工程车称重系统的制作方法

1.本实用新型涉及监测诊断技术领域，尤其涉及一种工程车称重系统。


背景技术：

2.工程专用车辆载重测量的需求一直存在。从渣土车管理办法中车厢空重载的检测(无精度要求，识别空、重状态)，到商砼车“治超”管理中实际载货重量的测量(10％精度)，再到城市生活垃圾清运车按量计费的运营模式(5％精度)、最后到物流运输行业货品全过程跟踪的精细化管理(3％精度)。
3.上述三种方式都能实现对实际载货重量的测量，但是由于测量装置的实现比较复杂，导致成本较高，同时工作效率低，且在对车辆运动过程中实际载货重量进行测量时，测量精度不够。


技术实现要素：

4.本实用新型提供的工程车称重系统，用于克服现有技术中存在的上述问题，由准确测量外部物体重量的电路组成，电路简单，硬件成本低，工作效率高，测量数据准确稳定，可以轻松实现对外部物体重量的准确测量。
5.本实用新型提供的一种工程车称重系统，包括：多个采集电路、多个应变片采集传感器和微控制单元mcu；
6.所述采集电路，与所述应变片采集传感器连接，用于将所述应变片采集传感器采集到的工程车载重的目标物体的重量信号转换成数字信号；
7.所述mcu，与所述多个采集电路连接，用于根据接收到的多个数字信号，确定所述目标物体的重量；
8.其中，所述应变片采集传感器的数量与所述采集电路的数量相同。
9.根据本实用新型提供的一种工程车称重系统，所述采集电路，包括：集成低压差线性稳压器ldo电路和集成模数转换a/d电路；
10.所述集成ldo电路，用于为所述集成a/d电路提供模拟电源电压avcc信号和数字电源电压dvcc信号；
11.所述集成a/d电路，与所述集成ldo电路及所述应变片采集传感器连接，用于根据所述avcc信号和所述dvcc信号将所述重量信号转换成所述数字信号。
12.根据本实用新型提供的一种工程车称重系统，所述集成ldo电路，包括：
13.滤波模块，由并联连接的第一电容和第二电容组成，与电压稳压器lp2985aim连接，用于将滤波后的所述集成ldo电路的输入电源电压信号作为所述lp2985aim的输入电压；
14.使能模块，由使能电阻组成，与所述lp2985aim连接，用于为所述lp2985aim提供使能信号；
15.电压输出模块，由并联连接的第三电容、第四电容和第五电容组成，并通过与所述
lp2985aim连接的磁珠分别输出所述avcc信号和所述dvcc信号。
16.根据本实用新型提供的一种工程车称重系统，所述集成a/d电路，包括：
17.应变片滤波模块，包括串联连接的第一电阻和第六电容组成的第一支路，所述第一支路与adc芯片cs1231的通道正输入ainp引脚，以及包括串联连接的第二电阻和第七电容组成的第二支路，所述第二支路与所述cs1231的通道负输入引脚ainn连接，用于接收所述重量信号；
18.增益模块，包括串联连接的第三电阻和第四电阻组成的第三支路，所述第三支路与所述cs1231的gain引脚连接，用于控制所述cs1231的放大增益倍数，以使所述cs1231将所述重量信号转换为所述数字信号。
19.根据本实用新型提供的一种工程车称重系统，所述集成a/d电路，还包括：
20.输出速率选择模块，包括串联连接的第五电阻和第六电阻组成的第四支路，所述第四支路与所述cs1231的speed引脚连接，用于控制cs1231的引脚和sclk引脚的输出速率；
21.参考电压模块，包括并联连接的第八电容和第九电容组成的第五支路，所述第五支路与所述cs1231的refp引脚和refn连接，用于为所述cs1231提供参考电压；
22.其中，所述cs1231的引脚连接有第七电阻；
23.所述cs1231的sclk引脚连接有第八电阻。
24.根据本实用新型提供的一种工程车称重系统，所述应变片滤波模块，还包括：
25.所述第十电容，与所述ainp引脚和所述ainn引脚分别连接。
26.根据本实用新型提供的一种工程车称重系统，所述放大增益倍数，包括：
