货运资格考试备胎更换项目的智能监测装置及监测方法与流程

本发明涉及一种货运资格考试备胎更换项目的智能监测装置及监测方法。

背景技术：

备胎更换是货运资格实操考试中的一个重要考察项目。货运资格考试中备胎更换的主要考核步骤为：1、用气压表检查后轮外侧轮胎气压值，并读出气压值，如没有气压表，可敲打轮胎来听声和目测来判断轮胎气压；2、在需要更换的后轮同一面的前轮下的前后分别加上止动块；3、使用专业工具卸下备胎；4、以对角交叉的方式旋松轮胎螺母；5、用千斤顶顶在后桥规定处安全可靠的位置后将后轮顶起；6、轮胎离地一定距离后，按对角交叉的方式将螺母松掉，并卸下轮胎；7、卸下轮胎并安装备胎；8、按对角交叉的方式紧固螺母，使螺母与螺栓孔的锥形端面精密配合；9、放下千斤顶并取出后，逐一再对螺母对角交叉紧固，增加紧固力度；10、最后将换下的轮胎安装在备胎架上，将所有工具放回原位。现有的考核办法完全依靠考官的肉眼，考官的人为因素对考核结果影响太大，公平性和公正性都有待改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种货运资格考试备胎更换项目的智能监测装置及监测方法，能够有效记录和考核考生在道路交通运输从业资格证考试中的操作全过程，能够精确记录、判断考生操纵扳手更换备胎的真实能力，并且能将考官从繁重的资格证考核工作中解放出来。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种货运资格考试备胎更换项目的智能监测装置，该智能监测装置包括：

三角木检测传感器，用于检测三角木是否与轮胎面正确贴合；

螺母拆装检测传感器，用于检测是否有旋松和旋紧备胎螺母或轮胎大螺母的操作；

千斤顶检测传感器，用于检测是否有放置和取出千斤顶的操作；

人体检测传感器，用于检测考生是否绕车一圈；

信息采集仪以及与其连接的现场终端；信息采集仪分别与三角木检测传感器、螺母拆装检测传感器、千斤顶检测传感器和人体检测传感器连接，用于采集与其连接的各路传感器产生的信号，并将采集结果以可接受的信号发送至现场终端；现场终端用于处理信息采集仪发送的信号，生成监测结果和考核成绩。

其中，所述三角木检测传感器包括：垫板、设置于垫板一个板面上的压敏电阻、以及用于固定垫板的紧固结构；所述螺母拆装检测传感器包括：用于套住大螺母或备胎螺母的套筒、凸起于套筒端面上的凸台、设置于凸台端面上的光敏电阻、以及用于将套筒紧固于大螺母或备胎螺母上的紧固件；所述千斤顶检测传感器包括：盘体、设置于盘体上的一端端口露出于盘面的安装孔、设置于安装孔盘面端口处的光敏电阻、以及设置于光敏电阻下方的安装孔内的压敏电阻。

进一步的，所述紧固结构包括第一紧固结构和第二紧固结构；第一紧固结构为贯通于垫板侧边的固定孔；第二紧固结构包括贯通于垫板板面的螺柱通孔，螺柱通孔内螺纹连接有紧固螺钉，紧固螺钉的前端可露出于垫板的压敏电阻设置面。所述紧固件为穿设于套筒侧壁的螺栓，螺栓螺纹连接于该传设处。

更进一步的，所述螺柱通孔的相对于压敏电阻的一端设置为六角形凹槽状的固定槽，固定槽内匹配固定有固定螺母，固定螺母与紧固螺钉螺纹连接。

进一步的，所述三角木检测传感器、螺母拆装检测传感器和千斤顶检测传感器上均设置有信号线孔。三角木检测传感器的信号线孔设置于垫板上，信号线孔的一端连通压敏电阻设置处，另一端连通垫板侧边；螺母拆装检测传感器的信号线孔设置于凸台或套筒的侧壁，光敏电阻的信号线由传感器内部伸出信号线孔的端口外；千斤顶检测传感器的信号线孔设置于盘体上，信号线孔的一端连通安装孔，另一端连通盘体侧边。

