本發(fā)明涉及超偏載測量領域，具體地，涉及超偏載無線測量設備。

背景技術：
鐵路運輸中安全是重中之重的問題。眾所周知，車輛的超偏載是貨運安全的重要隱患，其中特別是集裝箱的運輸。如果沒有檢測設備，無法判斷是否超偏載，由此造成的事故很難判斷其原因。對集裝箱超偏載的測量，有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。靜態(tài)測量裝置在實際使用時，需要將集裝箱吊起放置在稱重臺上，測量后再吊在車輛或碼放起來。雖然這種方法測量的精度較高，但需要較多的人工和場地等，增加了貨物裝載的流程，也就增加了成本。因此有必要設計一種能夠在吊起集裝箱的裝載過程中方便、快捷地完成測量，且成本較低的集裝箱超偏載動態(tài)測量系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種超偏載無線測量設備。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種超偏載無線測量設備，包括控制器、無線通信模塊、拉力傳感器接口、隔離放大器，拉力傳感器接口、隔離放大器、控制器依次連接，控制器連接無線通信模塊，其中：拉力傳感器接口接收由拉力傳感器采集的拉力信號，并將拉力信號發(fā)送給隔離放大器；隔離放大器將拉力信號放大后發(fā)送給控制器；控制器根據(jù)放大后的拉力信號進行濾波，并計算出每個拉力傳感器受到的拉力數(shù)據(jù)、集裝箱總重力、及超偏載情況數(shù)據(jù)，然后將每個拉力傳感器受到的拉力數(shù)據(jù)、集裝箱總重力、及超偏載情況數(shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊；無線通信模塊以無線方式發(fā)送每個拉力傳感器受到的拉力數(shù)據(jù)、集裝箱總重力、及超偏載情況數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，還包括多個拉力傳感器，拉力傳感器連接拉力傳感器接口。優(yōu)選地，還包括溫度傳感器，控制器連接溫度傳感器，溫度傳感器采集當前環(huán)境溫度并發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)當前環(huán)境溫度對每個拉力傳感器受到的拉力數(shù)據(jù)、集裝箱總重力、及超偏載情況數(shù)據(jù)進行修正。優(yōu)選地，拉力傳感器的數(shù)量為4個，這4個拉力傳感器按照兩行兩列的陣列分別， 相應地，拉力傳感器接口包括4路傳感器接口。優(yōu)選地，控制器采用STM32S215系列MCU控制器。優(yōu)選地，控制器采用32位Cortex-M3微控制器STM32F215RG。優(yōu)選地，無線通信模塊為wifi通信模塊。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的超偏載無線測量設備可以安裝在起吊旋轉裝置的中部，利用拉力傳感器分析得到測量數(shù)據(jù)，其中測量數(shù)據(jù)包括集裝箱重力數(shù)據(jù)、集裝箱重心數(shù)據(jù)、及通過集裝箱重力和重心分析出的超偏超載數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù)顯示控制模塊將測量數(shù)據(jù)在LCD屏上顯示出來。應用本發(fā)明后能夠在吊起集裝箱的裝載過程中完成針對超偏載的測量，在集裝箱超偏載的動態(tài)測量過程中具有方便、快捷、成本較低的特點。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：圖1示出根據(jù)本發(fā)明提供的超偏載無線測量設備的結構示意圖；圖2示出集裝箱超偏載計算模型。圖中：1為PC機；2為超偏載無線測量設備；21為拉力傳感器；22為拉力傳感器接口；23為隔離放大器；24為控制器；25為無線通信模塊；26為溫度傳感器；3為數(shù)據(jù)顯示控制裝置。