27.64倍和128倍。
28.根据本实用新型提供的一种工程车称重系统，所述采集电路和所述应变片采集传感器的数量设置为6个。
29.根据本实用新型提供的一种工程车称重系统，所述集成a/d电路，还包括：
30.第六支路，包括并联连接第十一电容和第十二电容，与所述cs1231的dvdd引脚和dgnd引脚连接；
31.第七支路，包括第十三电容、第十四电容和第十五电容，所述第十三电容与所述第十四电容串联连接后与所述第十五电容并联连接，与所述cs1231的cap1引脚和cap2引脚连接。
32.本实用新型提供的工程车称重系统，由准确测量外部物体重量的电路组成，电路简单，硬件成本低，工作效率高，测量数据准确稳定，可以轻松实现对外部物体重量的准确测量。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1是本实用新型提供的工程车称重系统的结构示意图；
35.图2是本实用新型提供的集成ldo电路的结构示意图之一；
36.图3是本实用新型提供的集成ldo电路的结构示意图之二；
37.图4是本实用新型提供的集成a/d电路的结构示意图；
38.图5是本实用新型提供的增益模块的结构示意图；
39.图6是本实用新型提供的输出速率选择模块的结构示意图。
具体实施方式
40.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.随着移动式的称重方式越来越贴合市场实际的需求，同时载重数据的实时采集及在线监管已成为专用车辆安全管理水平进一步提升的突破点，为按量计费，精准测量的实际运营场景提供了的技术支持。基于此，本实用新型提供了一种工程车称重系统，具体实现如下：
42.图1是本实用新型提供的工程车称重系统的结构示意图，如图1所示，包括：
43.多个采集电路10、多个应变片采集传感器11和微控制单元mcu12；
44.采集电路10，与应变片采集传感器11连接，用于将应变片采集传感器11采集到的工程车载重的目标物体的重量信号转换成数字信号；
45.mcu12，与多个采集电路11连接，用于根据接收到的多个数字信号，确定目标物体的重量；
46.其中，应变片采集传感器11的数量与采集电路10的数量相同。
47.进一步地，在一个实施例中，采集电路10和应变片采集传感器11的数量设置为6个。
48.可选地，工程车称重系统包括多个采集电路10、多个应变片采集传感器11和微控制单元mcu12，其中，多个应变片采集传感器11分别安装在工程车的三个轴上，每个应变片采集传感器11将采集到的工程车载重的目标物体的重量信号(一般为微弱的差分信号)分别传给与应变片采集传感器11连接的采集电路10，然后多个采集电路10通过将目标物体的重量信号转换成数字信号，并将数字信号全部传给mcu12，mcu12通过现有算法对数字信号进行分析并得到目标物体最终的重量。其中，采集电路10和应变片采集传感器11的数量可以根据需要进行设置，本实用新型中采集电路10和应变片采集传感器11的数量均为6个。
49.本实用新型提供的工程车称重系统，由准确测量外部物体重量的电路组成，电路简单，硬件成本低，工作效率高，测量数据准确稳定，可以轻松实现对外部物体重量的准确测量。
50.进一步地，在一个实施例中，采集电路10，可以具体包括：集成低压差线性稳压器ldo电路和集成模数转换a/d电路；
51.集成ldo电路，用于为集成a/d电路提供模拟电源电压avcc信号和数字电源电压dvcc信号；
52.集成a/d电路，与集成ldo电路及应变片采集传感器11连接，用于根据avcc信号和dvcc信号将重量信号转换成数字信号。
53.可选地，本实用新型中采集电路10包括集成ldo电路和集成a/d电路，其中，集成ldo电路，用于为集成a/d电路提供模拟电源电压avcc信号和数字电源电压dvcc信号，当集成a/d电路接收到集成ldo电路输出的模拟电源电压avcc信号和数字电源电压dvcc信号后，将应变片采集传感器11采集到的目标物体的重量信号转换成数字信号。
