，但是 它们并不能对客车进行禁止启动的控制，也无法完成客车公司对运营量的控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够将客车是否超载的信息传给微处理器，通过微处理器控制客车无法启动，并把净载荷通过数码管实时显示；同时能够完成客车公司对客车 运营量的控制的脚垫称重式客车载重测量装置。本发明的另一目的在于提供一种脚垫称重式客车载重测量方法。本发明所述脚垫称重式客车载重测量装置设有上车测量机构、下车测量机构、微 处理器和显示电路；上车测量机构设有上车脚踏板、上车传感梁、上车汽缸、上车滑轮、上车底座和上 车前置处理电路，所述上车前置处理电路设有上车转换电桥、上车滤波电路、上车放大电路 和上车A/D转换器，所述上车转换电桥由1个上车电阻应变片臂和3个上车电阻臂组成；下车测量机构设有下车脚踏板、下车传感梁、下车汽缸、下车滑轮、下车底座和下 车前置处理电路，所述下车前置处理电路设有下车转换电桥、下车滤波电路、下车放大电路 和下车A/D转换器，所述下车转换电桥由1个下车电阻应变片臂和3个下车电阻臂组成；上车脚踏板设在客车上车门处，上车传感梁设在上车底座上，上车电阻应变片臂 设于上车传感梁上，上车滑轮设在上车脚踏板与上车底座之间，上车汽缸设在上车脚踏板 与车厢地面之间；上车转换电桥电路的输出端接上车滤波电路输入端，上车滤波电路输出 端接上车放大电路输入端，上车放大电路输出端接上车A/D转换器输入端；下车脚踏板设在客车下车门处，下车传感梁设在下车底座上，下车电阻应变片臂 贴于下车传感梁上，下车滑轮设在下车脚踏板与下车底座之间，下车汽缸设在下车脚踏板 与车厢地面之间；下车转换电桥电路的输出端接下车滤波电路输入端，下车滤波电路输出 端接下车放大电路输入端，下车放大电路输出端接下车A/D转换器输入端；上车A/D转换器输出端与微处理器输入端进行数据传输，下车A/D转换器输出端 与微处理器输入端进行数据传输；微处理器输出端接显示电路输入端。所述微处理器可采用51系列单片机等。所述上车A/D转换器输出端与微处理器输入端进行数据传输可采用有线连接或 无线通信方式。所述下车A/D转换器输出端与微处理器输入端进行数据传输可采用有线连 接或无线通信方式。本发明所述脚垫称重式客车载重测量方法，采用所述脚垫称重式客车载重测量装 置，具体测量步骤如下1)乘客上车时，当乘客踩上上车脚踏板并使得传感梁被拉伸到最大程度时，上车 转换电桥的输出电压发生变化；2)把上车转换电桥采集到的信号经过上车滤波电路滤波；3)把经过滤波后的信号传输到上车放大电路进行信号放大；4)把上车放大电路的输出电压值输入上车A/D转换器中使其由模拟信号转化成 数字信号，并输入到微处理器进行信号处理，求出人的体重，若测出的重量超过20kg，则把 该重量累加到车上总载荷，同时将总乘客量加1 ；5)乘客下车时，当乘客踩上下车脚踏板并使得下车传感梁被拉伸到最大程度时， 下车转换电桥的输出电压发生变化；6)把下车转换电桥采集到的信号经过下车滤波电路滤波；7)把经过滤波后的信号传输到下车放大电路进行信号放大；8)把下车放大电路的输出电压值输入下车A/D转换器中使其由模拟信号转化成数字信号，并输入到微处理器进行信号处理，求出人的体重，若测出的重量超过20kg，则在 车上总载荷中扣除该重量。本发明通过装在机械结构的压力传感器(电阻应变片)测量各个上车乘客的体重 和下车乘客的体重，并把数据通过一系列相关电路传送给单片机，当上车处的传感器传送 过来的数据变化一次时，单片机对上车处的数据进行累加得到Hl1,并使计数器加1 ；当下车 处的传感器传送过来的数据变化一次时，单片机对下车处的数据进行累加得到m2，实时检 测Hl1和Hl2的差值，若差值超过车子的额定载荷IV则单片机控制车子熄火。这样既能防止 客车超载，又能实现对公交运营过程中的票款管理。本发明采用的称重式客车载荷测量法，相对于计数法的优势在于即使乘客秩序 不好，有多人同时挤进车内，上车脚踏板还是会记录下载荷的增加，可以根据载荷增加的次 数，得到上车的人数，并进一步得到载客数量和票款收入。本发明通过对上客门载荷的累加和下客门载荷扣除，使客车的净载荷即时显示出 来并在客车超载时禁止客车启动，实现对客车的超载管理；根据上车门处的脚垫称重的变 化次数，可得到乘客总人数的准确的测量。
