本發(fā)明涉及車輛超載監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能車載超載監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

超限超載是擾亂道路交通運輸秩序的頑癥，被稱為“公路殺手”和“事故元兇”。近年來，惡性超載事故頻發(fā)，我國的公路運輸不能承受之重。超限超載已成為嚴(yán)重危及人民群眾生命安全、危及社會經(jīng)濟(jì)秩序穩(wěn)定的一個突出社會問題，因此治理超限超載刻不容緩。

超限是指汽車裝載超過公路對其限值，主要研究的是車輛裝載與公路的關(guān)系，特別關(guān)注的是公路的正常使用。超載是指汽車裝載貨物時超過汽車額定載重量，對超載的核定，主要關(guān)注的是汽車性能以及由此而引發(fā)的行車安全性。目前，公路貨運超限超載在全國范圍內(nèi)普遍存在，相關(guān)調(diào)查顯示在所接觸到的從事公路貨運企業(yè)和個人中涉及超載的占99％，超限超載己經(jīng)是貨運行業(yè)中公開的秘密。

超限超載的表現(xiàn)形式主要有：貨運車輛生產(chǎn)商的大噸小標(biāo)；車輛改裝廠的非法改裝(如加大馬力、改裝車箱)；貨運車主對車輛的不合理配置(如：加大車箱容積、加鋼板、換輪胎等)；人為的硬性超限(超高、超寬、超長)等。

車輛超限超載所造成的危害主要有以下幾個方面。

(1)誘發(fā)了大量道路交通安全事故，給人民生命財產(chǎn)造成了巨大損失。

(2)嚴(yán)重?fù)p壞了公路基礎(chǔ)設(shè)施，給國家造成了巨額損失。

(3)造成國家規(guī)費大量流失，影響公路建設(shè)資金的籌措。

(4)致使尾氣噪音嚴(yán)重超標(biāo)，污染環(huán)境。

(5)導(dǎo)致了道路運輸市場的惡性競爭。

目前尚缺乏一種不需改變車輛的任何結(jié)構(gòu)部件，可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本較低、并可實現(xiàn)車輛的動態(tài)實時監(jiān)控的車載超載監(jiān)測系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種多功能車載超載監(jiān)測系統(tǒng)，不需改變車輛的任何結(jié)構(gòu)部件，具有可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本較低、并可實現(xiàn)車輛的動態(tài)實時監(jiān)控的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多功能車載超載監(jiān)測系統(tǒng)，包括：至少一超聲波傳感器、一溫度傳感器、一載重測量裝置、一通信裝置和一手持設(shè)備，所述溫度傳感器、所述載重測量裝置和所述通信裝置固定于一車體，所述超聲波傳感器固定于所述車體的一懸架上，所述超聲波傳感器和所述溫度傳感器分別與所述載重測量裝置通信連接，所述載重測量裝置通過所述通信裝置與所述手持設(shè)備和一監(jiān)控中心通信連接。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述手持設(shè)備包括一信號接收裝置、一單片機(jī)和一聲光報警器，所述信號接收裝置和所述聲光報警器連接所述單片機(jī)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述手持設(shè)備還包括一顯示器，所述顯示器連接所述單片機(jī)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述顯示器采用LCD顯示器。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括一衛(wèi)星定位模塊，所述衛(wèi)星定位模塊連接所述通信裝置。