54.本实用新型提供的工程车称重系统，通过采用集成度较高的集成ldo电路和集成a/d电路，电路实施简单，成本低廉。
55.进一步地，在一个实施例中，集成ldo电路，可以包括：
56.滤波模块，由并联连接的第一电容和第二电容组成，与电压稳压器lp2985aim连接，用于将滤波后的集成ldo电路的输入电源电压信号作为lp2985aim的输入电压；
57.使能模块，由使能电阻组成，与lp2985aim连接，用于为lp2985aim提供使能信号；
58.电压输出模块，由并联连接的第三电容、第四电容和第五电容组成，并通过与lp2985aim连接的磁珠分别输出avcc信号和dvcc信号。
59.可选地，由于本实用新型中提供了多个采集电路10，而每个采集电路10由集成ldo电路和集成a/d电路构成，每一路采集电路电源和地相互独立，避免相互干扰，集成ldo电路使用电压稳压器lp2985aim，因此，只需对其中一个采集电路10的具体结构进行说明即可。具体地，集成ldo电路包括滤波模块、使能模块和电压输出模块，以下对集成ldo电路的上述各个模块的具体结构进行详细说明：
60.如图2所示，滤波模块是由并联连接的第一电容c55和第二电容c56组成，其中，滤波模块分别与lp2985aim的输入电压in引脚1和接地gnd引脚2连接，用于对集成ldo电路的输入电源电压滤波后作为lp2985aim的输入电压。其中，第一电容c55的容量为1uf，最大可承受电压为25v，封装尺寸为0603，第二电容c56的容量为0.1uf，其最大可承受电压为16v，集成ldo电路的输入电源电压为vdd_5.5v，电压稳压器lp2985aim的gnd引脚2与地(1agnd)相连。使能模块，由使能电阻构成，与lp2985aim的in引脚1以及on/off引脚3连接，为lp2985aim提供使能信号，实现lp2985aim的使能控制。其中，使能电阻的阻值为100k，阻值波动范围为1％。
61.电压输出模块，由并联连接的第三电容c58、第四电容c57和第五电容c59组成，其中，第三电容c58和第四电容c57组成的支路与lp2985aim的输出电压引脚5out连接并接地(1agnd)，用于对lp2985aim的输出电压进行滤波，第五电容c59同样与out引脚5连接并接地(1dgnd)，用于对lp2985aim(u10)的输出电压进行降噪处理。然后通过与lp2985aim的out引脚5连接的磁珠l5分别输出avcc信号(1avcc_5v)和dvcc信号(1dvcc_5v)，具体地，如图2所示，可以将磁珠l5两端的输出电压利用图3所示的磁珠l8的两端接地(通过dgnd及1agnd接地)将输出avcc信号(1avcc_5v)和dvcc信号隔离，避免模拟信号和数字信号之间相互干扰。
62.其中，第三电容c58的容量为0.1uf，最大可承受电压为16v，第四电容c57的容量为4.7uf，最大可承受电压为10v，封装尺寸为0603，第五电容c59的容量为0.1uf，最大可承受电压为16v，磁珠l5容量为600r，最大可承受电流为1.2a。
63.需要说明的是，lp2985aim的bypass引脚4通过与电容c70串联后接地(1agnd)，电容c70的容量为0.01uf，最大可承受电压为25v。
64.本实用新型提供的工程车称重系统，电路结构简单，ado电路集成度高，减少后续提供给集成a/d电路的数模信号之间的干扰，进而实现对物体重量的稳定、可靠测量。
65.进一步地，在一个实施例中，集成a/d电路，可以具体包括：
66.应变片滤波模块，包括串联连接的第一电阻和第六电容组成的第一支路，第一支路与adc芯片cs1231的通道正输入ainp引脚，以及包括串联连接的第二电阻和第七电容组成的第二支路，第二支路与cs1231的通道负输入引脚ainn连接，用于将接收重量信号；