图1为本发明实施例的机械部分(以上车测量机构为例)结构组成示意图。图2为本发明实施例的电路部分结构原理示意图。图3为本发明实施例的微处理器超载计算控制、乘客总人数统计和净载荷显示流 程图。图4为本发明实施例的上车前置处理电路(或下车前置处理电路)原理图。图5是本发明实施例的客车净载荷显示电路原理图。
具体实施例方式图1给出本发明实施例的机械部分(以上车测量机构为例)结构组成示意图，图 2给出本发明实施例的电路部分结构原理示意图。本发明所述脚垫称重式客车载重测量装置设有上车测量机构、下车测量机构、微 处理器和显示电路；上车测量机构设有上车脚踏板1、上车传感梁2、上车汽缸3、上车滑轮4、上车底座 5和上车前置处理电路，所述上车前置处理电路设有上车转换电桥22、上车滤波电路23、上 车放大电路24和上车A/D转换器25，所述上车转换电桥22由1个上车电阻应变片和3个 上车电阻组成，其中1个上车电阻应变片作为上车转换电桥22的一臂，3个上车电阻作为上 车转换电桥22的另外三臂。下车测量机构的结构组成与上车测量机构相同，下车测量机构设有下车脚踏板、 下车传感梁、下车汽缸、下车滑轮、下车底座和下车前置处理电路，所述下车前置处理电路 设有下车转换电桥26、下车滤波电路27、下车放大电路28和下车A/D转换器29，所述下车 转换电桥26由1个下车电阻应变片臂和3个下车电阻臂组成，其中1个下车电阻应变片作 为下车转换电桥26的一臂，3个下车电阻作为下车转换电桥26的另外三臂。上车脚踏板1设在客车上车门处，上车传感梁2设在上车底座5上，上车电阻应变片设于上车传感梁2上，上车滑轮4设在上车脚踏板1与上车底座5之间，上车汽缸3设在 上车脚踏板1与车厢地面6之间；上车转换电桥电路22的输出端接上车滤波电路23输入 端，上车滤波电路23输出端接上车放大电路24输入端，上车放大电路24输出端接上车A/ D转换器25输入端。下车脚踏板设在客车下车门处，下车传感梁设在下车底座上，下车电阻应变片贴 于下车传感梁上，下车滑轮设在下车脚踏板与下车底座之间，下车汽缸设在下车脚踏板与 车厢地面之间；下车转换电桥电路26的输出端接下车滤波电路27输入端，下车滤波电路 27输出端接下车放大电路28输入端，下车放大电路28输出端接下车A/D转换器29输入端。上车A/D转换器25输出端与微处理器210输入端进行数据传输，下车A/D转换器 29输出端与微处理器210输入端进行数据传输；微处理器210输出端接显示电路212输入 端和电机213。所述微处理器可采用51系列单片机等。所述上车A/D转换器输出端与微处理器 输入端进行数据传输可采用有线连接或无线通信方式。所述下车A/D转换器输出端与微处 理器输入端进行数据传输可采用有线连接或无线通信方式。以下给出所述脚垫称重式客车载重测量方法的具体步骤(参见图3给出的本发明 实施例的微处理器超载计算控制、乘客总人数统计和净载荷显示流程图)车上净载荷G初始化为0kg，乘客总人数N初始化为0人。当乘客上车时，乘客踩 上上车脚踏板并使得上车传感梁被拉伸到最大程度，上车转换电桥的输出电压发生变化， 上车转换电桥的输入电压从上车滤波电路的输入端输入，经过上车滤波电路滤波后的信号 输入到上车放大电路进行信号放大，放大后的信号输入到上车A/D转换器进行A/D转换并 将转换结果输入到微处理器(51单片机)中，微处理器中预置了该客车最大载荷Gmax，微处 理器超载计算控制、乘客总人数统计和净载荷显示模块对上车处压力信号进行分析计算， 得出上车处乘客的体重，若该乘客体重超过15kg，则乘客总人数加1，并把该体重累加到车 上静载荷G中，再把G与Gmax比较，看是否超载。当乘客下车时，乘客踩上下车脚踏板并使得下车传感梁被拉伸到最大程度，下车 转换电桥的输出电压发生变化，下车转换电桥的输入电压从下车滤波电路的输入端输入， 经过下车滤波电路滤波后的信号输入到下车放大电路进行信号放大，放大后的信号输入到 下车A/D转换器进行A/D转换并将转换结果输入到微处理器(51单片机)中，微处理器超载 计算控制、乘客总人数统计和净载荷显示模块对下车处压力信号进行分析计算，得出下车 处乘客的体重，若该乘客体重超过15kg，则在车上静载荷G中扣除掉该重量，再把G与Gmax 比较，看是否超载。微处理器把车上净载荷实时地显示在数码管上(参见图5)。超载计算 控制、乘客总人数统计和净载荷显示模块如图3所示。当超载时，微处理器发出信号控制该 车辆发动机熄火，上客门关闭，下客门打开。图4给出本发明实施例的上车前置处理电路(或下车前置处理电路)原理图。在 图4中，上车转换电桥22中，3个电阻臂为R1 = R2 = R3 = 350 Ω，电阻应变片臂为R4，初始 值为350 Ω ；其它标记为上车滤波电路23、上车放大电路24和上车A/D转换器25。下车前 置处理电路相类似。图5给出本发明实施例的客车净载荷显示电路原理图。在图5中，显 示电路中采用集成电路80C51型，显示管采用二位数码管DPY。