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果：

超聲波傳感器用于向地面發(fā)射超聲波并接受自地面返回的超聲波反饋信號后將超聲波反饋信號發(fā)送給載重測量裝置。溫度傳感器用于測量實時溫度，并將測得的溫度傳送給載重測量裝置。載重測量裝置通過超聲波反饋信號計算懸架與地面的距離，并通過溫度數(shù)據(jù)，對計算結(jié)果進(jìn)行溫度補償，從而獲得懸架與地面間的精確距離，循環(huán)不斷的測量即可計算出距離的變化量，通過整合各個傳感器的距離信息即可得出汽車的載重量。載重測量裝置通過所述通信裝置與所述手持設(shè)備通信連接，可以將計算獲得的汽車載重量實時發(fā)送給手持設(shè)備，使得用戶能夠便捷地獲知當(dāng)前車輛的載重情況，并能在車輛超載時起到提醒的作用。載重測量裝置通過所述通信裝置與監(jiān)控中心通信連接，使得監(jiān)控中心可以對安裝有本發(fā)明的車輛的載重情況進(jìn)行實時監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)車輛有過載現(xiàn)象時可以發(fā)送警示信號給車輛對應(yīng)的手持設(shè)備要求車主處理超載問題，而在車主不積極執(zhí)行時發(fā)送車輛信息給相關(guān)職能部門進(jìn)行處理。信號接收裝置用于接收通信裝置或外部監(jiān)控中心的信號，聲光報警器用于接受單片機(jī)的控制發(fā)出聲光報警信號。顯示器用于顯示車輛實時的載重情況和溫度信息。衛(wèi)星定位模塊用于提供車輛的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的多功能車載超載監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面根據(jù)附圖1，給出本發(fā)明的較佳實施例，并予以詳細(xì)描述，使能更好地理解本發(fā)明的功能、特點。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例的一種多功能車載超載監(jiān)測系統(tǒng)，包括：至少一超聲波傳感器1、一載重測量裝置2、一溫度傳感器3、一通信裝置4、一手持設(shè)備5和一衛(wèi)星定位模塊6。其中，溫度傳感器3、載重測量裝置2和通信裝置4固定于一車體(圖中未示)，超聲波傳感器1固定于車體的一懸架上，超聲波傳感器1和溫度傳感器3分別與載重測量裝置2通信連接，載重測量裝置2通過通信裝置4與手持設(shè)備5和一監(jiān)控中心(圖中未示)通信連接。衛(wèi)星定位模塊6連接通信裝置4。

超聲波傳感器1用于向地面發(fā)射超聲波并接受自地面返回的超聲波反饋信號后將超聲波反饋信號發(fā)送給載重測量裝置2。溫度傳感器3用于測量實時溫度，并將測得的溫度傳送給載重測量裝置2。載重測量裝置2通過超聲波反饋信號計算懸架與地面的距離，并通過溫度數(shù)據(jù)，對計算結(jié)果進(jìn)行溫度補償，從而獲得懸架與地面間的精確距離，循環(huán)不斷的測量即可計算出距離的變化量，通過整合各個超聲波傳感器1的距離信息即可得出汽車的載重量。載重測量裝置2通過通信裝置4與手持設(shè)備5通信連接，可以將計算獲得的汽車載重量實時發(fā)送給手持設(shè)備5，使得用戶能夠便捷地獲知當(dāng)前車輛的載重情況，并能在車輛超載時起到提醒的作用。載重測量裝置2通過通信裝置4與監(jiān)控中心通信連接，使得監(jiān)控中心可以對安裝有本發(fā)明的車輛的載重情況進(jìn)行實時監(jiān)控，在發(fā)現(xiàn)車輛有過載現(xiàn)象時可以發(fā)送警示信號給車輛對應(yīng)的手持設(shè)備5要求車主處理超載問題，而在車主不積極執(zhí)行時發(fā)送車輛信息給相關(guān)職能部門進(jìn)行處理。衛(wèi)星定位模塊6用于提供車輛的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)。

本實施例中，手持設(shè)備5包括一信號接收裝置、一單片機(jī)和一聲光報警器(圖中未示)，信號接收裝置和聲光報警器連接單片機(jī)。單片機(jī)采用STM32F103RBT6單片機(jī)。信號接收裝置用于接收通信裝置4或外部監(jiān)控中心的信號，聲光報警器用于接受單片機(jī)的控制發(fā)出聲光報警信號。

