[发明专利]基于石英称重传感器的智能仪表称重系统

说明书

技术领域

本发明及动态称重技术领域，更具体的说是一种公路计重收费动态称重系统。

背景技术

近年来，我国道路运输车辆超限超载现象较为普遍，并有“愈演愈烈”之势。超载的大型货车对高速公路的路基具有重大的破坏作用，严重影响公路的使用寿命，同时超载车辆也是造成车祸的重要原因之一。车辆超限超载运输对交通安全、运输市场及汽车生产秩序造成了极大危害。作为综合治理超限超载的一种手段，高速公路上行驶车辆的重量具有很大的差异，这些车辆对公路的使用寿命的影响差异很大，因此依据车辆实际重量进行收费的方式是合理的。现在还没有符合公路计重收费的特殊环境的称重仪器，能够快速、准确地对车辆称重，并实时地将车辆信息传送给上位计算机。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种能够快速、准确地对车辆称重，并实时地将车辆信息传送给上位计算机的智能仪表称重系统。本发明设备对高速公路路面损坏小，安装方便。

本发明的目的是由以下技术方案实现：

一种基于石英称重传感器的智能仪表称重系统，它包括智能仪表、重量传感器、红外线车辆分离器、轮轴识别器和感应线圈。上述红外线车辆分离器输出的车辆分离信号；轮轴识别器输出的车辆轮胎及轮轴类型信号；感应线圈输出的车辆收尾信号均输入智能仪表AD采样单元。

上述重量传感器由压电式动态条形称重板构成。压电式动态条形称重板主要包括：上盖板、下盖板、结构化石英晶组三个部分构成。压电石英动态条形称重板在埋在路面下，当有载荷作用于上盖板后，通过力的传递使其作用在结构化石英晶组上，然后在其上下表面产生与作用于其表面力大小成比例的正负电荷量，通过信号电极将电荷信号传送到智能仪表。

上述智能仪表包括AD采样单元、数据处理单元、显示单元、键盘控制单元、数据传输单元。在ATmega16的AVR微处理器内部完成AD采样单元对重量传感器输出的重量信号采样，然后经数据处理单元的算法对数据处理，键盘控制单元控制显示单元显示的内容并对重量信号进行标定，称重结束后经数据传输单元将相关数据发送给上位计算机。

本发明的基于石英称重传感器的智能仪表称重系统工作过程如下，当车辆进入计重车道，红外线车辆分离器将车辆起始信号发送到称重仪表，仪表接收到车辆起始信号后自动开辟内存空间，准备接收车辆信息。车辆经过轮轴识别器，轮轴识别器将车辆的轮胎及轮轴类型发送给称重仪表，称重仪表记录下该轮轴信息及轮胎情况。车辆经过压力传感器后，压力传感器将压力信号转换为电压信号发送给称重仪表，仪表利用ATmega16的AVR微处理器内部自带的10位高精度A/D转换通道，实现重量采集。在车辆经过平台的过程中重量采集实时进行，称重仪表将采集的大量重量信息进行运算后，再根据当前车辆行驶的速度对当前运算后的数据采用过滤类算法进行动态补偿。将最终补偿后的数据作为当前车辆的当前轴重数据存储在内存空间中。当车辆行驶过红外线车辆分离器和感应线圈后，产生收尾信号。称重仪表接收到收尾信号后，根据轮轴类型计算当前车辆的额定载重，与行驶速度、轮轴类型、实际重量等信息打包上传到上位机软件。

因本发明采用动态计重方式对车辆进行称量，是基于石英称重传感器和智能仪表的称重系统。称重仪表作为整个系统中枢，接受所有来自其他设备的信号和数据，并对各个数据进行处理，最终发送给上位机软件，并且在LCD上显示。本发明设备对高速公路路面损坏小，安装方便，并实时地将车辆信息传送给上位计算机，能够快速、准确地对车辆称重。

附图说明

图1为本发明的的智能仪表的系统结构示意图；

图2为本发明的智能仪表设计原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施对本发明作进一步详细的说明。

一种基于石英称重传感器的智能仪表称重系统，它包括智能仪表、重量传感器、红外线车辆分离器、轮轴识别器和感应线圈。所述重量传感器，将感受到的重力按比例转换的电压模拟信号；红外线车辆分离器输出的车辆分离信号；轮轴识别器输出的车辆轮胎及轮轴类型信号；感应线圈输出的车辆收尾信号均输入智能仪表AD采样单元。所述智能仪表包括AD采样单元、数据处理单元、显示单元、键盘控制单元、数据传输单元。具体结构如下：

车辆经由重量传感器，将感受到的重力按比例转换为电压模拟信号，经放大及滤波处理后送入含A/D处理模块的称重处理器转换为数字信号。由于该处理器自带8通道10位A/D模块，这就简化了外围电路。