基于压电石英传感器的高速动态称重系统设计

摘要

运输中的超限超载现象不仅会危害公路、桥梁的安全性及使用寿命，还会威胁到公路运输人员的生命安全。为了能够对运输车辆的超限超载现象进行高效管理，交通运输部门对动态称重(WIM)提出了越来越高的要求。但是目前市场上使用的高速动态称重系统安装过程繁琐、设备占地面积较大、灵敏度不高、测量精度低、被称重车辆车速不能过高等问题。因此，设计一套高精.度，高灵敏度的动态称重系统意义重大。在此背景下，本文基于压电石英传感器设计了一套测量精度高、稳定性好、可靠性高的嵌入式高速动态.称重系统。 对比动态称重系统中常用传.感器的优劣势，根据系统的技.术指标选择9195G型压电石英称重传.感器作为本文的称重传感器。 依据系统功能要求设计动态称.重系.统的总.体方案。硬件部分采用高性价比的ARM处理器EP7312作为动态称重系统的开发基础，对处理器模块、存储器模块、人机交互模块等其他硬件电路进行详细设计。软件部分采用μC/OS-Ⅱ作为系统的实时操作系统，结合硬件及技术要求的功.能进行设计，给出相应设计流程。完成显示界面的测试，按下相应的功能键可以调用所需的相关信息。 研究动态.称重中经常使用的算.法，分析常用算法存在的问题，最终选用BP神经网络算法处理系统中采集的数据。并在双轴三种不同重量车辆以及三轴三种不同重量车辆的轴重数据上进行验证，结果证明神经网络算法在车辆动态称重系统中具有可行性，提高了称重系统的精度。

目录

声明

1. 绪论

1.1 选题来源

1.2 研究背景及意义

1.3 国内外的研究现状

1.4 本文研究的主要内容

2. 系统总体设计及原理

2.1 系统的技术要求

2.2 传感器的比较和选择

2.2 系统的总体设计及工作原理

2.3 本章小结

3. 系统的硬件设计

3.1 硬件方案设计

3.2 EP7312核心处理器模块

3.3 系统的存储模块

3.4 数据采集及A/D转换模块

3.5 人机交互模块

3.6 串行通信接口模块

3.7 硬件设计电路板制作

3.8 本章小结

4. 系统的软件及算法研究

4.1 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ

4.2 系统软件设计

4.3 显示界面测试

4.4 车辆动态称重系统算法研究

4.5 本章小结

5. 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