具體實施方式下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。根據(jù)本發(fā)明提供的超偏載無線測量設備，包括控制器、無線通信模塊、拉力傳感器接口、隔離放大器，拉力傳感器接口、隔離放大器、控制器依次連接，控制器連接無線通信模塊，其中：拉力傳感器接口接收由拉力傳感器采集的拉力信號，并將拉力信號發(fā)送給隔離放大器；隔離放大器將拉力信號放大后發(fā)送給控制器；控制器根據(jù)放大后的拉力信號進行濾波，并計算出每個拉力傳感器受到的拉力數(shù)據(jù)、集裝箱總重力、及超偏載情況數(shù)據(jù)，然后將每個拉力傳感器受到的拉力數(shù)據(jù)、集裝箱總重力、及超偏載情況數(shù)據(jù)發(fā)送給無線通信模塊；無線通信模塊以無線方式發(fā)送每個拉力傳感器受到的拉力數(shù)據(jù)、集裝箱總重力、及超偏載情況數(shù)據(jù)。具體地，控制器采用STM32S215系列MCU控制器，尤其是可以采用32位Cortex-M3微控制器STM32F215RG。32位Cortex-M3微控制器STM32F215RG擁有1M字節(jié)flash，128字節(jié)SRAM和豐富的外設功能。配合mxchip嵌入式WIFI固件，用戶可以方便，快速地為嵌入式設備增加WIFI網(wǎng)絡通信功能。6路ADC通道能夠作為拉力傳感器及溫度傳感器輸入接口，同時芯片符合在工業(yè)級環(huán)境下使用。該控制器包括如下外設：●26個GPIO口?！?個uart接口?！?個spi/iis接口?！?個ADC輸入通道?！?個USB接口?！?個CAN接口。●1個IIC接口?！馭WD調(diào)試接口。進一步地，所述超偏載無線測量設備還包括多個拉力傳感器、溫度傳感器，其中，拉力傳感器連接拉力傳感器接口，控制器連接溫度傳感器，溫度傳感器采集當前環(huán)境溫度并發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)當前環(huán)境溫度對每個拉力傳感器受到的拉力數(shù)據(jù)、集裝箱總重力、及超偏載情況數(shù)據(jù)進行修正。更進一步地，拉力傳感器的數(shù)量為4個，這4個拉力傳感器按照兩行兩列的陣列分別，相應地，拉力傳感器接口包括4路傳感器接口。無線通信模塊為wifi通信模塊。在應用本發(fā)明所提供超偏載無線測量設備的集裝箱超偏載檢測系統(tǒng)一個優(yōu)選的具體實施方式中，如圖1所示，集裝箱超偏載檢測系統(tǒng)，包括拉力傳感器、溫度傳感器、超偏載無線測量設備、數(shù)據(jù)顯示控制裝置、起吊旋轉裝置、PC機。具體地，拉力傳感器 的數(shù)量為多個，拉力傳感器、超偏載無線測量設備、數(shù)據(jù)顯示控制裝置依次連接，超偏載無線測量設備包括多路拉力傳感器接口，多路拉力傳感器接口分別連接相應的拉力傳感器，數(shù)據(jù)顯示控制裝置包括顯示器。其中，拉力傳感器對集裝箱重量數(shù)據(jù)進行采集并傳送到超偏載測量分析系統(tǒng)，超偏載測量分析系統(tǒng)根據(jù)集裝箱重量數(shù)據(jù)計算出每個拉力傳感器受到的拉力、集裝箱總重力、超偏超載數(shù)據(jù)，并將每個拉力傳感器受到的拉力、集裝箱總重力、超偏超載數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)顯示控制裝置，數(shù)據(jù)顯示控制裝置將每個拉力傳感器受到的拉力、集裝箱總重力、超偏超載數(shù)據(jù)通過顯示器進行顯示。超偏載無線測量設備連接溫度傳感器，溫度傳感器將采集到的當前環(huán)境溫度發(fā)送給超偏載無線測量設備，超偏載無線測量設備根據(jù)當前環(huán)境溫度去除每個拉力傳感器受到的拉力、集裝箱總重力、超偏超載數(shù)據(jù)中的環(huán)境誤差。