[发明专利]一种车联网应用中自动测量车辆载重的装置及方法

权利要求书

1.一种车联网应用中自动测量车辆载重的装置，其特征在于包括采用嵌入式处理器的数据采集终端、超声波测距传感器、无线数据通信模块、GPS模块；超声波测距传感器设置在车辆底盘上或者设置在车辆轮胎上方的车体上，用于测量车辆底盘与地面的垂直距离或者是车体与轮胎的垂直距离；超声波测距传感器将采集的垂直距离数据传送给数据采集终端，数据采集终端将此数据转化为车辆载重数据，通过无线数据通信模块或GPS模块及网络将车辆载重数据传送给车联网的服务器。

2.根据权利要求1所述的一种车联网应用中自动测量车辆载重的装置，其特征在于超声波测距传感器至少为一个，设置在轮胎垂直方向的正上方的叶子板内衬的底部。

3.根据权利要求1或2所述的一种车联网应用中自动测量车辆载重的装置，其特征在于超声波测距传感器采用具有温度补偿功能的防水型超声波测距传感器，超声波测距传感器的精度为1mm内的精度，超声波测距传感器的最近测量距离为厘米级别。

4.根据权利要求1或2所述的一种车联网应用中自动测量车辆载重的装置，其特征在于超声波测距传感器采用STM32单片机。

5.根据权利要求1或2所述的一种车联网应用中自动测量车辆载重的装置，其特征在于无线数据通信模块为2G或3G或4G无线数据通信模块。

6.一种车联网应用中自动测量车辆载重的方法，其特征在于使用权利要求1至5中任意一项的自动测量车辆载重的装置来自动测量车辆载重，包括如下步骤：

（1）、超声波测距传感器设置在车辆底盘上或者设置在车辆轮胎上方的车体上；

（2）、车辆空载时，超声波测距传感器测量垂直距离，若超声波测距传感器设置在车辆底盘上，则测量车辆底盘与地面之间的垂直距离；若超声波测距传感器设置在车辆轮胎上方的车体上，则测量车体与轮胎之间的垂直距离；

（3）、超声波测距传感器将车辆空载时的垂直距离数据传送给数据采集终端；

（4）、车辆载重时，车辆的避震器发生弹性形变，车辆的垂直距离相对于车辆空载时发生改变；

（5）、超声波测距传感器将车辆载重时的垂直距离数据传送给数据采集终端；

（6）、数据采集终端采用载重计算算法将垂直距离数据转化为车辆载重数据；

（7）、数据采集终端将车辆载重数据通过无线数据通信模块或GPS模块及网络传送给车联网的服务器。

7.根据权利要求6所述的一种车联网应用中自动测量车辆载重的方法，其特征在于载重计算算法为：车辆的避震器的压缩量长度与所受的压力成正比，车辆空载时的垂直距离数据与车辆载重时的垂直距离数据的差和车辆载重数据成正比，车辆空载时的垂直距离数据与车辆载重时的垂直距离数据的差值越大车辆载重数据越大；根据车辆空载时的垂直距离数据与车辆载重时的垂直距离数据的差，算出车辆载重数据。

8.根据权利要求6所述的一种车联网应用中自动测量车辆载重的方法，其特征在于载重计算算法为：W= [（L1－L3）÷（L1－L2）]×W1，其中W为车辆载重数据，W1为车辆满载时的最大车辆载重数据，L1为车辆空载时的垂直距离数据，L2为车辆满载时的垂直距离数据，L3为车辆载重时的垂直距离数据。

9.根据权利要求6所述的一种车联网应用中自动测量车辆载重的方法，其特征在于超声波测距传感器采用STM32单片机：超声波的发射使用定时器的PWM功能来驱动，回波信号的接收使用定时器的输入捕获功能，开始测距时，定时器的开启将同时启动PWM和输入捕获， STM32单片机设置有时间增益补偿电路，在等待回波的过程中随着时间的推移将放大器的增益值不断增大，通过实验获取不同垂直距离数据需要设置的增益值，对应不同时间需要设置数字电位器的增量，得出时间查询电位器增量表，并将该参数固化在STM32单片机的FALSH中，在对车辆进行测量垂直距离数据的过程中，根据时间查询电位器增量表改变电位器阻值，实现回波信号的时间补偿。