67.增益模块，包括串联连接的第三电阻和第四电阻组成的第三支路，第三支路与cs1231的gain引脚连接，用于控制cs1231的放大增益倍数，以使cs1231将所述重量信号转换为所述数字信号。
68.进一步地，在一个实施例中，放大增益倍数，可以具体包括：
69.64倍和128倍。
70.可选地，集成a/d电路使用高精度adc芯片cs1231，包括应变片滤波模块和增益模块，以下对集成a/d电路的上述各个模块的具体结构进行详细说明：
71.如图4所示，应变片滤波模块是由串联连接的第一电阻r67和第六电容c87组成的第一支路rbip(rc电路)以及串联连接的第二电阻r70和第七电容c100组成的第二支路rb1n(rc电路)构成，其中，应变片滤波模块分别与cs1231的通道正输入ainp引脚7和通道负输入ainn引脚8连接，用于接收重量信号。
72.具体地，第一支路与cs1231的ainp引脚7连接并接地(1agnd)，第二支路与cs1231(u13)的ainn引脚7连接并接地(1agnd)。其中，第六电容c87的容量为0.1uf，最大可承受电压为16v，第一电阻r67的阻值为100r，阻值上下浮动范围1％，封装尺寸0603，第二电阻r70的阻值为100r，阻值上下浮动范围1％，封装尺寸0603，第七电容c100的容量为0.1uf，最大可承受电压为16v。
73.如图5所示，增益模块，包括串联连接的第三电阻r76和第四电阻r82组成的第三支路，第三支路与cs1231的gain引脚4连接并接地(1agnd)，并将集成ldo电路输出的1avcc_5v电压作为第三支路的输入电压，用于控制cs1231的放大增益倍数，以使cs1231将重量信号转换为数字信号。通过改变gain引脚4的输入值来实现放大增益倍数的选择，如，若gain引脚4为0，放大增益倍数为64倍，若gain引脚4为1，放大增益倍数为128倍。其中，第三电阻r76的阻值为0r和第四电阻r82阻值为0r，且在实际电路中，第三支路中的第四电阻r82可以选择不安装(nc)。
74.本实用新型提供的工程车称重系统，基于两路rc电路可以提供集成a/d电路的抗干扰能力，并设置灵活可调的放大增益倍数，以获得准确的物体的数字信号，在一定程度上可以提高后续基于物体的数字信号获取物体的重量的准确度。
75.进一步地，在一个实施例中，集成a/d电路，还可以具体包括：
76.输出速率选择模块，包括串联连接的第五电阻和第六电阻组成的第四支路，第四支路与所述cs1231的speed引脚连接，用于控制cs1231的引脚和sclk引脚的输出速率；
77.参考电压模块，包括并联连接的第八电容和第九电容组成的第五支路，第五支路与cs1231的refp引脚和refn连接，用于为cs1231提供参考电压；
78.其中，cs1231的引脚连接有第七电阻；
79.cs1231的sclk引脚连接有第八电阻。
80.可选地，cs1231的引脚16和sclk引脚15支持输出速率选择，有10hz和80hz可选，speed为0时，cs1231的引脚16和sclk引脚15的输出速率是10hz，speed为1时，cs1231的引脚16和sclk引脚15的输出速率是80hz。
81.集成a/d电路还包括输出速率选择模块和参考电压模块，输出速率选择模块，包括有图6中的串联连接的第五电阻r77和第六电阻r83组成的第四支路，第四支路与cs1231的speed引脚13连接并接地(1agnd)，用于控制图4中cs1231的引脚和sclk引脚的输出速率，如图4所示与cs1231的引脚16连接有第七电阻r58，cs1231的sclk引脚15连接有第八电阻r60。当speed为0时，与cs1231的引脚16和sclk引脚15的输出速率均为10hz速率，当speed为1时，与cs1231的引脚16和sclk引脚15的输出速率均为80hz。
