车辆自载重动态监测系统的研究与开发

摘要

随着科技进步和交通事业的发展，建立智能化的交通运输管理体系已成为现代运输事业发展的必然趋势。为了对超限超载进行治理，规范道路运输秩序，车辆自载重动态监测系统在这一背景下应运而生。车辆自载重动态监测系统旨在缓解由车辆超限超载而导致的交通事故频发、道路破坏、国家税费流失、环境污染等社会和环境问题。
　　本文首先分析了系统的硬件组成。车辆自载重动态监测系统主要由三个功能装置组成，分别为超声波载重测量装置、驾驶室手持设备和通讯装置。超声波载重测量装置安装在车轮支架处，利用超声波测距技术以及温度补偿实现了对车辆载重的精确测量;驾驶室手持设备是为方便司机实时查看车辆载重而设计的;通讯装置利用3G/GPRS网络将车辆载重和位置信息传送到远程监控平台，方便车辆管理人员对车辆进行管理和调度。
　　然后分析了系统的软件设计过程。超声波载重测量装置的主要功能是接收和处理超声波传感器采集的数据，并将处理后的数据发送至驾驶室手持设备和通讯装置;驾驶室手持设备的主要功能是接收和显示载重信息;通讯装置主要实现的功能:接收载重信息、解析北斗定位信息和使用3G网络中TCP/IP协议发送数据。
　　最后本文针对超声波载重测量装置，设计了基于C＃的调试界面，并到秦皇岛金海食品有限公司进行了现场测量，然后利用最小二乘递推算法对所测量数据进行分析，进一步验证了设计的合理性和有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状与发展动态

1．2．1 国外动态称重的发展

1．2．2 国内动态称重的发展

1．3 研究的关键问题

1．4 本文的主要工作及结构安排

第2章 监测系统总体设计和相关技术分析

2．1 车辆自载重动态监测系统总体设计

2．1．1 系统设计的基本原则

2．1．2 系统的总体框图

2．1．3 系统的工作原理

2．1．4 系统实现功能

2．2 相关技术分析

2．2．1 超声波测距技术

2．2．2 短距离无线通信技术

2．2．3 北斗导航定位技术

2．2．4 3G技术

第3章 车辆自载重动态监测系统硬件设计

3．1 超声波载重测量装置硬件设计

3．1．1 超声波传感器

3．1．2 数字温度传感器DS18B20

3．1．3 瑞萨单片机

3．1．4 RFTR1无线数传模块

3．1．5 电源模块

3．1．6 超声波载重测量装置的PCB设计

3．2 驾驶室手持设备硬件设计

3．2．1 意法半导体STM32F103RBT6

3．2．2 TFT-LCD液晶屏

3．3 通讯装置硬件设计

3．3．1 北斗定位模块UM220

3．3．2 SIM5320E模块

第4章 车辆自载重动态监测系统软件设计

4．1 超声波载重测量装置软件设计

4．2 驾驶室手持设备软件设计

4．2．1 Keil uVision4集成开发环境

4．2．2 手持设备主程序设计

4．3 通讯装置软件设计

4．3．1 通讯装置主程序设计

4．3．2 北斗UM220串口通讯程序设计

4．3．3 SIM5320E模块程序设计

第5章 车辆自载重信号处理

5．1 测试现场数据分析与处理

5．2 系统辨识算法

5．2．1 系统辨识算法概述

5．2．2 最小二乘递推算法

5．2．3 称重系统模型建立与辨识

第6章 结论

参考文献

致谢