权利要求
1.脚垫称重式客车载重测量装置，其特征在于设有上车测量机构、下车测量机构、微处 理器和显示电路；上车测量机构设有上车脚踏板、上车传感梁、上车汽缸、上车滑轮、上车底座和上车前 置处理电路，所述上车前置处理电路设有上车转换电桥、上车滤波电路、上车放大电路和上 车A/D转换器，所述上车转换电桥由1个上车电阻应变片臂和3个上车电阻臂组成；下车测量机构设有下车脚踏板、下车传感梁、下车汽缸、下车滑轮、下车底座和下车前 置处理电路，所述下车前置处理电路设有下车转换电桥、下车滤波电路、下车放大电路和下 车A/D转换器，所述下车转换电桥由1个下车电阻应变片臂和3个下车电阻臂组成；上车脚踏板设在客车上车门处，上车传感梁设在上车底座上，上车电阻应变片臂设于 上车传感梁上，上车滑轮设在上车脚踏板与上车底座之间，上车汽缸设在上车脚踏板与车 厢地面之间；上车转换电桥电路的输出端接上车滤波电路输入端，上车滤波电路输出端接 上车放大电路输入端，上车放大电路输出端接上车A/D转换器输入端；下车脚踏板设在客车下车门处，下车传感梁设在下车底座上，下车电阻应变片臂贴于 下车传感梁上，下车滑轮设在下车脚踏板与下车底座之间，下车汽缸设在下车脚踏板与车 厢地面之间；下车转换电桥电路的输出端接下车滤波电路输入端，下车滤波电路输出端接 下车放大电路输入端，下车放大电路输出端接下车A/D转换器输入端；上车A/D转换器输出端与微处理器输入端进行数据传输，下车A/D转换器输出端与微 处理器输入端进行数据传输；微处理器输出端接显示电路输入端。
2.如权利要求1所述的脚垫称重式客车载重测量装置，其特征在于所述微处理器采用 51系列单片机。
3.如权利要求1所述的脚垫称重式客车载重测量装置，其特征在于所述上车A/D转换 器输出端与微处理器输入端进行数据传输是采用有线连接或无线通信方式，所述下车A/D 转换器输出端与微处理器输入端进行数据传输是采用有线连接或无线通信方式。
4.脚垫称重式客车载重测量方法，其特征在于采用如权利要求1所述的脚垫称重式客 车载重测量装置，所述方法的具体步骤如下1)乘客上车时，当乘客踩上上车脚踏板并使得传感梁被拉伸到最大程度时，上车转换 电桥的输出电压发生变化；2)把上车转换电桥采集到的信号经过上车滤波电路滤波；3)把经过滤波后的信号传输到上车放大电路进行信号放大；4)把上车放大电路的输出电压值输入上车A/D转换器中使其由模拟信号转化成数字 信号，并输入到微处理器进行信号处理，求出人的体重，若测出的重量超过20kg，则把该重 量累加到车上总载荷，同时将总乘客量加1 ；5)乘客下车时，当乘客踩上下车脚踏板并使得下车传感梁被拉伸到最大程度时，下车 转换电桥的输出电压发生变化；6)把下车转换电桥采集到的信号经过下车滤波电路滤波；7)把经过滤波后的信号传输到下车放大电路进行信号放大；8)把下车放大电路的输出电压值输入下车A/D转换器中使其由模拟信号转化成数字 信号，并输入到微处理器进行信号处理，求出人的体重，若测出的重量超过20kg，则在车上 总载荷中扣除该重量。
全文摘要
脚垫称重式客车载重测量方法，涉及一种客车载荷测量方法。提供一种能够将客车是否超载的信息传给微处理器，通过微处理器控制客车无法启动，并把净载荷通过数码管实时显示；同时能够完成客车公司对客车运营量的控制的脚垫称重式客车载重测量装置及其测量方法。所述装置设有上车测量机构、下车测量机构、微处理器和显示电路；上车测量机构设有上车脚踏板、上车传感梁、上车汽缸、上车滑轮、上车底座和上车前置处理电路；下车测量机构设有下车脚踏板、下车传感梁、下车汽缸、下车滑轮、下车底座和下车前置处理电路。上车和下车A/D转换器输出端与微处理器输入端进行数据传输，微处理器输出端接显示电路输入端。
文档编号G01G19/12GK102080984SQ201010612300
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者吴海韵, 周月玲, 张建寰, 林珊 申请人:厦门大学