82.其中，第七电阻r58和第八电阻r60的阻值为100r，阻值上下浮动范围1％，封装尺寸0603，第五电阻r77和第六电阻r83的阻值为0r，在实际电路中，第五电阻r77可以选择不安装(nc)。
83.需要说明的是，本实用新型速率可以根据实际需要选择10hz或80hz。
84.因为cs1231内部有放大电路，故外部需要提供参考电压，本实用新型是在cs1231的refp引脚10上接模拟5v电源，并加第八电容c83和第九电容c84滤波，确保该电压无高频或低频干扰进入。具体地，参考电压模块，包括并联连接的第八电容c83和第九电容c84组成的第五支路，第五支路与cs1231的refp引脚10以及refn引脚9连接并接地(1agnd)，且通过集成ldo电路的输出avcc电压为第五支路提供输入电压，用于为cs1231提供参考电压。其中，第八电容c83的容量为0.1uf，最大可承受电压为16v，第九电容c84的容量为10uf，最大可承受电压为16v，封装尺寸为0603。
85.本实用新型提供的工程车称重系统，能够通过集成a/d电路内部的放大电路稳定可靠地对物体的重量信号进行放大测量，并将其转换为数字信号，提高了测量物体的重量的准确度和可靠性。进一步地，在一个实施例中，应变片滤波模块，还包括：
86.第十电容，与ainp引脚和ainn引脚分别连接。
87.可选地，如图4所示，在cs1231的ainp引脚7和ainn引脚8的中间接入第十电容c98，并与上述第一支路和第二支路共同构成应变片滤波模块，提高电路的抗干扰能力。其中，第十电容c98的容量为0.1uf，最大可承受电压为16v。
88.本实用新型提供的工程车称重系统，能够基于cs1231的ainp引脚和ainn引脚接入的电容，进一步提高集成a/d电路的抗干扰能力。
89.进一步地，在一个实施例中，集成a/d电路，还可以具体包括：
90.第六支路，包括并联连接第十一电容和第十二电容，与cs1231的dvdd引脚和dgnd引脚连接；
91.第七支路，包括第十三电容、第十四电容和第十五电容，第十三电容与第十四电容串联连接后与第十五电容并联连接，与cs1231的cap1引脚和cap2引脚连接。
92.可选地，集成a/d电路，还包括第六支路和第七支路，第六支路以及第七支路的电路结构如图4所示，其中，第六支路，包括并联连接第十一电容c73和第十二电容c74，与cs1231的dvdd引脚1和dgnd引脚2连接并接地(1agnd)，利用集成ldo电路输出的数字电源电压dvcc信号(1dvcc_5v)为第六支路提供输入电压。其中，第十一电容c73的容量为0.1uf，最大可承受电压为16v，第十二电容c74的容量为100uf，最大可承受电压为16v，封装尺寸0603。
93.第七支路包括第十三电容c79、第十四电容c94和第十五电容c82，第十三电容c79与第十四电容c94串联连接后与第十五电容c82并联连接，与cs1231的cap1引脚5和cap2引脚6连接并接地(1agnd)，且第十三电容c79、第十四电容c94和第十五电容c82靠近芯片cs1231的引脚设置。其中，第十三电容c79的容量为100pf，最大可承受电压为50v，第十四电容c94的容量为100pf，最大可承受电压为50v，第十五电容c82的容量为0.1uf，最大可承受电压为16v。
94.需要说明的是，cs1231的引脚14与集成ldo电路输出的数字电源电压dvcc信号连接，cs1231的avdd引脚12与集成ldo电路输出的模拟电源电压avcc信号连接，cs1231的agnd引脚11接地(即与1agnd连接)，cs1231的dgnd引脚12接地(即与1agnd连接)，cs1231的clkin引脚3接地(即与1agnd连接)。
95.本实用新型提供的工程车称重系统，能够基于集成a/d电路实现对测得的物体的重量信号的模数转换，为后续基于转换后的数字信号实现对物体重量的测量奠定了基础。
96.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。