PC機連接超偏載無線測量設備和/或數(shù)據(jù)顯示控制裝置，PC機用于數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)備份、及報表打印。在本發(fā)明中將集成有拉力傳感器的起吊旋轉裝置替換了傳統(tǒng)的起吊旋轉裝置，具體為：拉力傳感器設置在起吊旋轉裝置上，超偏載無線測量設備設置于起吊旋轉裝置；優(yōu)選地，在起吊旋轉裝置的四角分別設置有拉力傳感器，所述拉力傳感器的數(shù)量為4個，這4個拉力傳感器按照兩行兩列的陣列分布，超偏載無線測量設備設置于起吊旋轉裝置的中部。相應地，超偏載無線測量設備包括控制器以及4路拉力傳感器接口，該4路拉力傳感器接口外接4路拉力傳感器，控制器主要負責整個集裝箱超偏載檢測系統(tǒng)的配置和控制，如果有超偏超載則作報警處理。進一步地，超偏載無線測量設備包括無線通信模塊，超偏載無線測量設備通過無線通信模塊與數(shù)據(jù)顯示控制裝置連接。無線通信模塊優(yōu)選地為wifi通信模塊。數(shù)據(jù)顯示控制裝置通過wifi無線網(wǎng)絡接收到超偏載無線測量設備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并顯示到LCD上，并可通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)發(fā)送到PC機以便生成報表，PC機接收到數(shù)據(jù)后可將數(shù)據(jù)顯示出來，并可打印報表。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的具體實施方式中，集裝箱起吊裝置上的4路拉力傳感器采集集裝箱的重力數(shù)據(jù)傳送給超偏載測量系統(tǒng)的超偏載無線測量設備。超偏載無線測量設備對4路拉力傳感器數(shù)據(jù)進行去誤差處理，并計算出每一拉力傳感器受到的拉力，并根據(jù)特定算法分析出是否超偏載，并將數(shù)據(jù)通過wifi發(fā)送給數(shù)據(jù)顯示控制裝置。數(shù)據(jù)顯示控制裝置接收到超偏載無線測量設備發(fā)送過來的數(shù)據(jù)并顯示到LCD上，并通過網(wǎng)絡接口將數(shù)據(jù)轉發(fā)到PC機端以便生成報表。下面對超偏載模型進行描述。如圖2所示，F(xiàn)1、F2、F3、F4為四個傳感器測出的集裝箱每個角所受拉力，C為集裝箱水平形心，D為集裝箱的重心，A、B為集裝箱腳空之間的距離（20英尺集裝箱A為5853mm，B為2259mm；40英尺集裝箱A為11985mm，B為2259mm；40英尺集裝箱A為11985mm，B為2259mm）。a，b為集裝箱重心在縱向、橫向的偏移量。（1）超重計算：超偏載無線測量設備通過4路傳感器接口采集到每路拉力傳感器受到的拉力，經(jīng)過計算去除誤差后將4路拉力求和，如果拉力總和超出了預定起重重量則為超重。例如：通過計算得出溫度影響系數(shù)為K。4路傳感器受到的拉力分別為F1，F(xiàn)2,F3，F(xiàn)4。則重力總和∑F由以下公式可得∑F=K(F1+F2+F3+F4)如果∑F>30480kg則認為是超重。（2）偏載計算：跟據(jù)力矩平衡原理，分別以吊具的長邊和寬邊為軸，求力矩和，可以得出：a=A/2-(F1+F2)A/∑F。b=B/2-(F1+F4)B/∑F。對于20英尺的集裝箱，當|a|≦600mm、|b|≦100mm為裝載合格。對于40英尺的集裝箱，當|a|≦1200mm、|b|≦100mm為裝載合格。對于偏載的集裝箱可以計算出重心偏移的方向和距離。超偏載無線測量設備通過4路傳感器接口采集到每路傳感器受到的拉力，經(jīng)過計算去除誤差后將4路拉力進行比較，如果差值大于預定的誤差則認為是偏載。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。