手持設(shè)備5還包括一顯示器，顯示器連接單片機(jī)。顯示器用于顯示車輛實時的載重情況和溫度信息。本實施例中，顯示器采用LCD顯示器。

本發(fā)明不要求車輛停止或者保持低速行駛，從而可以在不影響公路運輸車輛通行效率的前提下，綜合運用動態(tài)稱重技術(shù)稱取車身多個部位的重量，然后計算得車身整體重量，然后利用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)將計算得車輛載重情況以及是否超載情況發(fā)送給司機(jī)的手持設(shè)備5，讓司機(jī)一目了然，還可以結(jié)合北斗定位技術(shù)和4G網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)高速采集與處理技術(shù)，將車輛位置、車輛身份和車輛載重情況遠(yuǎn)程傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

本發(fā)明的工作原理如下：

當(dāng)車輛載重時，輪胎受到壓力會發(fā)生變形，同時鋼板彈簧也會發(fā)生彈性形變，故導(dǎo)致車橋與地面間的距離變短，通過測量這個距離變化量即可推出汽車的載重量。從力學(xué)上分析，它的原理較簡單：汽車車身與輪軸之間都安裝有鋼板彈簧，鋼板彈簧作為吸收彈簧具有良好的減震性能，其受力與形變是呈線性關(guān)系的，彈性系數(shù)為常數(shù)C。這使電路設(shè)計有了可行性，只要測出車橋與地面間的距離變化就可間接測出汽車的載重量。因此把超聲波傳感器1安裝在車體的懸架上，上電后超聲波傳感器1不斷的向地面發(fā)送超聲波信號，再檢測地面返回的超聲波反饋信號，然后將超聲波反饋信號傳輸給載重測量裝置2，通過載重測量裝置2內(nèi)部的微控制器上的定時器測量該信號的脈寬，可得到超聲波由發(fā)射到返回的時間，然后需要結(jié)合溫度傳感器3測出的實時環(huán)境溫度，同樣將溫度傳感器3測出的實時環(huán)境溫度數(shù)據(jù)傳輸給載重測量裝置2，融合經(jīng)溫度補償后的聲速，這樣微控制器就可以計算出車橋與地面的精確距離，循環(huán)不斷的測量即可計算出距離的變化量，通過整合各個超聲波傳感器1的距離信息即可得出車輛的載重量。

得到車輛的載重量之后，一方面將測量結(jié)果通過射頻無線通訊的方式發(fā)送到駕駛室手持設(shè)備5，并利用STM32F103RBT6單片機(jī)內(nèi)部的RTC功能獲取時間一并在LCD顯示屏上予以實時顯示，讓司機(jī)可以了解車輛的載重量以及時間，當(dāng)車輛超載的時候，駕駛室手持設(shè)備5上面的聲光報警器工作，提醒司機(jī)車輛已經(jīng)超載，趕緊采取措施。另一方面將測量結(jié)果通過射頻無線通訊的方式發(fā)送給通信裝置4，通信裝置4連接衛(wèi)星定位模塊6獲取定位信息，衛(wèi)星定位模塊6可采用北斗UM220，經(jīng)過整合北斗衛(wèi)星定位信息后，通過4G無線網(wǎng)路傳送至監(jiān)控中心，達(dá)到實時監(jiān)控車輛的目的，當(dāng)監(jiān)控中心監(jiān)控到車輛已經(jīng)有超載行為時，可以發(fā)送警示信號到駕駛室手持設(shè)備5上，警示司機(jī)車輛已經(jīng)超載，請采取措施，如果司機(jī)不聽，則監(jiān)控中心將信號發(fā)送給最近的收費站，收費站會采取措施。同樣監(jiān)控中心可以監(jiān)控超載車輛的路徑行為，為后面優(yōu)化治理車輛超載行為打好基礎(chǔ)。

本發(fā)明解決了現(xiàn)有監(jiān)控車載情況時，時效性低的問題，只需將本發(fā)明安裝在各種載貨車輛上，即可直接測出載重量，不需改變車輛的任何結(jié)構(gòu)部件，可靠性高，穩(wěn)定性強(qiáng)，且成本較低，實現(xiàn)了車輛載重的動態(tài)實時監(jiān)控，可廣泛應(yīng)用于物流及公路管理等領(lǐng)域。

以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。