进一步的，所述光敏电阻优选为gm5506，所述压敏电阻优选为薄膜压力传感器。

其中，所述现场终端网络连接有远程服务器，现场终端将考试成绩加密后上传到远程服务器；远程服务器通讯连接有查询装置，查询装置用于查询考核成绩。查询装置可以为固定落地设置的查询机，也可以是手机、平板电脑等移动设备。

其中，所述信息采集仪的核心一般采用单片机。单片机的型号优选为stc15w4k32s4。此时，单片机的p0口和p2口连接led，led用于各路传感器的指示；单片机的p3.0口和p3.1口串口连接至现场终端；单片机的p1口连接三角木检测传感器、螺母拆装检测传感器和千斤顶检测传感器；单片机的p3.2口、p3.3口、p3.4口、p3.5口、p3.6口、p3.7口、p4.1口、p4.2口连接人体检测传感器。

其中，所述人体检测传感器的选用为本领域的常规技术手段，其可以采用光电传感器、微波感应器和红外传感器等。

另一方面，本发明还提供一种货运资格考试备胎更换项目的监测方法，该监测方法使用到上述的智能监测装置，其步骤包括：

1)在轮胎的三角木预放处安装三角木检测传感器，在备胎螺母和轮胎大螺母处安装螺母拆装检测传感器，在千斤顶预放处安装千斤顶检测传感器，在考生绕车线路上安装人体检测传感器；

2)在信息采集仪内预设各路传感器的正常值，当传感器的测量值符合正常值时，判断传感器对应考核步骤的操作合格；当传感器的测量值偏离正常值时，则判断传感器对应考核步骤的操作不合格或存在作弊行为。

更为具体的，上述监测方法包括以下步骤：

1)在三角木预放处安装三角木检测传感器，三角木检测传感器固定在轮胎上，压敏电阻朝向三角木；在备胎螺母和轮胎大螺母上固定螺母拆装检测传感器；在千斤顶预放处放置千斤顶检测传感器，光敏电阻朝上设置；在考生绕车线路上安装人体检测传感器；

2)当考生将三角木正确放好后，三角木将贴合三角木检测传感器上的压敏电阻，压敏电阻的阻值较小，如果没有正确贴合，压敏电阻没有受到压力，阻值无穷大，信息采集仪由此检测到是否有放置和取出三角木的操作；若考生用手挡住压敏电阻，压敏电阻受力不均匀，其阻值变化与三角木正确贴合的情况存在偏差，信息采集仪由此分辨出存在作弊行为，并通过现场终端发出报警信号；

考生考试时需将套筒扳手套在螺母拆装检测传感器的上面，并保持几秒钟，然后拿开；当套筒扳手套在传感器上时，其电阻无穷大，当套筒扳手套不在传感器上时，光敏电阻接受光照，阻值较小，信息采集仪由此检测处是否有旋松或旋紧备胎螺母或轮胎大螺母的操作；若考生用手挡住光敏电阻，手的遮挡效果与套筒扳手的遮挡效果不同，光敏电阻的阻值变化存在偏差，信息采集仪由此分辨出存在作弊行为，并通过现场终端发出报警信号；

考生考试时需将千斤顶置于千斤顶检测传感器上面；当考生将千斤顶正确放好后，光敏电阻的光照被完全挡住，其阻值无穷大；同时压敏电阻感受到了千斤顶的压力，此时其电阻值较小；如果没有正确放置千斤顶时，光敏电阻接受光照，其阻值较小；压敏电阻没有受到压力，其阻值无穷大；信息采集仪由此检测到是否有放置和取出千斤顶的操作；若考生用手挡住光敏电阻，手的遮挡效果与套筒扳手的遮挡效果不同，光敏电阻的阻值变化存在偏差，信息采集仪由此分辨出存在作弊行为，并通过现场终端发出报警信号；

考生考试时需绕车一圈，当人体检测传感器检测到考生绕车一圈后，信息采集仪将考生绕圈合格的信号发送至现场终端，反之则向现场终端发送绕圈不合格的信号。

本发明的优点是：

本发明的智能监测装置通过设置特定结构的三角木检测传感器、螺母拆装检测传感器和千斤顶检测传感器，并将这些传感器和信息采集仪、现场终端，甚至是远程服务器、移动终端等通讯连接，能够有效记录和考核考生在道路交通运输从业资格证考试中的操作全过程，以及精确记录、判断考生操纵扳手更换备胎的真实能力，并且能将考官从繁重的资格证考核工作中解放出来，很好地解决了考试的公平性和公正性等问题。

附图说明

图1为本发明优选实施例的结构框图。

图2、图3为图1实施例中的三角木检测传感器的结构示意图。

图4、图5为图1实施例中的螺母拆装检测传感器的结构示意图。

图6为图1实施例中的千斤顶检测传感器的结构示意图。

图7为图1实施例中的信息采集仪的电路图。

图中标号为：11—垫板；12—紧固螺钉；13—固定螺母；14—固定槽；15—螺柱通孔；16—固定孔；17、25、35—信号线孔；18、34—压敏电阻；21、套筒；22、凸台；23、33—光敏电阻；24—紧固件；31—盘体；32—安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本实施例货运资格考试备胎更换项目的智能监测装置，包括：三角木检测传感器，用于检测三角木是否与轮胎面正确贴合；螺母拆装检测传感器，用于检测是否有旋松和旋紧备胎螺母或轮胎大螺母的操作；千斤顶检测传感器，用于检测是否有放置和取出千斤顶的操作；人体检测传感器，用于检测考生是否绕车一圈；信息采集仪以及与其连接的现场终端；与现场终端网络连接的远程服务器，以及与远程服务器通讯连接的查询装置。

信息采集仪分别与三角木检测传感器、螺母拆装检测传感器、千斤顶检测传感器和人体检测传感器连接，用于采集与其连接的各路传感器产生的信号，并将采集结果以可接受的信号发送至现场终端；现场终端用于处理信息采集仪发送的信号，生成监测结果和考核成绩。

现场终端将考试成绩加密后上传到远程服务器。查询装置用于查询考核成绩。查询装置可以为固定落地设置的查询机，也可以是手机、平板电脑等移动设备。

参考图2和图3，本实施的三角木检测传感器包括：垫板11，设置于垫板11一个板面上的压敏电阻18，以及用于固定垫板11的紧固结构。紧固结构包括第一紧固结构和第二紧固结构。第一紧固结构为贯通于垫板11侧边的固定孔16。第二紧固结构包括贯通于垫板11板面的螺柱通孔15，螺柱通孔15内螺纹连接有紧固螺钉12，紧固螺钉12的前端可露出于垫板11的压敏电阻18设置面。螺柱通孔15的相对于压敏电阻18的一端设置为六角形凹槽状的固定槽14，固定槽14内匹配固定有固定螺母13，固定螺母13与紧固螺钉12螺纹连接。

其中，固定孔16为平行设置有两个。垫板11为方形板；螺柱通孔15为均布于垫板11边缘的四个。紧固螺钉12为内六角机米螺钉。压敏电阻18为薄膜压力传感器。垫板11内还设置有信号线孔17，信号线孔17的一端连通压敏电阻18设置处，另一端连通垫板11侧边。

参考图4和图5，本实施的螺母拆装检测传感器包括：用于套住大螺母(即固定待更换轮胎的螺母)或备胎螺母(即固定备胎的螺母)的套筒21，凸起于套筒21端面上的凸台22，设置于凸台22端面上的光敏电阻23，以及用于将套筒21紧固于大螺母上或备胎螺母上的紧固件24。紧固件24为穿设于套筒21侧壁的螺栓，螺栓螺纹连接于该传设处。

其中，凸台22为内部中空的结构，套筒21侧壁设置有信号线孔25，光敏电阻23的信号线由内部伸出信号线孔25的端口外。套筒21为内六角套筒。光敏电阻23的型号为gm5506。紧固件24设置有两个。

参考图6，本实施的千斤顶检测传感器包括：盘体31，设置于盘体31上的一端端口露出于盘面的安装孔32，设置于安装孔32盘面端口处的光敏电阻33，设置于光敏电阻33下方的安装孔32内的压敏电阻34，以及一端连通安装孔32而另一端连通盘体31侧边的信号线孔35，光敏电阻33和压敏电阻34的信号线依次穿过安装孔32和信号线孔35后伸出盘体1外。其中，光敏电阻3的型号为gm5506；压敏电阻4为薄膜压力传感器。

参考图7，信息采集仪的核心采用单片机u1。本实施例单片机u1的型号为stc15w4k32s4。其中，单片机u1的p0口和p2口连接led，led用于各路传感器的指示。具体的，led设置有d0～d7、d20～d27两组共16个，两组led分别用2个8*1k欧姆的排阻rp2、rp3限流后，分别接入p0.0～p0.7口、p2.0～p2.7口。单片机u1的p3.0口和p3.1口串口连接至现场终端，现场终端选用安卓平板电脑，串口连接采用串口接头j1。j2～j9为三角木检测传感器、螺母拆装检测传感器、千斤顶检测传感器信号的输入接口，rp1为这些传感器的上拉电阻，这些传感器接入单片机u1的p1.0口、p1.1口、p1.2口、p1.3口、p1.4口、p1.5口、p1.6口、p1.7口。j10-j17为人体检测传感器的信号输入接口，人体检测传感器接入单片机u1的p3.2口、p3.3口、p3.4口、p3.5口、p3.6口、p3.7口、p4.1口、p4.2口。此外，单片机u1还通过连接串联的ledd10和电阻r1，用于采集仪的电源指示。

结合本实施例的智能监测装置，货运资格考试备胎更换项目的监测方法，包括以下步骤：

1)在三角木预放处安装三角木检测传感器，三角木检测传感器固定在轮胎上，压敏电阻朝向三角木；在备胎螺母和轮胎大螺母上固定螺母拆装检测传感器；在千斤顶预放处放置千斤顶检测传感器，光敏电阻朝上设置；在考生绕车线路上安装人体检测传感器；

2)当考生将三角木正确放好后，三角木将贴合三角木检测传感器上的压敏电阻，压敏电阻的阻值较小，如果没有正确贴合，压敏电阻没有受到压力，阻值无穷大，信息采集仪由此检测到是否有放置和取出三角木的操作；若考生用手挡住压敏电阻，压敏电阻受力不均匀，其阻值变化与三角木正确贴合的情况存在偏差，信息采集仪由此分辨出存在作弊行为，并通过现场终端发出报警信号；

考生考试时需将套筒扳手套在螺母拆装检测传感器的上面，并保持几秒钟，然后拿开；当套筒扳手套在传感器上时，其电阻无穷大，当套筒扳手套不在传感器上时，光敏电阻接受光照，阻值较小，信息采集仪由此检测处是否有旋松或旋紧备胎螺母或轮胎大螺母的操作；若考生用手挡住光敏电阻，手的遮挡效果与套筒扳手的遮挡效果不同，光敏电阻的阻值变化存在偏差，信息采集仪由此分辨出存在作弊行为，并通过现场终端发出报警信号；

考生考试时需将千斤顶置于千斤顶检测传感器上面；当考生将千斤顶正确放好后，光敏电阻的光照被完全挡住，其阻值无穷大；同时压敏电阻感受到了千斤顶的压力，此时其电阻值较小；如果没有正确放置千斤顶时，光敏电阻接受光照，其阻值较小；压敏电阻没有受到压力，其阻值无穷大；信息采集仪由此检测到是否有放置和取出千斤顶的操作；若考生用手挡住光敏电阻，手的遮挡效果与套筒扳手的遮挡效果不同，光敏电阻的阻值变化存在偏差，信息采集仪由此分辨出存在作弊行为，并通过现场终端发出报警信号；

考生考试时需绕车一圈，当人体检测传感器检测到考生绕车一圈后，信息采集仪将考生绕圈合格的信号发送至现场终端，反之则向现场终端发送绕圈不合格的信号。